автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Бетоны пониженной проницаемости, стойкие в микробиологической коррозии

и 0 ^ 5 -

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОМ КРАСНОГО ЭШЕШ ИНЕИЖРНО-СТРОИТЕЛЫШП ИНСТИТУТ ш. В.В.КУЙНШйА

На правах рукописи СЕРЕБРЕН! 1К Виктория Альбертовна

УДК 620.193:666.272

^ ЕЕТОШ П0ШШ2Ж0Й ПРШЩШОСШ, СТОЙКИЕ К ШКР0Е10Л0ШЕСКСЙ К0РР03П1

Специальность 05.23.С5 - Строительные натерзтага

и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степвст кандидата технических наук

Москка - 1950

Работа заполнена в Московском ордена Трудового Красного Згамени илженерпо-»строительнои институте им.В.В.Куйбышева

ШЧШЯ РУКОВОДИТЕЛЬ - Заслуженный деятель науки и

техники РСФСР, доктор технических наук, профессор ИВАНОВ $.М.

ОИШИАЛЫШЕ ОШОНЕНТЫ - доктор технических наук,

профессор ПАТУРОЕВ В.В.

- кандидат технических паук, ТРИНКЕР Б. Д.

БДП7ЕЕЕ ШВДГИШТИЕ - ПО "Ворошшговградоблагроотрой"

Защита состоится 1990 г. в ^ часов

ла заседании специализированного совета К.053.11.02 в Московском шкенерно-строительном институте им. В.В.Куйбышева по адресу: Москва, Штвзовая наб., д.8,' аудитория 307.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИСИ им. В.В.Куйбышева. Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш отзыв по адресу: Москва, 129337; Ярославское шоссе, д.26,' ШСИ ш.В.В.Куйбышева, Ученый совет.'

Автореферат разослан "?ь" 1990 г.

Ученый секретарь

специализированного совета, капд.техн.наук

Э.Г.МУРАДОВ

-Актуальность работы. Одними из наиболее важних отраслей народного хозяйства, в которых отмечаются <5иоловре;.-:дения стронтель-шх конструкций из бетона и железобетона и нредъяплянтся повышенные требования к санитарно-гигиеническому состоянии шмовдний,являются пищевая и мясомолочная промышленность. В эти отрасли направляются значительные капиталовложения.

При строительстве цехов производственных помещений предщлш-тий пищевой промышленности необходимо придавать материалам и конструкциям специальные свойства - стойкость к агрессивным средам и воздействию микроорганизмов, поселяющихся на них.

Конструкции дотом бить бпостойкие. Это очень внфокая проблема п данная научно-исследовательская работа выполнена применительно к конкретным условиям предприятий пищевой и мясомолочной промышленности.

Микроклимат производственных помещений гаки предприятий является одшш из (факторов, влияпщя на долговечность конструкций, а также на качество продукции. Он характеризуется рядом физических и эсшлгческнх параметров - температурой, относительной влажностью, концентрацией минеральной н органической пили, со-дерканием различных паров и газов, наличием микроорганизмов.

Микроорганизмы, поселяясь на поверхности конструкций, продуцированием химических веществ, агрессивных по отношошю к бетону и арматуре, обуславлгаают микробиологический фактор коррозии. Причем участие микроорганизмов в коррозионных разрушения* бетона определяется благоприятными условиями для их яизнедеяггелт.иобм; прежде всего повышенными температурой и влаадостью.

О целью защити бетонных конструкций от биокоррозии к улучшения санитарно-гигиенического состояния внутри помещений можно вводить в состав бетона добаркл биоцидов - веществ, шзнваыют гибель шпзой клетки. Имеющийся до сих пор опт' придания бисцид-ных свойств бетонам состоит а введешга добавок во всю массу бетона. Учитывая дефицит биодадшх добавок и их вчсокуи стоимость, вто нецелесообразно. С этой точки зрения ва?ло знать кинетику проникания гшфооргшгизмов вглубь бетона в зависимости от различных факторов, какими являззтся протщаемость батона, условия его эксплуатации, вид и размеры шкрооргштэмов п др.

Понижение протщаемиста сетсна с целыа ограничения проникания в него микроорганизмов может явиться одним из способов псш-шенил блостойкости конструкций.' Однако снижение проницаемости

(«попа сач.) по еебз из будет исключать возможности поселения шкрооргачлзмоз па поверхности конструыцтй, а следовательно и проявления корроз.тошкх процессов. Поэтому для повышения коррозионной стойкости бстоншх л желозобетошых конструкций, эксплу-атлругашхея в условиях воздействия микробиологического фактора коррозии, а тачка для улучшения санитарно-гигиенической обстановки ш/три помещений, необходимо исследовать эффективность приме-недш бэтоноп н строительных растворов пониженной проницаемости с бпощ-динми cnoiicTDar.ni.

- наследование и разработка бетонов н строитель-лмх растворов пониженной проницаемости с биоцщцшми добавками для загргти от биокоррозгл п улучшения санитарно-гпгиетиеского состояния ботишшх и яелезобетоншх конструкций предприятий пищевой и шссиолотиой промышленности.

CciiOBiE.5i.ui задачеи.ы работа являются:

- опаляз и обобщение работ отечественных п зарубежных исследователей в области биоповретлений к защиты от них бетонных и г.елозобетошшх конструкции;

- выявление разновидностей микроорганизмов - биодеструкторов бетонтос п железобетонных конструкций предприятий пищевой и мясомолочной нромшленвостк и изучение основного механизма их действия;

- исследование влляния биоцидных добавок на структуру, проницаемость и основные строительно-технические свойства бетонов;

- исследование коррозионной стойкости бетонов с биецндными до бол коми в средах о микроорганизмами, характерными для производств мясомолочной промышленности;

- исследование связи структуры растворов и бетонов с их проницаемостью дал микроорганизмов, характерных дня предприятий мясомолочной промышленности;

-- определение технико-экономической эффективности применения бетонов с биоцццнши добавками в помещениях молокозаводов.

Автор защищает:

- результат исследования физико-химических и механических свойств ботона, подвергнутого воздействию микроорганизмов;

- результаты исследования биоцидцшх свойств бетонов с добаг камн: латекса АН1-40, хлорфенилмалеимида /ШИ/, макоэтаполамино-содерпащей /КОМ/;

s

- результат исследования влияния биоци.щшх добавок на ос--новные строительно-технические свойства бегсна (ьрочносгь, ьодс-непроницаемость, водопоглощение, морозостойкость);

- результаты исследовашы коррозионной стойкости бетонов с биоциднкш добавками в средах с микроорганизмами, характер -шш для производств мясомолочной нромииленности;

- результаты исследования связи структуры растворов и .ötic-нов с различными показателями норовой структуры и их проницаемостью для микроорганизмов;

- результата оценки эффективности применения строительных растворов и бетонов с биощтдннми добавками.

Научная новизна работы:

- выявлены разновидности микрооргштзмов - агентов биоповре-ядеяий бетонных ц железобетонных конструшшй в условиях производств пищевой и мясомолочной промышленности и установлено коррозионное действие этих шйфооргшглзмоз на Сетон;

- установлена роль проницаемости бетонов в распространении и коррозионном воздействии микроорганизмов;

- предлояеш1 ноше методики исследования проницаемости бетонов для микроорганизмов;

- разработали составы бетона пониженной проницаемости с биощщной добавкой латекса АШ—10. Новизна технического решения подтверждена полояктельнш решением на получение авторского свидетельства СССР № 4443297/23-33;

-- выявлены биощздные свойства ношх добавок ХФМ, КСМ и бетонов с ними;

- изучено влияли а добавок латекса АШ-40, Ilii и KCl.! па коррозионную стойкость бетонов в среди с шшроорганизиачя, .характерными для предприятий мясомолочной промпскешюота.

Экспериментальные данные и расчеты позволили выявить наличие микробиологического фактора коррозия Сетона в агрессивных средах предприятий пищевой и мясомолочной промышленности и исследовать добавки АШ-40, XCI.1 л КОМ для получения биипдннх бетонов с целью повышения коррозгеп-коЯ стойкости конструкций из бетона п железобетона, а тлю.'е для создания более благоприятней соатгс^о-тагаодапгюкоЗ оЛтп -новки внутри яомещею'З.

Разработаны "Рекомендации по приготовлении и нрикеченлу блощдннх строительных растворов и бетонов с добавкой латекса

ЛТИ—40 дм предприятий Госагропроиа" СМ., 1908).

Енс7г?ппиз результатов. Енощццше добавки латекс АБ11-40, ХФМ п КОМ г,на.',реш при проведении отделочных ремонтно-восстановитель-ных работ lia телокораводе Ji I г.Ворошиловграда. Экономический рЭД'Скт от внедрения составил на 100 м^ покрытия потолка: АЕП-40 - 2YA ру б ; Х5М - 112 руб.; КШ - 141 руб.

Апробация работи, Осношше положения диссертации доложены:

1. lia Ш Республиканской научно-технической конференции молодых учешх и специалистов "Усиление ролл и развитие творческой активности молодите строителей в ускорении научно-технического процесса в строительстве" (Уфа, 1988);

2. На секции лаборатории коррозии ШШЖБ Госстроя СССР (Москва, 8 сентября IS88 г.);

о. На научи ой конференции молодых ученых и специалистов 1ГШЕБ "Расчет, конструирование и технология изготовлешш бетонита и г.ел2зобетошкх изделий" (Москва, 1-2 декабря 1988 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общи выводов, ышска литературы, приложений и изложена па 221 странице, л том числе: текста 118 страниц, таблиц 39, рисунков 35, списка литературы из 171 наименования и 5 приложений.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 пзчатшлс работах.

Работа проводилась по плану ШС ШСИ и в соответствии с координационным кланом НИР АН СССР по проблеме 2.33.9 "Еиопов-регжешш" на 1986-1990 гг.

СОДЕРЖАНИЕ'РАБОГН

Екоповреждения - ото особый вид разрушений, связанный с воздействием микроорганизмов. Наиболее часто биоповреждениям подвергаются бетонные и железобетонные конструкции зданий и сооружений па сельскохозяйственных объектах, предприятиях пшцевой, мясомолочной, хлебопекарной промышленности и многих других отраслей, при строитачьство и эксплуатации которых применяются и перерабатывается органические материалы различного происходиения.

Специфическая особенность этссс сооружений состоит в возможности контакта строительных конструкций непосредственно с агрессивными органическими средами. Агрессивные среда, в которых эксплуатируются бетонные и железобетонные конструкции, при определенных условиях могут явиться средой для различных микроорганизмов (плесневых грибов, бактерий, дрожжей, водорослей). Микро-

организмы, поселяясь на поверхности конструкций, продуыирсванньл химических веществ, агрессивных по отношению к бетону и ардатуре, обуславливают микробиологический фактор коррозии.

Вопроси, посвященные исследованию микробиологического Фактора коррозии бетона и разработке способов эглити от него, освещены в работах В.М.Москвина, Ф.М .Иванова, А.В.Чуйко, Л.Й.Губинчнкп, В.В.Гончарова, З.П.Андрсюк, И.А.Козловой, Э.Я.Ковалъ и многих других. Однако о биодеструкторах и их рож в коррозии бетонных и железобетонных конструкций предприятий пищевой и мясомолочной промышленности известно очень мало. В СПиП 2.03.11-85 "Запита строительных конструкций от коррозии" нет указаний по проектированию защиты конструкций этих отраслей промышленности от коррозии, вызываемой действием микроорганизмов на бетон.

Конструкции производственных помещений шшевой промышленности подвергаются воздействию органических и минеральных сред различной агрессивности: жировых омульсий, мясннх соков и бульонов, сладких сиропов, (.тучной шшг, сыворотки, молока, растворов дезинфицирующих средств и пр.

С целью выявления ценоза микроорганизмов, а телка коррозионных повреждений бетона и железобетона, связанных с их воздействием, били обследованы производственные помещения ряда предприятий пищевой и мясомолочной промышленности. Обследования были проведены на Останкинском мясоперерабатывающем комбинате, нескольких хлебозаводах г.Москвы, двух молокозаводах.

Результаты микробиологического обследования вняьили сроди агентов бяоповрежденкй бетона предприятий пищевой л мясомолочной промышленности молочнокислые, маслянокяслые, уксуснокислые бактерии, представителей плесневых грибов родов кСЫ-Сит , , Ретс<(Иип^ , ССо^о^сгСипх, , наличие которых ухудшает санитарно-гигиенические условия помещений.

В результате обследования были выявлены разрушение новмр".-ностного слоя несуших и ограждающих конструкций и физико-химические изменения структуры бетона, связанные с газнедеятелъпо-стью микроорганизмов.

Определение поверхностной прочности бетонных конст]>ук1ш!', неразруиаюпшм методом показало, что в результате воздействия продуктов метаболизма плесневых грибов происходит снижение поверхностной прочности бетона за счет об1«зсвачил лзгкорастворимых солей органических кислот в среднем на 35?!. Для конструкций цехов

r.wcoiic'iioiiiia'ra это снижение составило 25$, хлебозавода - 433, малокопаизда ~ 34$. Выделяемые кислотные продукты метаболизма микроорганизмов пзнюгаыт величину водородного погазателя до ¡Н » - 9-Ю. На участках, где нет разрыхления поверхностного слоя от дгЯстзил органических кислот, отмечена по вишенная глубина карбонизации, что связано с интенсптаым выделением мчкрооргапизмалга углекислого газа.

Иодтверядением коррозионных изменений, происходящих в бетоне над воздействием микроорганизмов, являются данные дифференци-яльно-тер'лпоского анализа. Кривые ДГА образцов бетона, взятых с поверхности конструкций, пораженных гшесневыш грибами, тлеют белее Енгенсшые пики, чем у непораженных: экзотермический при тег/пяратуро 380-400°С и гццотермический при 800-880°С. Колкчест-гетла:: сцепка дашик ЛГЛ показывает, что в образцах, подвер&ен-нгх поржолии одкрооргавизмоми, удваивается содержание органических иевдегв и карбоната кальция, что связано с выделением продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

Коррозионное действие на бетон микроорганизмов, характерных для полочной прошиленностл, было выявлено и в лабораториях условиях. Образцы двух составов цементного раствора, характеризующихся различной проницаемостью, размером 30,3x30,3x30,3 мм помещали п три кндкпе среди: стерильную, оараж-пную микрооргашзмами и дистиллированную вода'. Среду заражали суспензией микроорганизмов, вкдючаюкей споры асперпшлов, пешщиллисЕ, кладоспориев, молочнокисла бактерий. Испытания проводили в течение 2 лет.

Данные эксперимента выявили, что под воздействием микроорганизмов коррозионные процессы идут интенсивнее. Максимальное crai-поние прочности образцов, испытанных в среде, содержащей микроорганизмы, наблюдается через J2 мес после начала испытшшй.

Установлено, что с ростом проницаемости цементных растворов возрастает степень их коррозионного разрушения от воздейств!ш микроорганизмов. Дм образцов состава I, имеющих водопоглощение по массе величина снижения прочности от воздействия микробиологического фактора коррозии через 9 мес испытания составляот 2А%, а для состава 2 с ведопоглощением по массе 7,5$ от прочности образцов, выдержанных в дистиллированной воде.

Доказательством происходящих в бетоне коррозионных процессов являются результаты определения рН сред. В стерильной среде устанавливается значение рН, равное 9,0, а в среде с микроорганизмами рН це превышает 7,5%, что свидетельствует о наличии в ней

кислотных продуктов жизнедеятельности «икроорганиэмов.

Данные о потере массы образцов подтверадаут предположение о протекающих в бетоне процессах кислотной коррозии под во.здеКстнгг ■ ем микроорганизмов. Потеря массы образков (Ц:ГЫ:П, Гу'Ц--0,С>) , хранившихся в стерильной среде, не превышает 4°', в среде с микроорганизмами она достигает 14,?.

Таким образом, в натурных и лабораторных условиях установлено коррозионное действие па батон микроорггшизмов, характерных для пищевой и мясомолочной промышленности.

С целью защиты бетонных конструкций от Оиокоррозии и улучшения санитарно-гигиенического состояния внутри неимений молю вводить в состав бетона или строительного раствора на стадии их приготовления добавки биоцидов - веществ, препятствующих поселению и жизнедеятельности бактерий и грибов на поверхности и в норовом пространстве бетона.

В наших исследованиях в результата поиска бнсцндных добавок били выявлена наиболее ¡эффективные:

- КОМ - моноЕтаноламиносодор''.атая добавка кубового остатка производства Метанола (Т7 113-03-20-7?-е5) ;

- ь! -арилзшешенпие соединения - производные малеаминоной кислоты. Из них исследовали: ^-нафтк.'з/.алега-'ииорал кислота, 0-мя-токсифеюшлалеамшювая кислота, П-толалмаявт/яд, 0-хло]«(енпл»ч-леимид;

- латекс АБП-40 - продукт гмульснонноП сополимертзании трг-бутилоловометакрилата с бутилакрилатом, иетилметакрилатом и акриловой кислотой в присутствии эмульгатора и инициатора (ТУ 4018-44 Минвуза РСФСР). 3£

Изучение фунгшхидннх Ьвойств бетонов с добавками проводили Но следушей методике: в чашги Петри но твердуп питательную среду засеивали I мл суспензии илебнового гриба, сверху накладивали По 4 образца цементного раствора размером 10x10x30 мм. Через 7 сут по зоне задержки роста культур! гриба вокруг образца определяли эффективность Яунгинидных свойств добавск в еэтопп. 'Тунги -цидные свойства определяли по отношении к агентам биопопроглшшП бетона предприятий пищевой и мясомолочной промышленности.

Из результатов исследования видно, что наибольшей эффективностью обладает латекс АБП-40, при введении которого в количестве 1,05 массы цемента полностью отсутствует ¡чет плесневого гриба. Из А7-арилзамесонннх соединений наилучгакяя ¡Тупптидннми свой-*Разработан ШШ химки при Горьковец« государственном университете.

стаамл обладает препарат О-хлорфонилмалеилгад (МР17 6-09-5519-68)^ 17Нгицдаюо действие которого мокко усилить предварительным растворением его в дт.!9тгасул1'гоокспде даС0 (МРТУ 6-08-5697-68). Лри-мэриэ одинаковая зона издержки (5-7 мм) наблюдается при испытании обрчоцои с до банке Л латекса АШ-40, введенной в количество 0,01$ массы цемента, ХН.1 - 0,01,1, КОМ - 2%. Фунгицядшо свойства этих добавок сохраняются в бетоне и после ТВО, Бетош с добавками АШ-40, ХС',1 и КОМ обладают от слабо- до умеренновиражешшм бак-тгршзишм действием.

Результаты исследования кинетики нарастания пластической прочности и сроков схватывания показала:, что добавки АНТ-40 и ХШ незначительно в.итаит па сроки схватывания цементного теста. Добаы'а КСМ, введеннач в количестве 1% массы цемента, замедляет качалыше и конечные сроки схватыванияболев чем па 2 ч, а комплексна? добавка ДМСОкХЯ,! соотЕэтственно на I ч - 50 мин и I ч.

Исследование изменегаи подвижности растворной смеси (Ц:Г1 = 1:3) по расшиву конуса показало, что добавки ДО0 к КШ обладают пластнУтгдрующш эффектом. При постоянном расплшзе, равно!,1 117 и,;, ГЗ/Д снижалось от 0,5 до 0,47 п 0,32 при введении соответственно ДЗЛОО в количестве 1,С5? и КО!.! в количестве 2,С(! кассы цемента. При постоянном ИД1=0,5 расгишв коггуса изменялся от 1/7-120 га до 160 мм при введении КО,'Л в количестве 2£ массы цемента. Латекс АШ-40 л исследуемых дозировках не изменяет под-ьчшюстп растворной смеси.

Добавки латекса АШ-40 и комплексная ДМСОьШ! в исследуемых количествен на прочностные показатели цементных растворов и бетонов влияют незначительно. Бетон с добавкой КШ в количестве 1-2?? массы цемента за счет снижения водонотребности имеет повышенную прочность в пределах 11-20$.

Добавки латекса АШ-40 и комплексная ДМСОШМ несколько снижают коэффициент фильтрации и водопоглощение бетонов, хотя марка по водонепроницаемости остается неизменной. При введении добавки ■ КОМ в количестве 2/1 массы цемента за счет уменьшения В/Ц водопоглощение снижается в среднем на 25/«, а коэффициент фильтрации - примерно на I порядок. Марка по водонепроницаемости погашается на I ступень.

Коррозионную стойкость цементных растворов с биоцидными добавкам АБП-40, Х®,1 и УЛЛ исследовали в жидких средах, характерна дол молочной про.мьшлешюсти, с микроорганизмами и без шхх к оценивали по прочности на растяжение при изгибе образцов раз-

мерой 10x10x60 ил состава Ц:1Ы:3, В/Ц=0,4 /см.рисунок/. Исследования показали, что все добавки повишают коррозионную стойкость бетонов в средо с микроорганизмами.

Оценить эффективность биоцлдной добавки можно по снижения относительной прочности от воздействия микробиологического фактора коррозии л Я, % , определяемого по выражению: A (L = ( R-'/rJ-IOO, где Р.0 - исходная прочность;

R_' , И - соответственно прочность образцов, выдержанных в среде с микроорганизмами и без нях, через определенный срок испытаний. Для оОразцов без добавки это снижение через 12 мое испытания составило 15 % (см. табл.1). Наибольшей коррозионной стойкостью в средо с микроорганизмами обладают образцы с добавкой латекса ЛЕП-40, введенного в количестве 0,05$ массн цемента, для которого снижение относительной прочности составляет 1,6$. При введении ГОЛ максимальный эффект достигается при содержании ее е количество 2% массы цемента, сниаепиэ относительной прочности при этом составляет 5,3%. Добавки Xiivi и комплексная ДЛ00+ХФ1 мало эффективны при испытании в нидких средах, поэтому их целесообразно применять для защиты от биокоррозии бетона, не контактирующего с лидкостямп(например, печные цеха хлебозаводов).

Таблица I

Эффективность применения биоцидных добавок в сродах с

микроорганизмами, характерных для молочной промышленности

Затеке АЕП-40 ШСШ1М КОЛ

Содержание, % Содержание, % Содержание, % Содержание, % АЙ.*'

0 0,01 0,05 ОД 0,2 15,0 9,0 1.3 2,8 3,0 0 0,01 15,0 14,6 0 0,5>0,01 15,0 13,4 0 0,5 1,0 2,0 15,0 13,5 10,4 5,9

Пониженно проницаемости бетона с целью ограничения проникания в него микроорганизмов может явиться одним из способов повышения биостойкости конструкции. Вместо с тем остается неясным вопрос о том, какими долгшы быть параметры поровой структуры бетонов, чтобы он был непроницаемым для микроорганизмов. Сопос-

1,05

1,00

0,95

0,90 0,85

0,80 0,75

в) 1,05

1,05

1,00 0,95

0,90 0,85

0,80 0,75

tye.

> %

9 12 мвс 0

в) «/e.^'/Ro 1,05

0,75 •12 мес 0

12 мес

ъ

X ----

X •—..

12 мес.

Рисунок, Изменение относительное прочности во времени образцов цементного раствора с биоцпдными добавками в среде с микроорганизмами (обозначения со штрихом) и без них (обозначения без штриха) .

Вид и количество добавки, % масон цемента: а) латекс АБГ1-40, I-l' - без добавки; 2-2*- 0,01; 3-3*- 0,05; 4-4'- 0,1; 5-51 - 0,2; б) КОЛ, I-i'- без добавки; 2-2'- 0,Ь; 3-3'- 1,0; 4-4'- 2,0; в) I-I*- без добавки; 2-2*- Ш, 0,01; в-з'- даСОьММ, 0,5ь0,01.

тавлеяие размеров пор и клеток микроорганизмов свидетельствует о тем, что последние могут проникать в поровоо пространство бетона и проявлять в его толще свое коррозионное действие.

С целью исследования влияния поровой структуры бетона на проницаемость для микроорганизмов был поставлен следующий эксперимент. Образуя цементного раствора размером 20x20x120 ш, характеризующиеся различно)! структурой поросого пространства, 'испытывали в среде с микроорганизмами в условиях капиллярного подсоса. Поровая структура цементных растворов варьировалась за счет изменения водоцементного и цементио-песчаного отношошгй и применения различных добавок.

Перед началом испытаний образцы стерилизовали, чтобн исключить первоначальное заражение материала. После этого образпд устанавливали в эксикаторы, на дно которых была налита питательная среда со спорами плосиевых грибов. Через качине дне педели партию образцов извлекали из эксикаторов и раскалывали каждый образец по высоте на уровне 6 и 9 см. Сразу же после разрушения производили смыв со скола поверхности образцов на твердую питательную среду в чашей Петри. Но росту плесени судили о зараженности образцов соответственно на высоте 6;; 9 см.

Данными эксперимента установлено, г,то скорость цропгасашш мшфоорганизмов сквозь раствор зависит от величины общей пористости, в большей степени - от величины сквозной, пористости п объема мелзерноЕых пустот. Время прохождения опер плесневых грибов увеличивается вдвое при снижении общей пористости па сквозной пористости - на 21%, объема глежзерновых пустот - на 44*.

При увеличешга размеров спор от 2,1 мкм да^^/^адг ¿сгг/.н,% до 5 мкм для .Нреща«5 тд&г , несмотря па существенное различие в объеме меток (соответственно 4,8 и 65,4 мкм3) прошщае-мость меняется незначительно» Споры этих культур имеют форму, близкую к шаровидной. Для спор роиа'Сшт г-ах1сШ , имеющих цилиндрическую форму, с объемом клетки 70,6 мкм3 проницаемость значительно снижается, т.о. наименьшая проницаемость характерна для спор цилиндрической формы по сравнению со спорами такого :ко объема шаровидной формы. При увеличении объема метки и изменении ее форш в сторону увеличения длины проницаемость резко снижается и смещается в область больших значечий сквозной пористости.

Испытанием нроницаемости для микроорганизмов в условиях. Капиллярного подсоса в среде с микроорганизмами образцов цемент-

ного раствора с различными В/Ц и Ц/11 при постоянном объеме цементного теста показано, что при переходе В/Ц от 0,4 до 0,5 проницаемость растворов для спор шаровидной форш резко возрастает.-В интервале В/Ц 0,5...0,7 проницаемость возрастает не столь интенсивно. Для микроорганизмов цилиндрической Форш характер резкого ношшелия проницаемости для микроорганизмов сохраняется до В/Ц - 0,7. Ц/И отношение влияет на проницаемость дон микроорганизмов в меньшей степени.

Проницаемость батонов для микроорганизмов исследовали с помощью фильтратсметра, пропуская суспензию спор плесневых грибов сквозь образцы бетона. Прошщаемость оценивали по изменешпо оптической плотности суспензии до и после фильтрации. Испытания проводили на образцах двух групп бетонов с объемом цементного теста 310 и 260 л/мэ, характеризующихся широким диапазоном коэффициентов фильтрации от 10"^ до сы/с и марок по водонепроницаемости от V/ 2 до \ц/10 (см.табл.2).

Таблица 2

Прохождение микроорганизмов сквозь бетон различной проницаемости

W ВД1 Объем цементного теста, кг/м3 Расход цемента, кг/м3 Коэффициент фильтрации см/с Марка по во- донеи- рони- цде- мости, Число спор микроорганизмов в I ш суспензии, прошедших сквозь бетон, хЮЬ

Jisp. ttmus top. ru ¿er

I 1,5:2,7 0,4 310 430 8,7xI0~u 10 0,7 0,1

I 1,7:3,06 0,5 310 380 9,IxI0~10 6 0,9 0,1

I 2,11:3,81 0,7 310 305 2,3x10"*® 2 3,6 0,3

I 2:3,4 0,4 260 360 4,0x1О-10 8 0,8 0,1

I 2,28:3,87 0,5 260 315 2,2xI0~S 4 1,0 0,2

I 2,83:4,82 0,7 260 255 I,2xI0~7 2 4,3 0,4

Результаты показали, что из исследованных все составы проницаемы для микроорганизмов (см.табл.2). Пол ^ более Ю- см/с проницаемость бетонов для спор плесневых гриоов резко возрастает. В соответствии со СНиП 2.03.11-85 бетоны с показателем ниже 1СГ® см/с классифицируются как бетоны пониженной и особо низкой проницаемости.

Таким образом, в условиях воздействия микробиологического фактора коррозии: следует применять бетоны особо низкой и пониженной проницаемости с В/Ц=0,4,..0,5 и строительные раствори с В/Ц но более 0,4. Вместе с тем снижение проницаемости бетона само по себе пе будет исключать возможности поселения микроорганизмов па поверхности и в поровом пространство бегопа, а следовательно, и начала коррозионных процессов под воздействием продуктов их жизнедеятельности. Поэтому для придания стойкости к биокоррозии и улучшения санитарно-гигиенического состояния внутри помещений бетонам при максимальном снижении их проницаемости следует придавать биоцидные свойства путем нанесения поверхностного слоя из строительного раствора за счет введения в ого состав добавок-биоцидов.

Результаты работы были внедрены на молокозаводе г.Ворошиловграда, где в заквассчнем и аппаратном цехах был отремонтирован потолок с применением биоцидпых добавок латекса ЛБП-40, ХОТ и КШ.

ВЫВОДЫ

1. На основании обследований железобетонных конструкций на яа предприятиях пишевой и мясомолочной промышленности в помещениях с повышенной влажностью и органическими технологически перерабатываемыми продуктами установлено повреждение поверхностного слоя бетона в результате поселения и жизнедеятельности микроорганизмов и ухудшение санитарно-гигиенической обстановки внутри производственных помещений. Выделены наиболее распространенные вида грибов и бактер!й. Показано, что поверхностная прочность цементных растворов на пораженных участках на 25-40$ ниже, чем на непораженных, а снижено до 9-10, что свидетельствует о потере цементным раствором защитных свойств по отношении к арматуре.

2. На примере химически и биологически агрессивных сред, характерных для молочной промышленности, в лабораторных условиях выявлена роль биологического фактора в деструкции бетона. Установлено, что прочность цементного раствора от воздействия микроорганизмов снижается на 15-25 % от прочности раствора, выдержанного в дистиллированной воде.

3. Выявлена роль проницаемости бетонов в коррозионном воздействии микроорганизмов. Для образцов цементного раствора (Ц:П = 1:3, В/Ц-0,5) с водопоглощением по массе 9 % величина снижения прочности от воздействия микробиологического фактора коррозии через 9 мес испытания составляет 24 %, для образцов состава Ц:П=1:3, В/Ц=0,4 с водопоглощением по пассе 7,5 % -

15% от прочности раствора, выдержанного в дистиллированной воде, Показало, что с ростом проницаемости цементных растворов и бетонов возрастает степень юс коррозионного разрушения от воздействия микроорганизмов.

4. Исследованы биоцццная активность и строительно-технологические; свойства цементцшс растворов и бетонов с ношми биоцид-ными добавками: латексом АБП-40, хлорфешишалеимидом (ХФМ), ыоно-отанолаышюсодержшцей (КОМ). Показано, что по технико-экономическим соображениям наиболее эффективными являются латекс АН1-40 при введении его в количестве 0,01-0,2$ массы цемента и добавка КОМ при содержании ее в количестве 0,5-2,0$ массы цемента.

5. Исследованы физико-механические свойства цементных растворов л бетонов с биоцидныш добавками АЕП-40, Ж1 и КШ, исш-танннх в жидких средах с микроорганизмами и без них. Показано, что коррозионная стойкость цементных распоров с добавками в средах с микроорганизмами повышается по сравненш с бездобавочными. Наибольшую коррозионную стойкость в жидких средах, характерных для молочной прошшленности, имеют образцы с добавкой латекса АБП-40, введенного в количестве 0,05$ массы цемента. Наибольший аффект при введении КОМ достигается при содержании ее в ко-личпстве 2$ массы цемента.

6. Показана роль проницаемости цементных растворов и бетонов в распространешш сквозь шх шкрооргализмов. Ноше методики исследования проницаемости бетонов для микроорганизмов позволили установить,что все исследованные составы (с коэффициентом фильтрации 10"^ ... Ю-10 си/с) нротщаеш дай! микроорганизмов. Установлено, что в условиях воздействия микробиологического фактора коррозии следует применять бетоны особо низкой и пониженной про-тщаемости с В/Ц=0,4-0,5, цементные растворы с В/Ц не более 0,4.

. 7, Исследованиями прошщаемости для микроорганизмов в условиях капиллярного подсоса образцов цементного раствора, характе-риэуюлдкся различными показателями поровой структуры, установлено, что скорость проникания микроорганизмов сквозь цементный раствор зависит от наличию: общей пористости, в большей степени - от величины сквозной пористости и объема мекзерношх пустот. Время прохождения спор плесневых грибов увеличивается вдвое при снижении оощой пористости на Ы% (с 25 до 21%) сквозной пористости - на 21% (с 6,2 до 4,9%); объема г.юпзерношх пустот - на 44% (с 4,В до 2,5%),

8. Исследования дозволили установить, что поставленная в работе цель - придать стойкость бетону в условиях воздействия микробиологического фактора коррозии и улучшения санитарно-гигиенического состоя1п1я внутри помещений достигается при максимальном снижении проницаемости бетона и придания биоцидннх свойств поверхностному слою строительного растгюра за счет введения в его состав до бавок-биоцидов.

9. Биоцидные добавки латекса АБП-40, ХФМ и КОМ внедрены при проведении отделочных ремонтно-воостановителышх работ на молокозаводе Jf I I г.Ворошиловграде. Экономический гффокт от внедрения составляет на 100 покрытия нотолка: ЛБП-40 - 224 руб., ХФМ -112 руб., КОМ - 141 руб.

Основные положения диссертации опублгеговаш в следуклта работах:

1. Серебреник В.Л., Рогинскал Е.Л. О роли иикробиолопмеско-го фактора коррозии бетона на предприятиях мясомолочной прсшш-легагостй.//Тез.докл. Ш Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. - Уфа: Банкирский областной Совет НТО, 1988. - 0. 76.

2. Иванов Ф.М., Рогипскал Е.Л., Серебреник В.А., Заботил K.II. и др. Бетонная смесь. - Положительное решение по заявке

Л 4443297/23-33 (093218) от 6.04.1989.

3. Иванов Ф.М., Рогинская Е.Л., Серебреник В.А., Гончаров В.В. Биоциднне растворы и бетоны. //Бетон и железобетон. -1989. - № 4. - 0. 8-10.

4. Серебреник В.А. Бетоны пониженной проницаемости, стойкие к Микробиологической коррозии. // Расчет, конструирование и технология изготовления бетонных и железобетонных изделий. - М.: ШШБ, 1989. - С. 107-112. -

5. Иванов Ф.М.. Баженов Ю.М., Рогинская Е.Л., Серебрышк. В.А. Повышение долговечности бетонных и железобетонных конструкций за счет применения биоцидннх добавок.//Исследования и применение химических добавок в бетонах. - И.: НИИЖБ, 1989. - С. 73-82.

Л-42241 Подписано к печати 2.04.СО Формат С0хП4Т/Ю Печать оф-.-етнпл И-148 Объем I уч.-изд.л. Т.100 Заказ 3JP Бесплатно

Ротапринт ШСИ гал.В.В.Куйбышева