автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Биостойкие бетоны на основе водостойких гипсовых вяжущих

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. В.В.КУЙБЫШЕВА

На правах рукописи ТОКАРЕВА Валентина Петровна

БИОСТОЙКИЕ БЕТОНЫ НА ОСНОВЕ ВОДОСТОЙКИХ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ

05,23.05 - Строятельниэ материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

/

Работа выполнена в Московском ордена трудового Красного Знамени инженерно-строительном институте им. В.В.Куйбышева

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - доктор технических

наук, профессор ФЕРРОНСКАЯ A.B.

- кандидат технических наук, доцент БАлдан В.П.

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ - Башкирокагропромотрой

Защита состоится 1992 г.

в 15''~ часов на заседании специализированного совета К.053.11.02 в Московском инаенарно-строительнэм институте им. В.В.Куйбышева по адресу: Москва, Шлюзовая наб., д.8, аудитория &ЗОУ*

О 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, МИСИ им. .В.В.Куйбышева, Ученый совет.

Автореферат разослан уЯлбф^ 1992 г.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ - Заслуженный деятель на-г

уки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор ИВАНОВ Ф.М. .

■ Ученый секретарь специализированного канд.техн.наук

Б.А.ЕФИМОВ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Опыт применения изделий из водостойких гипсовых вяжущих в строительстве показал, что они наиболее перспективны в городском /сантехкабины, вентблоки /, а также в-сельском строительстве / различные изделия для ограждающих конструкций /.

Вывод о целесообразности широкого применения этих изделий в указанных направлениях сделан на основании многолетнего изучения физико-механических свойств, в том числе долговечности бетонов и изделий в лабораторных и эксплуатационных условиях.

Проведенные комплексные лабораторные и натурные исследования по изучению связи между внешними факторами, отрицательно ' действующим на долговечность изделий из бетонов на различных гипсовых вяжущих, и деструктивными процессами, происходящими в них, позволили обоснованно подходить к вопросу применения изделий из этих бетонов в строительстве.

Однако, длительные наблюдения за поведением изделий из бетонов на основе водостойких гипсовых вяжущих показали, что на их поверхности могут появляться скопления микроорганизмов. Такие ко явления имеют место и на изделиях из бетонов на новодостой-ком гипсовом вяжущем. Микроорганизмы, поселяясь на поверхности изделий, обуславливают микробиологический фактор коррозии. При этом участие микроорганизмов в коррозионных разрушениях бетона определяется благоприятными'условиями для их жизнедеятельности, и прежде всего, повышенной влажностью. Это не только ухудшает внешний вид изделий, санитарно-гигиенические условия внутри помещений, но и вызывает коррозию бетона продуктами жизнедеятельности микроорганизмов.

В настоящее время отсутствуют сведения о поведении бетонов на гипсовых вяжущих под воздействием микробиологически опасных сред. Поэтому исследования, напраленные на изучение биостойкости этих бетонов, а также на разработку защиты их от биокоррозии, представляют не только теоретический, но и большой практический интерес. Они будут способствовать надежному применению изделий в указанных направлениях и улучшению санитарно-гигиенических условий помещений, в которых эксплуатируются эти изделия.

Работа проводилась в соответствии с НПТП "Гипс" / Поста-

новленив Л 279 от 23.09.87 / по-Госзаказу И 04-0465-88 Госстроя СССР и "Стройпрогресс 2000" в Московском инженерно-строительном институте им. В.Б.Куйбышева.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Исследование биоцидных свойств бетонов на основе гипсовых вяжущих и создание биостойких Жетонов на осно--ве водостойких гипсовых вяжущих.

Достижение указанной цели потребовало решения сладувдюг основных задач-:

- анализ и обобщение отечественных и зарубежных исследований в области биоповреждений бетонов на различных вяжущих, в том числе гипсовых, и способов придания биостойкости бетонам;

- выбор и разработка новых методик, позволяющих в кратчайший срок и с наибольшей достоверностью произвести сравнительную оценку биостойкости;.

- исследование жизнедеятельности микроорганизмов в бетонах на основе гипсовых вяжущих / водостойких и неводостойких/, изучение биоцидных свойств и биостойкости этих бетонов; -

- выбор и обоснование эффективного способа придания био-'стойкости водостойким гипсовым вяжущим и бетонам на их основе;

- исследование основных физико-механических свойств и коррозионной стойкости в средах с микроорганизмами водостойких гипсовых вяжущих с биоцидными добавками и бетонов на их основе;

- опытно-промышленное внедрение биостойких бетонов с оценкой экономической эффективности от их внедрения.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в том,~что:

- впервые теоретически и экспериментально с применением новых методик произведена сравнительная оценка фунгицидных, бактерицидных свойств и биостойкости гипсовых вяжущих / водостойких и неводостойких / и выявлены факторы, влияющие на снижение биостойкости этих вяжущих;

- установлен механизм коррозионного действия отдельных видов микроорганизмов на бетон на осйове Тводбстойких гипсовых вяжущих;

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения биостойких бетонов на основе водостойких гипсовых вяжудих за счет введения новых биоцидных до-

бавок;

- установлен механизм действия этих добавок и влияния их на основные свойства и коррозионную стойкость бетонов в условиях биологически агрессивных сред.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ заключается в том, что впервыо разработаны биостойкие бетоны на основе водостойких гипсовых вяжущих; обоснованы оптимальные рецептуры предложенных биоцидных добавок. На эти добавки получено положительное решение на выдачу авторского свидетельства № 4861449/33/090104. Результаты исследований использованы при разработке "Временных рекомендаций по изготовлению и применению биостойких бетонов на основе водостойких гипсовых вяжущих", которые переданы в Башкцрскагропромстрой для внедрения.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ. Результаты экспериментальных исследований прошли промышленную проверку на ЖБИ треста "Баш-нефтезаводстрой" ТСО "Башстроя". Выпущена опытная партия стеновых блоков и перегородок, которые установлены в коровнике на 200 коров колхоза "Родина" БАССР. За этими изделиями проводятся наблюдения в течение полутора лет, подтверждающие высокую эксплуатационную их стойкость. Экономический эффект от внедрения изделий из биостойкого бетона на основе водостойкого гипсового вяжущего составил 2,2 руб/м2 панели.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались на УШ Всесоюзной конференции "Коррозия и защита строительных конструкций производственных зданий и сооружений" /Донецк, 1990/; научно-практическом семинаре "Защи-. та металлов от коррозии и ресурсосберегающие технологии в народном' хозяйстве" / Петропавловск-Камчатский, 1990 / и Ш Республиканской конференции молодых ученых / Уфа, 1989 /.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы, приложений и изложена на 218 страницах, в том числе: 122 страниц текста, 39 таблиц, 39, рисунков; списка литературы из 182 источников и 3 приложений.

ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты и положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах, получено положительное решение на выдачу авторского сидетельства.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

- результаты исследований биоцидных свойств и биостойкости гипсовых вяжущих / водостойких и неводостойких /, факторов, влияющих на ее сшженио;

- результаты исследования биоцидных свойств водостойких,, гипсовых вяжущих и бетонов на их основе с добавками - производными дихлормалеиновой кислоты / ДХМК /;

- результаты исследований влияния биоцидных добавок на основные физико-механические свойства водостойких гипсовых вяжущих и бетона на их основе;

- результаты натурных исследований биостойкого бетона на основе водостойких гипсовых вяжущих в средах с микроорганизмами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В настоящее время установлено, что причиняемый биоповреждениями ущерб в мире равен примерно 5 % стоимости производимой продукции. В нашей стране только учтеный ущерб от таких повреждений составляет более 10 млрд. руб . в год.

Анализ, и обобщение литературных данных позволяют отметить, что одним из главках факторов, благоприятным для жизнедеятельности микроорганизмов в бетонах на различных вяжущих является рН среды, находящийся в пределах 4...9.

С этих позиций среда бетона на гипсовых вяжущих / их рН' = 6...9 / более благоприятна для поселения микроорганизмов. Менее благоприятной является среда водостойких гипсовых вяжущих и тем менее благоприятной, чем больше в составе их находится портландцемента.

Другим фактором, способствующим развитию микроорганизмов в бетонах на основе водостойких гипсовых вянущих, является пористость.

Исследованиями установлено, что основные причины разрушения бетона микроорганизмами обусловлены действием выделяемых в процессе их жизнедеятельности кисдог, .главным образом, ^ органических.

Ранними исследованиями В.П.Балдина, В.Б.Ратинова и А.З.ФерронскоЙ показано, что бетоны на водостойких гипсовых вяяущих по клслотостойкости несколько превосходят бетоны на

портландцементе. Повышенную стойкость этих бетонов в кислых средах авторы объясняют тем, что гипсовое вяжущее является своеобразным"буфером", который воспринимает действие кислот и сохраняет в определенной степени относительно прочный структурный каркас из новообразований портландцемента, устойчивость которых в органических кислотах, по данным указанных выше авторов, а также Ф.М.Ли и др., ниже стойкости гипсовых вяжущих.

Все это позволило сформулировать рабочую гипотезу, суть которой заключается в следующем. Учитывая, что бетоны на водостойких гипсовых вяжущих более стойки в органических кислотах, чем бетоны на портландцементе, из-за меньшей растворимости в них двуводного сульфата кальция, эти бетоны должны быть более стойкими против воздействия микроорганизмов, выделяющих в процессе своей жизнедеятельности органические кислоты. При этом не последнее место занимает формирование и строение поровой структуры материала.

. В соответствии с целью работы и для подтверздения рабочей гипотезы первоначально били проведены исследования жизнедеятельности микроорганизмов на бетонах из гипсовых вяжущих /водостойких и неводостойких /.

Натурные исследования сантехкабин, выпускаемых из водостойких гипсовых бетонов Хорошевским заводом ЖрИ ДСК-1, на разных стадиях их хранения, монтажа и эксплуатации позволили установить признаки жизнедеятельности плесневых грибов следующих родов - А^реид^ил , С1ас1с*ропит., РггиоШит. и. Ти1 Ко -сЛата..

Было обнаружено, что уже через 1 мес. после монтшка сантехкабин на их поверхности появляется плесневый налет преимущественно из микроскопических грибов родов Penlc.lUv.um. а Ц$ре|». д!.11ил . Основной из причин появления такого налета является недопустимо высокая отпускная влажность бетона в сантехкабинах / иногда более 20 % /. На контрольных же образцах, высушенных до влажности 5 % и установленных в такие же условия, плеоень не появилась.

Появлению и росту микроорганизмов при эксплуатации сантехкабин способствует не только повышенная влажность бетона, но и отсутствие вентиляции. При этом с течением времени происходит

отслоение облицовочной плитки, снижение прочности бетона и появление неприятного специфического запаха в помещении. Изменение физико-механических свойств бетона под воздействием микроорганизмов по сравнению со свойствами контрольного бетона подтверждает наличие коррозионных процессов, вызванных жизнедеятельностью этих микроорганизмов.

Снижение рН водной вытяжки от 11,0 до 8,5 указывает на кислотный характер этих процессов, а ослабление наружного слоя бетона можно объяснить образованием легко- и среднерастворимых солей этих кислот.

В подтверждение этого эндотермический пик при 420° С на. термограмме проб бетона, подверженного воздействию микроорганизмов, свидетельствует о наличии веществ органического происхождения. Потеря массы при 790...840° С подтверждает большую карбонизацию такого бетона по сравнению с контрольным бетоном.

Натурными исследованиями также установлено, что указанные явления имеют место и на вентблоках из водостойкого гипсового бетона, установленных в подвальных и чердачных помещениях, и на изделиях из гипсобетона ограждающих конструкций животноводческих зданий и сооружений.

Для выяснения биостойкости гипсовых / водостойких - гип-соцемзнтнопуццолановых и неводостойких / вяжущих были проведены лабораторные исследования, включающие на первом этапе определение фунгицидных и бактерицидных свойств исследуемых вяжущих и факторов, влияющих на них, а на втором -^установление коррозионной стойкости их к действию микроорганизмов.

Исследования фунгицидных и бактерицидных свойств показали, что сухие образцы на всех вяжущих задерживают вокруг себя рост плесневых грибов и бактерий, хотя в разной степени. Влажные же образцы из гипсоцементнопуццолановых /ГЦЦ/ вяжущих, в составе которых больше гипсового вяжущего, не задерживают рост грибов и бактерий. А образцы из гипсового и фосфогипсо- ' вого вяжущих сами покрываются на 80 % плесенью.

Объяснить это можно различием в величине водородного показателя среды, а также влажностью образцов. Не менее важным фактором является пористость, величина которой зависит от вида и состава ГЦП вяжущего. Так время прохождения спор плесНе-

вых грибов увеличивается в 1,5 раза при снижении общей пористости на 2,5, а сквозной - на 15 %. Проницаемость плесневых грибов растет по мере увеличения количества гипсовго вяжущего в составе ГЦП вяжущего.

Исследования коррозионной стойкости различных вяжущих к действию микроорганизмов, определенной по потере прочности щн' сжатии и коэффициенту стойкости образцов, инфицированных суспензией спор грибов, показали, что Кст образцов из вяжущих, в составе которых больше, гипсового вяжущего, в возрасте 12 мес. равен 0,98, а образцов из портландцемента и вяжущего с меньшим содержанием гипсовой составляющей - 0,95; в возрасте 18 мес. соответственно 0,93 и 0,89, а к 2,5 годам,- 0,86 и 0,87.

Объяснить более высокую коррозионную стойкость вяжущих с большим содержанием гипсового вялущего можно тем, что в начальный период коррозии объем и концентрация выделяемых плесневыми грибами органических кислот не велика, а также тем, что гипсовая составляющая ГЦП вяжущего,вследствие своей меньшей растворимости, способствует повышению кислотостойкости, что подтверждает высказанное в рабочей гипотезе предположение и согласуется о ранее сделанными вывода*.® в работе В.Я.Балдина.

Однако, со временем из-за макропористой структуры исследуемых вяжущих микроорганизмы захватывают все большие участки, увеличивая интенсивность разрушения затвердевшего вяжущего. Это видно из результатов исследований, приведенных! на рис. 1. Таким образом, хотя водостойкие гипсовые вяжущие первые 18 мэс. в среде с микроорганизмами являются более стойкими, чем порт-ландцементное вяжущее, в последующем они также интенсивно начинают снижать прочность и соответственно стойкость.

Известно, что различные виды плесневых грибов в результате своей жизнедеятельности выделяют разные органические кислоты и в неодинаковых количествах, и поэтому степень их воздействия, на бетон из водостойких гипсовых вяжущих должна быть различна. Это подтверждено исследованиями прочности при сжатии образцов на основе исследуемых гипсовых вяжущих, хранившихся в стерильной питательной ореде и в среде, инфицированной спорами плесневых грибов родов РеплО-Мл-ат., СЬ-сЬ^рое'ш.т. и. рана^Ци* • Наиболее агрессивными являются грибы рода Deni.ti.l-

Изменение предела прочности ери сжатии образцов в зависимости от состава вяжущего и условий хранения

43,0 42,0

о 40,0 в а

ы 38,0 м и л

5 36.0 м р. в

Н •

64 34

о • > о

Р

н 32,0

ч

а> «

« эо.о

1Щ ГШ 1е о

28,0

17,0

16,0

15,0

14,0

13,0

12,0

■ — — - инфицированные образцы;

— - неинфицированные образцы |

- С-1, • - С-2, . •—р—3,

- С-4, 4—4 - С-5, *—к- С-6, - Щ

' Э 12 18 24

Продолжительность испытаний, мес.

Рис. 1.

tlum., так как они более интенсивно выделяют в окружающую среду лимонную, молочную и глюконовую кислоты. Менее агрессивны грибы рода tladiospovuuu. , также вицеляюдие эти кислоты, но в меньших количествах. Что касается грибов рода А$-pengltlús , выделяющих в основном щавелевую кислоту, то при ее взаимодействии с гидроксидом кальция образуется труднорастворимый оксалат кальция, который выкристаллизовываясь в поровом пространстве, препятствует протеканию коррозионных процессов.

Таким образом, натурными и лабораторными исследованиями установлено коррозионное действие микроорганизмов, а именно, плесневых грибов рода Denlo. Wium. a Ctadospoñwm, на бетоны из гипсовых вяжущих / водостойких и неводостойких /.

Анализ методов защиты бетонов на различных вяжущих от микробиологической коррозии показал, что наибольшее распространение получил метод химической зашиты, в частности, применение биоцидных добавок. Этот мзтод и использован для повышения бяостойкости водостойких гипсовых вяжущих.

Все предлагаемые ранее биоцидные добавки в бетоны такие,как катапин-бактерицид, ластаноксы,.соединения класса /V -арилозамещенных не получили широкого применения иэ-за своей дефицитности. Поэтому были проведены исследования по вйбору новых более доступных и эффективных добавок.

Поиск биоцидных добавок проводили среди соединений -производных дихлормалеиновой кислоты /ДХЩ/. Большое их преимущество перед другими биоцидными добавками в том, что они безвредны для человека и токсичны по отношению к микроорганизмам.

При определении фунгицидной и бактерицидной активности соединений этого класса выяснилось, что им присуща определенная избирательность антимикробных свойств. Исходя из этого, были выбраны пять наиболее активных добавок как по отношению к плесневым грибам, так и бактериям: 2,5-дихлор£э-нилимид /ДФИ/, о-хлор^енилимид /ХФИ/,.п-оксифенилимид /ОМ/, гексаметилендимид /Пй\/ и фенилмоноамид /v.MA/.

Биоцидные. добавки вводили при. перемешивании сухих компонентов вяжущего. После затворонил его полой, когда поропая

жидкость насыщается гидроксидом кальция, добавки растворяются в ней, обеспечивая равномерное распределение биоцида в структура затвердевшего камня.

Выбор наиболее эффективных из перечисленных биоцидных добавок для введения в исследуемые вяжущие и оптимизацию их количества проводили с учетом следующих факторов: придание фунгицидных и бактерицидных свойств вяжущим; влияние на их физико-механические свойства; коррозионная стойкость затвердевших вяжущих в средах с микроорганизмами. ?

Фунгицидные и бактерицидные свойства иоследуемых вяжущих с различными добавками, введенными в количестве от 0,05 до 0,5 % мае. вяжущего, определяли по зоне задержки роста 7-дневных культур микроорганизмов вокруг образцов, изготовленных из этих вяжущих. Наиболее эффективными / зона задержки для плесневых грибов составила 7...20 мм, а для бактерий -13.,.16 мм / оказались ГЦП вяжущие с добавками ДФИ, ОФИ и ХФИ, введенными в количестве 0,01...О,5 % мае. вяжущего. При этом установлено, что увеличение количества добавок свыше 0,01 дает значительного улучшения биоцидных свойств вяжущих.

Затем было изучено влияние биоцидных добавок на физико-мэханические свойства ГЦП вяжущих и бетонов на их основе.

Исследуемый класс биоцидных добавок относится к катион-ным ПАВ, их пластифицирующий эффект устанавливали по снижению воды ?атворения для получения равноподвижного теста. Снижение водовяжущего отношения наиболее ощутимо при введении добавок в количестве 0,01...0,1 % мае. вяжущего и составляет 8...10 %.

Исследованиями установлено также, что введение добавок в этих количествах незначительно замедляет сроки схватывания вяжущих / начало- на 2, конец - на 4 мин /. Введение в вяжущее добавки ОФИ в количестве 0,01...0,1 % мае. вяжущего снижает первоначальную влажность образцов на 20...28 % в зависимости от диаметра расплыва теста. Такое снижение позволит сократить время сушки изделий до влажности 8 % на 3...4 ч.

При изучении прочностных свойств вяжущих с исследуемыми биоцидными добавками наиболее эффективной оказалась до-

бавка ОФИ, введенная в вяжущее в количестве 0,01...0,1 % мае. В этом случае прочность образцов при сжатии увеличилась в среднем на 10...19 % по сравнению с прочностью образцов без добавок. Также значительно повысилась водостойкость вяжущих с 0,6 до 0,75 и более.

В целом, улучшение физико-механических свойств вяжущих с биоцидными добавками, а, именно, повышение прочности и водостойкости, можно объяснить более плотной структурой затвердевшего камня, образующейся в результате снижения количества воды за-творения. Это подтверждается и данными рентгенографического анализа проб затвердевшего гипсового камня с биоцидными добавками.

Основной показатель эффективности биоцидных добавок - коррозионную стойкость вяжущих с этими добавками в средах с микроорганизмами определяли по коэффициенту стойкости, представляющему собой отношение предела прочности при сжатии образцов, зараженных спорами плесневых грибов, к пределу прочности при сжатии контрольных образцов, не зараженных спорами грибов.

Исследования показали, что образцы, приготовленные без биоцидных добавок уяе к 3 мае. покрываются налетом плесневых грибов. Поверхность образцов из вяжущих с биоцидными добавками остается чистой и чрез 3 года хранения в условиях, благоприятных для роста плесневых грибов. Образцы, приготовленные из вяжущих с добавкой ОФИ, введенной в количестве 0,01...О,5 % мае., зараженные спорами плесневых грибов или помещенные в среды с нитратными бактериями, не снизили своей прочности на протяжении всего срока испытаний в отличие от образцов из вяжущих Йзз добавок.

Таким образом, исследованиями установлено, что введение в ГЦП вяжущее биоцидных доЬавок ОМ и ДХИ даже в количестве 0,01 % мае. вяжущего придает образцам длительно сохраняющиеся фунгицидные и бактерицидные свойства. Поэтому такие вяжущие можно рекомендовать к применению в изделиях, при эксплуатации которых может возникнуть опасность микробиологической коррозии / сантехкабины, вентблоки и др. /.

Как упе указывалось выше, еще одной областью прл:.тоно::ия водостойких гипсовых вянущих является сельское строительство.

Здесь наибольшее распространение нашли ограждающие конструкции из керамзитобетона. Поэтому встала необходимость изучения свойств такого бетона в микробиологически опасных средах животноводческих зданий, В работе исследовались свойства керамзитобетона класса В 5 на основе ГЦП вяжущего с биоцидной добавкой.

Для исследования биоцидного керамзитобетона использовали два состава вяжущего, отличающегося количеством комплексной , добавки, а, именно, 50 и 25 %, и количеством биоцидной добавки ОФИ - 0,01 и 0,05 % мае. вяжущего.

Установлено, что биоцидная добавка несколько увеличивает подвижность бетонной смеси, не снижая при этом прочности при сжатии.

Данные, приведенные на рио. 2, свидетельствуют о том, что добавка ОФИ, введенная в количестве 0,01,..О,05 % мае. вяжущего повышает прочность при сжатии керамзитобетона при всех условиях хранения в среднем на 15 %. Более интенсивный рост прочности керамзитобетона с добавкой, также как и контрольного керамзитобетона, наблюдается в первый год твердения.

Установлено также, что керамзитобетон с биоцидной добавкой имеет более высокую водостойкость / 0,85 / по сравнению с керамзнтобетоном без добавок.

Таким образом, проведенные исследования показывают, что введение в вяжущее биоцидной добавки 0® в количестве 0,01... 0,05 % мае. положительно сказывается на свойствах керамзитобетона.

Для изучения биостойкости керамзитобетона с биоцидной добавкой сначала определяли биоцидные свойства этого бетона по ускоренной методике, затем проводили длительные испытания зараженных микроорганизмами, либо помещенных непосредственно в агрессивную среду керамзитобетонных образцов.

Эти исследования показали, что добавка „ОФИ, введенная в ГЦП вяжущее в количестве 0,01...0,1 % мае. придает керамзито-бетону на его основе биостойкость в микробиологически опасных , средах на протяжении 2-х лет.

О долговечности биостойкого керамзитобетона судили по изменению прочности при сжатии при переменном увлажнении и вы-

Прочность при сжатии керамзитобетона при длительном твердении,во влажных условиях и в воде

I

а/ керамзитобетон на основе ГЦП вяжущего состава С-1

б/ керачязятобетон на основа ГЦП вяжущего состава С-6

- !

1 и 1 - без биоцидпой добавкиГ*

2 и 2'- с ОФИ, 0,01 % мас.вяку-^

щого; I

3 и 3'- тоже, 0,05 % мас.вяжуд.;

24

6 12 Прошкшешсшь нспыт»,ПЕС.

хранение во влажных условиях; то же в воде.

Р::с. 2

сушивании, замораживании и оттаивании. Потеря прочности при переменном увлажнении и высушивании на 25 % отмечалась у образцов из биостойкого керамзитобетона через 40...50 циклов, а у обычного керамзитобетоначерез 30...40 циклов.

Исследования морозостойкости биостойкого керамзитобетона показали, что она значительно выше требований,' предъявляемых к ограждающим конструкциям.

Экспериментально доказано, что бкостойкиокерамзитобе-тоны, прошедшие испытания на переменное увлажнение и высушивание, замораживание' и оттаивание, не потеряли своей-биоцид-ной активности.

Исследования поведения арматуры в биостойком керамзито-бетоне показали, что добавка .(М в количестве 0,01 и 0,1 % мае. вяжущего не только не снижает ингибирутацего действия Ло.//0д, введенного для защиты стальной арматуры, а даже несколько ,повышает его.

Таким образом, лабораторными исследованиями основных свойств биостойкого керамзитобетона подтверждено, что введение биоцидных добавок / ОФИ и ДХИ /, является эффективным способом защиты бетонов от микробиологической коррозии.

Для подтверждения результатов лабораторных исследований на заводе КБИ треста "Башнефтезаводстрой" г.Уфы была выпущена опытная партия стеновых блоков и перегородок из биостойкого керамзитобетона на основе водостойкого гипсового вяжущего.

Эти изделия быт установлены в коровнике на 200 коров в колхозе "Родина" БАССР. Результаты натурных исследований в течение полутора лет показывают, что такие бетоны не снизили свою поверхностную прочность по сравнению с керамэитобетоном без добавок. У изделий из керамзитобетона также значительно гаже влажнооть и отсутствует обсеменненость.

ВЫВОДЫ

1. Обследования изделий из бетонов на основе гипсовых /водостойких и неводостойких / вяжущих, эксплуатирующиеся в жилых / сантехкабины, вентблоки и др. / и животноводческих / блоки, панели и др./ зданиях показали, что на их поверхности часто появляются скопления микроорганизмов - плесневых грибов

рода Penlci.tti.ara, ЙаеЬароКи.тп. а ^реед^Яи«, . Они в результате своей жизнедеятельности снижают поверхностную прочность бетона и ухудшают санитарно-гигиенический режим внутри помещений.

2. Лабораторными и натурными исследованиями установлена фунгицидная и бактерицидная активность гипсовых вяжущих / водостойких и неводостойких /. Установлено также, что важными факторами для поселения и развития микроорганизмов являются структурная пористость, рН жидкой фазы, зависящие, прежде всего, от вида и состава вяжущего, влажность материала и относительная влажность воздуха.

3. Установлена несколько большая биостойкость водостойких гипсовых вяжущих в первоначальный момент / в средах до 18 мес./ по сравнению со стойкостью портландцементного вяжущего, что подтверждает высказанное в рабочей гипотезе положение. Снижение биостойкости после длительного хранения можно объяснить повышением концентрации выделяемых микроорганизмами органических кислот и форсированным действием этих кислот на материал. По степени агрессивности по отношению к водостойким гипсовым вяжущим грибы можно расположить в следующей последовательности: 0йо1с*.(1иип , С?ас4о$роЛит- а ^ра^дСНа«, . Меньшую агрессивность последних можно объяснить выделением ими щавелевой кислоты и образованием труднорастворимых солей кальция.

4. Для предотвращения возникновения коррозионных процессов под действием микроорганизмов в бетонах на основа водостой-г юре гипсовых вяжущих выбран и обоснован эффективный способ защиты - химический с применением биоцидяых добавок.

выявлено, что приданию биоцидной активности и улучшению физико-механических свойств бетонов на основе водостойких гипсовых вяжущих наиболее эффективными оказались предлагаемые добавки ОФИиДФЛ. На эти добавки получено положительное решение на выдачу авторского свидетельства 4861449/33/090104.

5. Лабораторными исследованиями установлено, что поставленная в работе цель - создание биостойкого бетона на основе водостойких гипсовых вяжущих и улучшение санитарно-гигиенического режима внутри помещений - достигается введением биоцнд-ных добавок СУМ и ДМ в количестве 0,01...0,1 % »лас. вяжущего.

6. Результаты исследований бетонов на основе водостойких гипсовых вяжущих о биоцидными добавками на переменное увлажнение и высушившие, замораживание и оттаивание, а также поведения арматуры в них подтвердили высокую их долговечность.

7. Еиостойкие бетоны на основе водостойких гипоовых вяжущих использованы при выпуске опытно-промышленной партии стеновых блоков и панелей для животноводческих производственных зданий. Это дало экономический эффект в 2,2 руб/м2 пацрли по сравнению с использованием биоцидного бетона на основе портлавдце-ментного вяжущего с добавкой ктадин-бактерицида.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ферронская A.B., Токарева-В.П. Биостойкость бетонов на основе водостойких гипс9вых вяжущих// Промышленность автоклавных силикатных материалов и изделий. Серия 8, вып. 4, 1990. -С.10. •

2. Ферронская A.B..Токарева В.П. Защита бетонов из водостойких гипсовых вяжущих от микробиологической коррозии// Тезисы докладов научно-практического семинара.- Петропавловск-Камчатский, 1990. - С.8.

3. Ферронская A.B.,- Токарева В.П., Стамбулко В.И., Сахиб-гареев P.P., Симонов В.В., Фролкова Л.Л. Вяжущее. - Положительное решение по заявке № 4861449/33/090104 от 21.08.90.

4. Ферронская A.B., Токарева В.П. Исследование биоцидных свойств водос;ойких гипсовых вяжущих// Материалы УШ Всесоюзной научно-практической конференции. - Донецк: Госстрой, 1990, разд. 3. - С. 16.

5. Ферронская A.B., Токарева В.П. Биостойкость гипсовых вяжущих, в том числе фосфогипсовых// Сборник научных трудов Уфимского нефтяного института, 1990. - С. 12.

И-13 Подпиоано в печать 17.01.92 г. Формат 60x84 1/16,Пвч.оф «

ОБъем I уч.-изд.л Тираж 100 ЗакагиУ Бесплатно

Ротапринт МИСИ им.В.В.Куйбышева