Оценка биостойкости цементных растворов и эпоксидных полимеров в модельных средах

• Автор: Куколева, Дарья Александровна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Проблема исследования биокоррозии бетонных

строительных конструкций и постановка задач

исследования

1.1 Биоповреждения и условия, влияющие на биокоррозию

материалов.

1.2 Биологическое сопротивление минеральных строительных

материалов

1.2.1 Биодеструкторы минеральных строительных материалов

1.2.2 Анализ исследования процессов биоповреждения строительных материалов

1.3 Биостойкость полимерных материалов
1.3.1 Основные биодеструкторы полимерных материалов
1.3.2 Факторы, влияющие на биостойкость полимерных материалов
1.4 Методы защиты от биоповреждения
1.4.1 Физические методы защиты
1.4.2 Химические методы защиты
1.4.3 Биологические методы защиты
1.5 Механизм биоразрушения
1.6 Исследование процессов биоповреждения
1.6.1 Теоретические основы методов оценки биостойкости строительных материалов
1.6.2 Патентный поиск
1.7 Выводы
2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Среды, моделирующие процессы биоповреждения
2.1.2. Образцы цементнопесчаного раствора 2.1.3 Полимерные образцы
2.2 Методы исследования прочностных свойств цементнопесчаного
раствора и характеристик эпоксидных полимеров
2.2.1 Методика испытания на сжатие образцов цементного раствора
2.2.2 Методика испытания на изгиб образцов цементного раствора
2.2.3 Методика испытания влагонасыщения бетона
2.2.4 Метод испытания диэлектрической проницаемости полимеров и тангенса угла диэлектрических потерь
2.2.5 Прочностные и адгезионные свойства ЭП
2.2.6 ИКспектроскопия
2.2.7 Рентгенофазовый анализ
2.2.8 Нестандартные методы испытания на биостойкость
2.2.9 Статистическая обработка экспериментальных данных
3 Разработка методики испытания строительных
материалов на биостойкость
3.1 Оценка влияния микроорганизмов на образцы цементно песчаного раствора
3.2 Метод оценки биостойкости в очистных сооружениях биологической очистки сточных вод
3.2.1 Обоснование выбора аэротенков для испытания материалов на биостойкость
3.2.2 Оценка биостойкости образцов ЦГ1Р в биологически активной среде аэротенка
3.3 Метод оценки биостойкости в модельных агрессивных средах
3.3.1 Обоснование выбора модельной среды
3.3.2 Влияние продуктов метаболизма на эпоксидные полимеры
3.3.3 Изучение процессов взаимодействия карбоновых кислот с ЦПР
3.3.4 Оценка влияния смеси карбоновых кислот на прочностные 5 характеристики ЦПР
3.3.5 Метод оценки биостойкости строительных материалов в 9 модельных средах
3.3.6 Анализ изменения прочностных характеристик
3.3.7 Рентгенографические исследования
4 Оценка биостойкости композиционного материала
Общие выводы
Библиографический список
Приложение
Введение
Актуальность


Работа отмечена: Дипломом конкурса молодых ученых РААСН (Казань, ), Дипломом VI конкурса « лучших инновационных идей для РТ» (Казань, ), Дипломом второй степени Республиканского конкурса научных работ среди студентов и аспирантов на соискание премии Н. И. Лобачевского (Казань, ), Дипломом за пленарный доклад на Международном студенческом экологическом семинаре (Екатеринбург, ). По теме диссертации опубликовано статей (в рецензируемых изданиях, в том числе 5 в журналах, рекомендованных ВАК РФ). Поданы две заявки на предполагаемые изобретения «Способ испытания строительных материалов на биостойкость» (№ от ), и «Устройство для испытания образцов строительных материалов на биостойкость» (№ от ), по которой выдан патент РФ № . Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы - 5 наименований, приложений. Во второй главе рассматриваются характеристики объектов и методов исследования. Для решения поставленных задач в работе использованы стандартные методы испытаний свойств: твердости (Нв), когезионных (ар), диэлектрических характеристик ^5, г) эпоксиполимеров, а также физикомеханических свойств цементно-песчаного раствора (Вою Виз), уровень снижения прочностных характеристик оценивался по коэффициенту химической стойкости (Ксж, Кю); оптическая микроскопия, ИК-спектроскопия, рН-метрия, проведена корреляция экспериментальных результатов, полученных разными независимыми методами. В качестве объектов исследования выбраны образцы эпоксиполимерных материалов, аминного, ангидридного и каталитического отверждения, образцы цементно-песчаного раствора (ЦПР) до и после защиты покрытиями. Для определения состава модельной среды использованы органические одно-, двух- и трехосновные кислоты: уксусная, щавелевая, лимонная кислоты. Для сравнения использована суспензия микроорганизмов сероокисляющих бактерий (ЕА2 с активным илом) и биологически-активная среда очистных сооружений биологической очистки сточных вод. Н-метрические и ИК-спектральные исследования. В четвертой главе проведены исследования влияния модельной среды на прочностные характеристики образцов ЦПР защищенных полимерными покрытиями. Приложения содержат материалы заявок на изобретение «Способ испытания строительных материалов на биостойкость», «Устройство для испытания образцов строительных материалов на биостойкость», акт промышленного внедрения устройства для закрепления и испытания материалов, акт внедрения способа испытания строительных материалов в учебный процесс СпбГПУ. Автор выражает благодарность научному руководителю - профессору Строганову В. Ф., а также признательность сотрудникам КазГАСУ (кафедра ХИЭС, кафедра Физики), КНИТУ (КХТИ), ЦНИИГеолнеруд за помощь при выполнении и обсуждении экспериментальных исследований. Биоповреждения и условия, влияющие на биокоррозию материалов. Проблема биологического разрушения материалов была известна людям с древнейших времен. Упоминание о грибах как о вредителях зданий и сооружений встречаются и в Библии, и в Коране. Причем в Библии даже указываются элементарные способы защиты от плесневых грибов: вытащить поврежденный камень из здания, оскоблить его и затем вернуть на место, если же это не помогло, и грибы вновь поселились на нем, то дом должен быть уничтожен. При построении ковчега Ной пропитывал доски специальным составом, чтобы защитить ковчег не только от влаги, но и от плесени. Для защиты дерева от плесени Александр Македонский специальным указом обязал пропитывать оливковым маслом самые важные деревянные детали мостов (сваи), а также обшивку и шпангоуты кораблей. Известно, что в основе биоразрушающего действия микроорганизмов лежат ферментативные реакции [1]. Однако при заметном размножении микроорганизмов необходимо учитывать не только ферментативные реакции, приводящие к химическому измененшо объекта, но и микробную массу, способную засорять водопроводы, канализационные каналы, и т. Биологическое повреждение (биоповреждения) - особый вид разрушения конструкций, который обусловлен воздействием микроорганизмов (грибов, бактерий, актиномицетов и т.