Разработка биоцидных цементов и композитов на их основе

• Автор: Родин, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 205 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ В 10 ОБЛАСТИ БИОДЕСТРУКЦИИ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТНЫХ ВЯЖУЩИХ
1.1 Развитие и современное состояние производства цементных 10 вяжущих в отечественной и мировой практике
1.2 Обзор литературы в области долговечности цементных 13 композитов в условиях воздействия биологических агрессивных сред

1.3 Механизмы разрушения цементных композитов в биологических 22 средах

1.4 Влияние мицелиальных грибов на экологию окружающей среды 34 и жизнедеятельность человека

1.5 Опыт повышения биостойкости цементных композитов

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1

ГЛАВА 2. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. ПРИМЕНЯЕМЫЕ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Цель и задачи исследования
2.2 Используемые материалы
2.3 Методы исследований
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ. ИССЛЕДОВАНИЕ
СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ БИОЦИДНЫХ ЦЕМЕНТОВ
3.1 Технология получения
3.2 Исследование процессов структурообразования
3.3 Физико-механические свойства цементов, модифицированных
биоцидными препаратами
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ БИОСТОЙКОСТИ КОМПОЗИТОВ
НА ОСНОВЕ РЯДОВЫХ И МОДИФИЦИРОВАННЫХ БИОЦИДНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ ЦЕМЕНТОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
4.1 Исследование влияния химического и минералогического состава
цемента на стойкость композитов в стандартной среде мицелиальных грибов
4.2 Биостойкость декоративных цементных композитов
4.3 Исследование биостойкости цементных композитов, 101 модифицированных биоцидными добавками в стандартной биологической среде
4.3.1 Биостойкость композитов с добавкой сернокислого 101 натрия

4.3.2 Биостойкость композитов, модифицированных 108 фтористым натрием
4.3.3 Биостойкость композитов с добавкой 115 полигексаметиленгуанидин стеарата
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГИДРАТАЦИИ 121 БИОЦИДНЫХ ЦЕМЕНТОВ
5.1 Тепловыделение биоцидных цементов
5.2 Исследование особенностей фазовых превращений методом 126 термического анализа
5.3 Исследование кинетики гидратации методом рентгенофазового 129 анализа
5.4 Исследование кинетики набора прочности композитов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ КОМПОЗИТОВ 139 В ЛАБОРАТОРНЫХ И НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БИОЦИДНЫХ ЦЕМЕНТОВ
6.1 Исследование кинетических зависимостей стойкости композитов 139 на основе биоцидных цементов в агрессивных средах производственных зданий
6.2 Стойкость композитов в морской воде и в условиях переменной 149 влажности морского побережья
6.3 Стойкость композитов в условиях тропического климата
6.4 Технико-экономическая эффективность применения
разработанных материалов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 6
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 «Таблицы расчета стоимости биоцидных 186 портландцементов»
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 «Акты внедрения результатов диссертационной 198 работы»
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 «Итоги участия результатов диссертационной 202 работы в выставочных мероприятиях»

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Производство строительных материалов — одна из самых важнейших сфер деятельности человека. Из широкой номенклатуры различных видов строительных материалов наибольший объем их производства приходится на бетоны и растворы, изготавливаемые на цементных вяжущих. Как у нас в стране, так и за рубежом интенсивно ведутся исследования по разработке новых видов цементов и совершенствованшо известных. Так, к настоящему времени разработаны сульфатостойкие, гидрофобные, пластифицированные и другие виды портландцемента, выбираемые для применения с учетом эксплуатационных условий в зданиях и сооружениях. В последнее время все в большей мере исследователи и практики обращают внимание на повышение биостойкости материалов и изделий и устранение негативного факта биоразрушения зданий и сооружений. При недостаточной стойкости материалов к микробиологической коррозии снижается эксплуатационная надежность изделий и конструкций, ухудшается их внешний вид и экологическая ситуация в зданиях и сооружениях. Взаимодействие строительных материалов, изделий и конструкций, изготовленных с применением портландцемента, с биологическими средами природного и техногенного происхождения приводит к их деградации в результате физикохимических процессов.
Ежегодный экономический ущерб от биоповреждений в мире достигает десятков миллиардов долларов. Расширяется перечень заболеваний людей, вызванных микроскопическими организмами [16].
Повышение биостойкости строительных материалов может быть достигнуто за счет различных мероприятий и, в том числе, использования биоцидных цементов. Придание портландцементу, сульфатостойким,
гидрофобным, пластифицированным и другим цементам фунгицидных и бактерицидных свойств, а также создание специальных биоцидных цементов является важным направлением исследований в современном строительном материаловедении.

основном свойственно жилым помещениям (69 проб), а бактериальное -нежилым (171 проба).
В результате микологического обследования воздуха в помещениях недостроенного здания, согласно данным [141], было выделено около 1 500 штаммов микроскопических грибов. Число спор в 1 м3 воздуха в закрытом отремонтированном помещении составило 3 960 колониеобразующих единиц (КОЕ). В помещениях с глубокой деструкцией стен количество спор увеличилось до 29 127 КОЕ/м3. Исследования жилых помещений г. Киева со 100 % повреждением всех поверхностей показали, что в спокойном состоянии в 1 м3 воздуха зафиксировано 2 300-6 400 КОЕ, а в возбужденном - 21 900-59 800 КОЕ [141]. Согласно нормативной
документации, предельно допустимая концентрация колониеобразующих единиц для нормальной жизнедеятельности человека составляет 500 КОЕ/м , увеличение которой неизбежно приведет к увеличению риска заболевания людей.
Согласно литературным данным [67], у лиц, проживающих в помещениях с бактериальным и грибковым загрязнением менее 5 лет, в медицинской документации регистрируются максимальное число случаев простудных (5,18 на 1 000 человек населения) и аллергических заболеваний (0,44), заболеваний ЛОР-органов (0,96) и органов пищеварения (0,59), инфекционных и паразитарных заболеваний (4,88). Для лиц, проживающих в тех же условиях более 10 лет, в меддокументации зафиксированы простудные (0,85 на 1 000) и аллергические заболевания (1,78 на 1 000), заболевания органов дыхания (2,0 на 1 000 человек), мочевыделительной (0,3 на 1 000 человек) и пищеварительной систем (0,85 на 1 000 человек), болезни ЛОР-органов (1,1 на 1 000 человек), а также различные проявления аллергозависимой патологии (1,78 на 1 000).
Щербо А. П. и Антонов В. Б. в работе [18] утверждают, что главным реальным возбудителем заболеваний, связанных с микробами-биодеструкторами, являются микромицеты. Самыми частыми возбудителями