авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Биодеструкция и биозащита строительных композитов

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ДЕРГУНОВА АННА ВАСИЛЬЕВНА

биодеструкция и биозащита

строительных композитов

Специальность 05.23.05 Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание

ученой степени кандидата

технических наук

Иваново 2011

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет имени Н.П.Огарева» на кафедре строительных материалов и технологий

Научный руководитель: член-корреспондент РААСН

доктор технических наук, профессор

Ерофеев Владимир Трофимович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Щепочкина Юлия Алексеевна

ГОУ ВПО «Ивановский государственный

архитектурно-строительный университет»

доктор технических наук, профессор

Кондращенко Валерий Иванович

ГОУ ВПО «Московский государственный

университет путей сообщения (МИИТ)»

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Пензенский государственный

университет архитектуры и строительства»

Защита состоится «13» мая 2011 г. в 1000 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ 212.060.01 при ГОУ ВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 153037, г. Иваново, ул. 8-го Марта, д. 20, аудитория Г-204 ( http://www.igasu.ru ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «___»__________2011 г.

Ученый секретарь диссертационного

Совета, к.т.н., доцент Н.В. Заянчуковская

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Воздействие биологических агрессивных сред на строительные материалы зависит от свойств материалов и условий эксплуатации строительных конструкций в зданиях и сооружениях. Опасность биоповреждений материалов в зданиях и сооружениях увеличивается в условиях повышенной влажности и температуры, а также наличия различных загрязнений. Из-за повышенной влажности на стенах, покрытиях полов, оборудовании и на полу конденсируется вода. В щелях, трещинах, углублениях и неровностях и других дефектах стен и полов скапливаются споры грибов и бактерий и создаются благоприятные условия для их роста. На предприятиях пищевой промышленности имеются загрязнения органическими веществами. Повышенная опасность биоповреждений создается также в банях, бассейнах, в больницах, школах, на вокзалах и других общественных зданиях и сооружениях. Применяемые в этих зданиях и сооружениях материалы, так же как материалы интерьера и мебели, требуют оценки биологической стойкости и разработке мероприятий по защите от биоповреждений.

Поиск эффективных мер противодействия биоповреждениям различных материалов - одна из самых важных научных и практических проблем, которую человеческая цивилизация решает на протяжении всего своего существования. Интенсивная хозяйственно-технологическая деятельность в городах инициирует процессы биологической и химической коррозии строительных материалов, которые контактируют с агрессивными веществами из газовых выбросов, жидких отходов различных производств, коммунальных хозяйств, а также отходов жизнедеятельности населения. При эксплуатации жилых домов участились случаи обильного роста плесени в теплые и влажные сезоны, особенно внутри санитарно-технических кабин. Становится все более очевидной необходимость разработки и внедрения мер по предупреждению и ликвидации последствий биоповреждения различных материалов и конструкций. В промышленно развитых странах уже давно ведется учет потерь от всех видов коррозии, в том числе и от биокоррозии, а также разрабатываются и внедряются эффективные меры по противодействию процессам биоразрушения. В нашей стране такой учет, к сожалению, ведется не достаточно полно и, соответственно, отсутствует оценка реального экономического ущерба от разрушительного воздействия биодеструкторов и затрат по внедрению мероприятий по повышению биостойкости. В связи с этим разработка таких мероприятий остается актуальной.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является исследование биологической деструкции и разработка методов повышения биологического сопротивления строительных композитов в условиях воздействия микроскопических организмов и продуктов их метаболизма и разработка методики технико-экономической оценки биоповреждений материалов и изделий и расчета затрат на мероприятия по повышению их биостойкости.

В целом задачи исследований состоят в следующем:

  • Исследовать закономерности изменения физико-механических свойств композитов на основе неорганических и органических связующих при воздействии биологически активных сред.
  • Выполнить сравнение показателей стойкости композитов в биологических и химических агрессивных средах.
  • Разработать эффективные способы, позволяющие повысить долговечность материалов и изделий в условиях воздействия биологических агрессивных сред и улучшить их физико-механические свойства.
  • Установить основные физико-технические свойства строительных материалов, обладающих биоцидными свойствами.
  • Разработать методику оценки экономического ущерба от биоповреждений материалов и изделий зданий и сооружений.
  • Разработать методику для технико-экономического обоснования мероприятий по повышению биостойкости материалов, изделий и конструкций.
  • Внедрить результаты исследований в части повышения биостойкости строительных материалов и изделий и разработки методик для технико-экономической оценки ущерба от биоповреждений и мероприятий по биозащите зданий и сооружений.

Научная новизна работы.

  • Выявлены закономерности изменения свойств гипсовых, цементных, жидкостекольных, полиэфирных, фурановых, эпоксидных композитов в биологически активных средах и установлены наиболее агрессивные из всей совокупности сред. Выполнено сравнение показателей с полученными при химической коррозии. Коэффициент стойкости в средах метаболизма мицелиальных грибов и бактерий может понижаться до 2-4 раз, вплоть до полной потери целостности.
  • В результате физико-химических и биологических исследований обоснованы способы повышения биостойкости строительных материалов и изделий посредством пропитки готовых изделий фунгицидными составами, введения в смеси биоцидных добавок и обработки поверхности наполнителей биоцидными препаратами.
  • Разработаны регрессионные модели и выявлено совместное влияние фунгицидных соединений и уплотняющих, противоморозных добавок, позволяющих одновременно повысить биостойкость, плотность и морозостойкость цементных композитов.

Практическая значимость работы.

  • Определены составы строительных композитов на основе органических и неорганических связующих, обладающие повышенной стойкостью в биологически активных средах.
  • Определены составы комплексных добавок, способствующих повышению биостойкости и других физико-механических свойств композитов.
  • Разработаны методы определения и учета эксплуатационных расходов на защиту от биоповреждений зданий и сооружений, принципы определения абсолютной и относительной экономической эффективности повышения биостойкости строительных конструкций на стадиях их проектирования и изготовления.

Внедрение результатов работы. Разработанная технология прошла промышленную апробацию на ОАО «ЖБК-1», ГУП РМ «Совхоз «Белотроицкий», ОАО «Проектный институт «Мордовгражданпроект» в г. Саранске.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на следующих внутривузовских, всероссийских и международных конференциях и семинарах: Международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010); V республиканской научно-практической конференции «Наука и инновации в Республике Мордовия» (Саранск, 2006); Второй Междунар. науч.-техн. конф. «Биоповреждения и биокоррозия в строительстве» (Саранск, 2006); XI Международной научно-технической конференции при XI специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство – 2007» «Проблемы строительного комплекса России» (Уфа, 2007); научной конференции «XXXV Огаревские чтения» (Саранск, 2007); Пятой Международной научно-практической конференции «Устойчивое развитие городов и новации жилищно-коммунального комплекса» (Москва, 2007); Международной научно-технической конференции «Архитектура и строительство актуальные проблемы» (Ереван, 2008); Международной научно-технической конференции «Новые энерго- и ресурсосберегающие технологии в производстве строительных материалов» (Пенза, 2008); V Международной научно-технической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (Волгоград, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 31 работа (в том числе три статьи в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ). В Федеральный институт интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам поданы 2 заявки на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов, списка использованной литературы из 245 наименований. Она изложена на 216 страницах машинописного текста, включает 30 рисунков, 32 таблицы, 10 приложений.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с паспортом специальности 05.23.05 –«Строительные материалы и изделия» п.5 «Разработка методов повышения стойкости строительных изделий и конструкций в суровых условиях эксплуатации»

Работа выполнена на кафедре строительных материалов и технологий Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарева. Автор выражает глубокую благодарность доцентам А.Д.Богатову и С.В. Казначееву за оказанную помощь и научные консультации по отдельным разделам диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность проблемы, связанной с биоповреждениями в зданиях и сооружениях, и обосновывается необходимость проведения исследований по разработке биостойких строительных материалов, а также оценки экономического ущерба от биоповреждений и экономического эффекта мероприятий по защите от воздействия биологически активных сред.

В первой главе приведен обзор и анализ литературных данных. Изучению вопросов биоповреждений в строительстве посвящены работы отечественных и зарубежных авторов Андреюк Е.И.. Анисимова А.А., Баженова Ю.М., Богатова А.Д., Герасименко А.А., Горленко М.В., Горшина С.Н., Ерофеева В.Т., Иванова Ф.М., Ильичева В.Ф., Каневской И.Г., Каравайко Г.И., Коваля Э. 3., Комохова П.Г., Кондращенко В.И., Лугаускаса А.Ю., Морозова Е.А., Орловского Ю.И., Пащенко А.А., Ревина В.В., Рожанской А. М., Рудакова А.К., Сидоренко А. И., Смирнова В.Ф., Тарасовой Н.А., Турковой 3.А., Федорцова А.П., Черкасова В.Д., Чуйко А.В., Благника Р., Кинга Б., Палмера Р., Робертса Г. и др.

Выделены основные биодеструкторы, оказывающие наибольшее разрушающее воздействие на материалы и изделия в зданиях и сооружениях (бактерии, мицелиальные грибы, актиномицеты), с выделением штаммов микроорганизмов. Проанализированы условия их развития и размножения. Показано, что биоразрушение материалов определяется их структурой и составом. Определены основные признаки проявления биоповреждений строительных материалов в зданиях и сооружениях и выявлены основные факторы, определяющие степень ускорения разрушительного воздействия микроорганизмов. Обобщены методы защиты от биоповреждений материалов, осуществляемые с помощью различных методов (физических, химических, биологических), позволяющих исключить размножение на строительных конструкциях и в воздушной среде патологически вредных микроорганизмов. Показана необходимость разработки и внедрения мер по предупреждению и ликвидации последствий биоповреждения различных материалов и конструкций. В промышленно развитых странах уже давно ведется учет потерь от всех видов коррозии, в том числе и от биокоррозии, а также разрабатываются и внедряются эффективные меры по противодействию процессам биоразрушения. В нашей стране такой учет, ведется в недостаточной степени и, соответственно, отсутствует оценка реального экономического ущерба от жизнедеятельности биодеструкторов. Поэтому возникла необходимость в установлении биодеградации строительных композитов, разработке способов биозащиты материалов, методики оценки потерь от биоповреждений оценке мероприятий по биозащите.

Во второй главе определяются цель и задачи исследований, приводятся характеристики применяемых материалов, описаны методы экспериментальных исследований.

В качестве связующих использовались портландцемент М 400 Д 20, полуводный гипс, эпоксидная смола марки ЭД-20, фурфуролацетоновый мономер марки ФАМ, натриевое жидкое стекло, полиэфирная смола марки ПН-1. Отвердителями эпоксидной смолы, фурфуролацетонового мономера, натриевого жидкого стекла и полиэфирной смолы служили соответственно: полиэтиленполиамин (ПЭПА), бензосульфокислота техническая, кремнефтористый натрий, перекись циклогексанона (ПЦОН-1) совместно с концентратом 2-этилгекса­ноата кобальта (УНК-2). В качестве наполнителя применялся диатомит Атемарского месторождения республики Мордовия, мелкого заполнителя – пески месторождений Мордовии с содержанием глинистых примесей до 5 %. Использованные материалы удовлетворяют требованиям соответствующих ГОСТ и ТУ.

При определении физико-технических свойств строительных материалов применялись современные физико-механические, физико-химические, биологические и математические методы исследований, регламентируемые действующими ГОСТами. При исследовании биостойкости применялась стандартная среда мицелиальных грибов, а также 2%-ный водный раствор серной кислоты (среда, моделирующая процессы биологической коррозии, происходящей при воздействии продуктов метаболизма бактерий) и смесь водных растворов лимонной кислоты (5%) и перекиси водорода (1,5%) (среда, моделирующая процессы биологической коррозии, происходящей при воздействии продуктов метаболизма мицелиальных грибов). Для исследования химической стойкости композиционных материалов в качестве агрессивных сред использовались вода, 10 %-ный раствор NaOH, 10 %-ный водный раствор H2SO4, Испытания проводились при нормальной температуре. Обработка результатов эксперимента производилась при помощи программных комплексов EXCEL, FACTOR.

В третьей главе исследованы процессы биоповреждения строительных композитов и произведено сравнение процессов биоразрушения с разрушениями, вызываемыми химическими средами.

При выполнении исследований в качестве композиционных материалов рассматривались составы на основе неорганических и органических связующих. Грибостойкость и фунгицидность строительных материалов определялись по методам 1 и 3 в стандартных тест-культурах микроскопических грибов согласно ГОСТ 9.049 91. (табл.1).

Таблица 1

Обрастаемость композитов в условиях воздействия мицелиальных грибов

№ состава Вид вяжущего композита Устойчивость к действию грибов, балл Характеристика по ГОСТ
Метод 1 Метод 3
1 Строительный гипс 3 5 негрибостойкий
2 Портландцемент 2 5 грибостойкий
3 Жидкое стекло 1 4 грибостойкий
4 Эпоксидная смола 2 5 грибостойкий
5 Эпоксидная смола, модифицированная битумом 2 5 грибостойкий
6 Эпоксидная смола, модифицированная дибутилфталатом 2 5 грибостойкий
7 Фурановая смола 3 4 негрибостойкий
8 Полиэфирная смола 1 4 грибостойкий


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.