Исследование прочности модифицированных цементных композитов, подвергнутых воздействию биологических агрессивных сред

В настоящее время все более актуальными являются исследования по биодеградации и биосопротивлению строительных материалов, которые в процессе эксплуатации подвергаются разрушающему действию биологически активных сред [1]. Микроорганизмы постоянно и повсеместно обитают в среде пребывания человека, используя органические и неорганические соединения, входящие в состав всего созданного человеком, как питательный субстрат.

Они обнаружены как в зданиях старой постройки, к которым относятся уникальные памятники архитектуры, так и в новостройках. Число исторических зданий катастрофически тает, и причина этого в том числе в разрушении строительных конструкций в результате биокоррозионных процессов.

Повреждения строительных материалов, вызванные заселением и развитием микроорганизмов, могут представлять серьезную опасность как непосредственно для конструкций зданий и сооружений, так и для здоровья и даже жизни людей.

Процессы биоразрушений прогрессируют с каждым годом. В последнее время отмечается рост разнообразия и численности микроорганизмов, вызывающих биозаражение материалов и сооружений. Одним из эффективных методов борьбы против биопоражения зданий и сооружений, повышения биологического сопротивления строительных материалов и конструкций являются биозащитные препараты, применяемые для обработки компонентов и введения в состав композиционных материалов с целью повышения их биологического сопротивления [2, 3].

Отечественными и зарубежными производителями осуществляется выпуск широкой номенклатуры различных химических препаратов, обладающих биоцидными свойствами. Поэтому при выборе биоцидной добавки необходимо учитывать несколько факторов: доступность, не высокая стоимость, эффективность, безопасность для человека и т.д. Одним из отечественных препаратов удволетворяющим этим условиям является натрий сернокислый безводный

Нами были проведены исследования, направленные на определение влияния натрия сернокислого безводного на прочность цементных композитов в условиях воздействия биологических агрессивных сред (см. рис. 1, 2).

Для этого образцы цементно-песчаного раствора после исследования на биологическое сопротивление в соответствии с ГОСТ 9.049-91 (метод 1 и метод 3) подверглись испытанию на прочность.

В условиях воздействия биологических агрессивных сред ухудшаются прочностные характеристики композитов, при этом наиболее существенно при выдерживании материалов, зараженных спорами плесневых грибов, в оптимальных для их развития условиях - на твердой питательной среде Чапека-Докса (испытания по методу 3).

Из полученных графических зависимостей наглядно видно, что введение модифицирующей добавки - натрия сернокислого в количестве 2,5 и 5 мас. ч. на 100 мас. ч связующего позитивно сказывается на динамике изменения прочности композитов на основе портландцемента М500 Д0 - сами материалы превосходят по прочностным показателям бездобавочные образцы и величина относительного падения прочности до 20 % меньше, чем для контрольных составов.

Для композитов на основе портландцемента М400 Д0 сходная динамика наблюдается только для составов, содержащих 5 мас. ч. исследуемой модифицирующей добавки на 100 мас. ч связующего.

в

г

Рис. 1. Зависимость изменения прочности при сжатии композитов на основе портландцемента М400 Д0 после исследования на биостойкость по ГОСТ 9.049-91 от содержания натрия сернокислого а – контрольный бездобавочный состав; б – состав, содержащий

• 2,5 мас. ч. натрия сернокислого, в – то же, 5 мас. ч., г – то же, 7,5 мас. ч.

Однако следует учесть следующий аспект. При введении в состав 7,5 мас. ч. натрия сернокислого на 100 мас. ч. цемента после испытания на биологическое сопротивление резко снижаются прочностные показатели обоих партий образцов, при этом наблюдается интенсивная кристаллизация.

б

в

Рис. 2. Зависимость изменения прочности при сжатии композитов на основе портландцемента М500 Д0 после исследования на биостойкость по ГОСТ 9.049-91 от содержания натрия сернокислого а – контрольный бездобавочный состав; б – состав, содержащий

2,5 мас. ч. натрия сернокислого, в – то же, 5 мас. ч., г – то же, 7,5 мас. ч.

Таким образом, нами определено влияние натрия сернокислого безводного на прочность цементных композитов в условиях воздействия биологических агрессивных сред. Установлено, что введение данной добавки в количестве 5 мас. ч. в состав цементов позитивно сказывается на прочностных показателях получаемых композиционных материалов. Учитывая фунгицидные свойства данных составов, подтверждены биоцидные свойства и эффективность применения натрия сернокислого, возможность придания строительным материалам на основе портландцемента устойчивости к воздействию мицелиальных грибов в условиях реальной эксплуатации и целесообразность их применения на практике.