Биодеструкция и биозащита строительных композитов
| Вид материала | Автореферат |
- Изменения структуры и свойств цементных композитов под влиянием углеродных наномодификаторов, 69.63kb.
- Влияние природы наполнителя и механической активации на свойства композитов на основе, 282.48kb.
- «Химия и технология переработки пластмасс и полимерных композитов», 351.62kb.
- Построение погрешностей для перемещений дискретных моделей двумерных композитов регулярной, 41.39kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе за 2008 год Тема нир: Разработка новых нанотехнологий, 100.77kb.
- Вопросы к экзамену (зачету), 21.93kb.
- Рассказывают, 316.73kb.
- Свод правил по проектированию и строительству сп 82-101-98 "Приготовление и применение, 1109.85kb.
- Конкурс Руководителям строительных, проектных, изыскательских организаций и предприятий, 21.12kb.
- Себестоимость строительных работ, 67.79kb.
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 (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.