Биодеструкция и биозащита строительных композитов

• Автор: Дергунова, Анна Васильевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 224 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Биоповреждения строительных материалов и изделий в зданиях и сооружениях

1.1 Основные биодеструкторы строительных материалов

1.2 Биоповреждения в зданиях и сооружениях.

1.3 Методы защиты зданий и сооружений от биоповреждений и

их оценка

1.4 Экономический и экологический ущерб от биоповреждений.

1.5 Выводы по главе

2. Цель и задачи исследования. Применяемые материалы. Методы исследования.

2.1 Цель и задачи исследова

2.2 Применяемые материалы
2.3 Методы исследований
2.4 Выводы по главе
3. Исследование биодеградации строительных композитов и сравнение процессов биоразрушения с разрушениями в других агрессивных средах
3.1 Исследуемые составы и агрессивные среды
3.2 Исследование обращаемости композитов в условиях воздействия мицелиальных грибов
3.3 Биодеградация эпоксидных композитов
3.4 Биодеградацня полиэфирных композитов.
3.6 Биодеградация композитов на основе жидкого стекла
3.7 Биодеградация цементных композитов.
3.8 Биодеградация гипсовых композитов
3.9 Выводы по главе
4. Разработка и исследование способов повышения биостойкости композитов
4.1 Повышение биостойкости материалов и изделий посредством пропитки их пористой структуры.
4.2 Повышение биостойкости материалов за счет введения фунгицидной добавки.
4.3 Повышение биостойкости материалов посредством введения модифицированных наполнителей
4.4 Выводы по главе
5. Исследование структурообразования и оптимизация составов композитов с биоцидными, уплотняющими и противоморозными добавками.
5.1 Исследование процессов структурообразован ия и упругопрочностные свойства биоцидиых композитов
5.2 Оптимизация составов цементных композитов с биоцидной и
уплотняющей добавками.
5.3. Оптимизация составов цементных композитов с биоцидной и
противоморозной добавками.
5.4 Выводы по главе.
6. Биостойкость и ее техникоэкономическая оценка
6.1 Экономические последствия биоповреждений
6.2 Определения затрат на защиту от биоповреждений
6.3 Методика определения экономической эффективности про
ектных решений защиты от биоповреждений
6.4 Выводы по главе
7. Производственное внедрение результатов исследований и их
экономическая эффективность
7.1 Методика экономической оценки биоиовреждений и методов повышения биостойкости в строительной отрасли
7.2 Производственное внедрение строительных растворов с фунгицидной добавкой
7.3 Производственное внедрение бетонных блоков для стен подвалов с фунгицидной добавкой.
7.4 Расчет экономической эффективности применения фунгицидной добавки в бетон
7.5 Выводы по главе.
Основные выводы.
Список использованных источников


В щелях, трещинах, углублениях и неровностях и других дефектах стен и полов скапливаются споры грибов и бактерий и создаются благоприятные условия для их роста. Повышенная опасность биоповреждений создается также в банях, бассейнах, больницах, школах, на вокзалах и других общественных зданиях и сооружениях, особенно в районах с теплым и влажным климатом. Микроорганизмы разрушают материалы различной природы, в том числе растворы и бетоны, древесину, пластмассы и т. Цементные бетоны обладают большой поверхностной активностью, способны адсорбировать самые различные вещества, в том числе микроорганизмы. Из автогрофных бактерий в коррозии цементного бетона принимают участие (главным образом, своими кислотными выделениями) нигрификаторы, тиобактерии, железобактерии, силикатные бактерии и др. Первое указание на возможное участие бактерий в коррозии цемента относится к г. При обследовании водопроводного канала в поверхностном слое поврежденного цемента были найдены нитрифицирующие бактерии, из которых наиболее сильное размягчение вызывала Bacterium croceum [8]. В г. Шоллар-Бакинского бетонного водопровода. Исследованием установлено, что размягчение бетона произошло из-за сульфатного его перерождения, причем кроме гипса поврежденный бетон содержал до % суль-фоалюмината кальция [1]. При разрушении бетонных труб, по которым сточные воды подавались на поля фильтрации, происходило превращение цемента в сметанообразную массу, резко обогащенную сульфатами. Из обломков цемента была выделена Thiobacterium denitrificans, энергично окислявшая серу в серную кислоту при одновременном восстановлении нитратов до свободного азота. Из того же материала были выделены бактерии 1-й и 2-й стадии нитрификации. На наружных бетонных стенках силовой и шлюзовой станций Свирь-ГЭС были обнаружены наплывы, состоящие главным образом из окиси кальция, которые затем превратились в гроздья слизистой массы, достигавшие 3 см толщины. Из этой слизи были выделены грибы Oospora lactus, Candida sp. Sporotlirichum sp. Коррозия бетона в морской воде детально изучалась Л. И. Рубенчиком [8]. Механизм их действия автор описывает следующим образом. Окисляющие серу денитрифицирующие бактерии образуют серную кислоту, которая разрушает защитную карбонатную корку на поверхности цементного камня. В результате этого морская вода, обогащенная сульфатами, проникает внутрь материала. При взаимодействии сульфатов с гидратом окиси кальция образуется гипс или сульфоалюминат кальция, которые и обусловливают коррозию цемента. Жизнедеятельность маслянокислых бактерий приводит к образованию масляной кислоты, растворяющей карбонатную пленку. При гидролизе уролитическими бактериями мочевины получаются аммиак и углекислый газ. Последний может разрушающе действовать на карбонатную пленку. Затем сульфаты морской воды вступают в реакцию с Са(ОН)2 в цементе, причем в присутствии аммиака образуется двойная соль CaSC>4 • (№)2 • Н. Благодаря большой растворимости в воде, эта соль легко вымывается из цемента, что и приводит к его коррозии. Был сделан вывод, что нитрифицирующие и маслянокислые бактерии способствуют выщелачиванию кальция из цемента и снижению вследствие этого механической прочности исследуемых цементных образцов. Наибольший успех достигнут микробиологами в изучении механизма коррозии бетонных канализационных труб, где ведущим фактором единодушно признаются микроорганизмы [3, 5, 9]. Первичным коррозионным агентом является сероводород (H2S), образуемый главным образом сульфат-редуцирующими бактериями. На второй стадии действуют аэробные тионовые бактерии, окисляющие сероводород и другие серосодержащие соединения (тиосульфат, политионаты, серу) до серной кислоты. Тионовые бактерии обусловливают также коррозионные процессы в бетоне подземных сооружений, омываемых сероводородными минерализованными водами [2]. Ввиду того, что они размножаются только в строго определенных границах окислительно-восстановительного потенциала и pH среды, их заселение на поверхность бетона происходит в локальных точках, где созданы благоприятные условия для их жизнедеятельности.