Биодеструкция и биозащита строительных композитов
Из результатов исследований следует, что при введении в составы цементного, гипсового, стеклощелочного, эпоксидного и фуранового бетонов добавки на основе соединений гуанидина в количестве, равном соответственно 10, 10, 3, 10 и 10 мас.ч. на 100 мас. частей вяжущего получены фунгицидные составы.
С целью повышения биостойкости бетонов также были проведены исследования по приданию фунгицидности поверхности заполнителей как основного по массе компонента бетонов. Модифицирование поверхности наполнителя осуществлялось посредством его смешивания с водными растворами, содержащими фунгицидные соединения и последующего выпаривания такого раствора и высушивания наполнителя. В качестве фунгицидных соединений рассматривали: перманганат калия, фенол, медный купорос.
Анализ данных таблицы 4 позволяет сделать вывод, что модифицирование поверхности кварцевого песка перманганатом калия и медным купоросом в количестве соответственно 2,5 и 5 массовых частей придает образцам грибостойкие свойства, а фенолом – фунгицидные.
Таблица 4
Составы и обрастаемость композитов мицелиальными грибами
№ состава | Содержание компонентов в составах, масс.ч. | Устойчивость к действию грибов, балл | Характеристика по ГОСТ | |||||
Заполнитель | Фунгицидные добавки | |||||||
песок, фракция 0,16-0,315 мм | диатомит | перманганат калия | медный купорос | фенол | ||||
Метод 1 | Метод 3 | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
1 | 1 | 4 | грибостойкий | |||||
2 | 300 | 2 | 5 | грибостойкий | ||||
3 | 0,5 | 3 | 4 | негрибостойкий | ||||
4 | 1 | 3 | 4 | негрибостойкий | ||||
5 | 2,5 | 2 | 3 | грибостойкий | ||||
6 | 5 | 1 | 2 | грибостойкий | ||||
7 | 300 | 0,5 | 3 | 5 | негрибостойкий | |||
8 | 300 | 1 | 3 | 4 | негрибостойкий | |||
9 | 300 | 2,5 | 2 | 3 | грибостойкий | |||
10 | 300 | 5 | 2 | 2 | грибостойкий | |||
11 | 2 | 1 | 5 | грибостойкий | ||||
12 | 4 | 1 | 4 | грибостойкий | ||||
13 | 8 | 1 | 3 | грибостойкий | ||||
14 | 300 | 2 | 3 | 5 | негрибостойкий | |||
15 | 300 | 4 | 2 | 4 | грибостойкий | |||
16 | 300 | 8 | 1 | 3 | грибостойкий | |||
17 | 0,5 | 0 | 4 | грибостойкий | ||||
18 | 1 | 0 | R 8,5mm | фунгицидный | ||||
19 | 2,5 | 0 | R 9mm | фунгицидный | ||||
20 | 5 | 0 | R 10mm | фунгицидный | ||||
21 | 300 | 0,5 | 0 | 3 | грибостойкий | |||
22 | 300 | 1 | 0 | R 12,5mm | фунгицидный |
Продолжение таблицы 4
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
23 | 300 | 2,5 | 0 | R 12,5mm | фунгицидный | |||
24 | 300 | 5 | 0 | R 12,5mm | фунгицидный | |||
25 | 100 | 1 | 5 | грибостойкий | ||||
26 | 100 | 0,5 | 1 | 5 | грибостойкий | |||
27 | 100 | 1 | 1 | 5 | грибостойкий | |||
28 | 100 | 2,5 | 1 | 3 | грибостойкий | |||
29 | 100 | 5 | 1 | 2 | грибостойкий | |||
30 | 100 | 2 | 1 | 5 | грибостойкий | |||
31 | 100 | 4 | 1 | 3 | грибостойкий | |||
32 | 100 | 8 | 1 | 2 | грибостойкий | |||
33 | 100 | 0,5 | 0 | R 1-3 mm | фунгицидный | |||
34 | 100 | 1 | 0 | R 12mm | фунгицидный | |||
35 | 100 | 2,5 | 0 | R 14mm | фунгицидный | |||
36 | 100 | 5 | 0 | R 14mm | фунгицидный |
Проведены исследования, направленные на повышение биостойкости бетонов за счет введения наполнителей, в порах которых содержатся компоненты, обладающие фунгицидными свойствами. В качестве носителя компонентов с фунгицидными свойствами использовали диатомит с удельной поверхностью Sуд = 4000 см2/г. В качестве фунгицидных соединений рассматривали: перманганат калия, фенол, медный купорос (табл. 4). Технология подготовки наполнителя – диатомита, содержащего компоненты с биостойкими свойствами, была следующей: растворы фунгицидных соединений смешивали с диатомитом и подвергали нагреванию до полного испарения жидкости. Таким образом, в пористую структуру диатомита включались частицы перманганата калия, медного купороса и фенола. Результаты испытания биостойкости материалов свидетельствуют, что введение наполнителя, содержащего частицы медного купороса, придает образцам грибостойкие свойства, а фенола – фунгицидные. Таким образом, установлена возможность повышения биостойкости разработанными способами.
В пятой главе осуществлена разработка биостойких составов композиционных материалов и исследованы их физико-технические свойства.
Для изучения влияния природы биоцидной добавки и наполнителя на структурно-фазовые превращения, происходящие в композитах, проведены исследования с помощью рентгеноструктурного анализа. Результаты исследования показывают, что вид наполнителя и биоцидной добавки оказывает влияние на структурно-фазовые превращения цементных композитов. С целью установления влияния биоцидных добавок на физико-технические свойства цементных композитов были проведены комплексные исследования. Было установлено, что перманганат калия, медный купорос и фенол оказывают влияние не только на биологическое сопротивление, но и на основные физико-технические свойства материалов. Проведенные исследования показали, что прочность цементных композитов зависит от содержания биоцидных добавок и вида наполнителя. Увеличение прочности наблюдается при введении в цементные композиты, наполненные кварцевым песком добавки перманганата калия в количестве 2,5 мас.ч., медного купороса 4 мас.ч., фенола 0,5 мас. ч. на 100 мас.ч. вяжущего. Увеличение содержания добавок снижает прочностные характеристики.
Результаты исследования также показали, что модуль упругости композитов возрастает при использовании более плотных наполнителей, у составов с кварцевым песком этот показатель выше по сравнению с составами, в которых использовался диатомит.
Степень разрушения изделий и конструкций зданий и сооружений, а также степень их зараженности микроорганизмами зависит от плотности материалов, из которых они изготовлены, и определяется также влажностью помещений. В этой связи было изучено совместное влияние фунгицидной добавки «Тефлекс» и уплотняющей добавки «Кристаллизол», фунгицидной добавки «Тефлекс» и противоморозной добавки формиат натрия на биостойкость, прочностные характеристики, водонепроницаемость и морозостойкость цементных композитов. Результаты исследований обрастаемости наполненных и ненаполненных цементных композиций, содержащих биоцидную и уплотняющую добавки приведены в табл. 6.
Таблица 6
Обрастаемость композитов в условиях воздействия мицелиальных грибов
№ состава | Содержание биоцидной добавки, мас. ч. | Содержание уплотняющей добавки, мас. ч. | Наполнитель (песок), мас.ч. | Устойчивость к действию грибов, балл | Характеристика по ГОСТ | |
Метод 1 | Метод 3 | |||||
1 | 0 | 0 | - | 3 | 5 | негрибостойкий |
2 | 5 | 0 | - | 1 | 4 | грибостойкий |
3 | 10 | 0 | - | 0 | 2 | грибостойкий |
4 | 0 | 5 | - | 0 | 5 | грибостойкий |
5 | 5 | 5 | - | 0 | 4 | грибостойкий |
6 | 10 | 5 | - | 0 | 3 | грибостойкий |
8 | 5 | 10 | - | 0 | 4 | грибостойкий |
9 | 10 | 10 | - | 0 | 3 | грибостойкий |
10 | 0 | 0 | 300 | 3 | 5 | негрибостойкий |
11 | 5 | 0 | 300 | 1 | 4 | грибостойкий |
12 | 10 | 0 | 300 | 1 | 3 | грибостойкий |
13 | 0 | 5 | 300 | 1 | 5 | грибостойкий |
14 | 5 | 5 | 300 | 1 | 4 | грибостойкий |
15 | 10 | 5 | 300 | 0 | 3 | грибостойкий |
16 | 0 | 10 | 300 | 1 | 5 | грибостойкий |
17 | 5 | 10 | 300 | 0 | 4 | грибостойкий |
18 | 10 | 10 | 300 | 0 | 3 | грибостойкий |