Устойчивость материалов на каустическом магнезите к воздействию плесневых грибов

В настоящее время большинство строительных технологий базируются на использовании таких традиционных видов вяжущих материалов, как портландцемент и гипс. Но, несмотря на сложившиеся тенденции, в последнее десятилетие большое внимание стало уделяться альтернативным видам связующих. Особое место в этом списке занимают материалы на основе магнезиального вяжущего [1].

Магнезиальный цемент, также называемый в честь своего открывателя «цемент Сореля», является незаслуженно забытым вариантом традиционного вяжущего. Но благодаря ряду существенных преимуществ, интерес к данному строительному материалу вновь и вновь заставляет как отечественных, так и зарубежных исследователей возвращаться к изучению его свойств и выявлению новых путей его использования в строительной отрасли [2–6]. Благодаря этому доля магнезиальных вяжущих и материалов на их основе в общем объеме применяемых минеральных вяжущих ежегодно увеличивается.

Основными преимуществами материалов на основе каустического магнезита в сравнении с цементными являются высокая скорость схватывания и набора прочности, хорошая адгезия и тре-щиностойкость, безусадочность при нанесении и беспыльность при эксплуатации. А использование различных специально разработанных добавок позволяет ещё больше расширить область применения данных материалов [7–9].

На основании вышеуказанных преимуществ из смесей на магнезиальной основе изготавливаются: полы, отличающиеся высокой прочностью и тонкослойностью (ксилолитовые полы в виде стяжки или в виде плитки из ксилолита); высокопрочные антистатические и безискровые покрытия; магнезитовые плиты, используемые при отделке стен, потолков и устройстве перегородок; штукатурные смеси в том числе и специальные экранирующие материалы (баритовая штукатурка) и др. Все эти виды строительных материалов на- шли обширный спрос при строительстве и реконструкции как гражданских, так и промышленных объектов.

Однако широкое применение накладывает особые требования к свойствам изделий на основе любого сырья. Уровень биологической коррозии имеет место как в обычных жилых и общественных зданиях, так и на специализированных предприятиях сельскохозяйственного или промышленного назначения, где он приобретает повышенный эффект [10]. Основное разрушающее воздействие на строительные материалы и конструкции оказывают микроскопические организмы, к которым относятся бактерии, грибы и актиномицеты. Характер их влияния весьма разнообразен: это может быть как непосредственное физическое или биологическое разрушение, так и разрушение, спровоцированное продуктами жизнедеятельности этих организмов.

По результатам проводимых исследований свойств материалов было подтверждено образование пигментных пятен, обесцвечивание лакокрасочных покрытий, снижение прочностных показателей и разрушение бетонных и кирпичных изделий, растворение стекла, разбухание шпаклевок и отслаивание штукатурных покрытий, подвергнутых воздействию микроорганизмов [10–12]. Особенно внимательно следует учитывать негативное биологическое и химическое воздействие продуктов жизнедеятельности плесневых грибов. Именно последствия выделения спор этих микроскопических организмов чаще всего являются причиной развития различных микозов: пищевые отравления, аллергия, астма, пневмония, и др. Особенно пагубно это воздействие на детей.

Для защиты строительных объектов, материалов и изделий от воздействия плесневых грибов в строительстве используются фунгицидные добавки, которые вводят в состав материала на стадии изготовления или наносят на поверхность [13]. Но зачастую, к сожалению, их применение приводит к ухудшению физико-механических свойств цемента, поэтому проблема разработок эффективных фунгицидов остается на сегодняшний день весьма актуальной.

Испытания на грибостойкость для составов на магнезиальном вяжущем сразличными наполнителями, выполняются согласно ГОСТ 9.049-91. Обычно для испытаний применяют следующие виды грибов: Trichoderma viride Pens, ex Fr, Peni-cillium chrysogenum Thorn, Chaetomium globosum Kunze, Aspergillus niger van Tieghem, Aspergillus terreus Thorn, Paecilomyces varioti Bainier, Aspergillus oryzae (Ahlburg) Cohn, Penicillium funiculosuin Thorn, Penicillium cyclopium Westllng. Для того чтобы считать материал прошедшим испытание, на его поверхности могут быть обнаружены грибы, интенсивность развития которых не превышает 3 балла. Грибостойкость материала обозначают индексом ПГ (плесневые грибы) с трехзначным числовым значением в правом нижнем углу, где последовательно фиксируют баллы, полученные при испытаниях методами 1–3 [14].

С целью определения грибостойкости магнезиальных композитов с наполнителями и добавками различной природы были проведены исследования составов, приведенных в табл. 2. В качестве наполнителей использовались вещества, способные повлиять на грибостойкость полученного материала. Количество наполнителя принималось из условия получения равноподвижных композиций. При изготовлении составов сначала перемешивалось магнезиальное вяжущее ПМК-75 с затвори-телем (водный раствор хлорида натрия (бишофит)

плотностью 1,24 г/см3, из соотношения 1:1 по массе, затем в получившуюся смесь добавляли наполнитель. Соотношение вяжущее/затворитель, а также плотность затворителя были подобраны опытным путём и соответствуют наилучшим прочностным характеристикам получаемого цементного камня. Испытания проводились сериями по 3 образца каждого состава в серии. В качестве конечного результата брался усреднённый показатель для каждого состава.

Оценка грибостойкости материала по степени развития плесневых грибов была проведена по всем трём методам в соответствии с ГОСТ 9-049-91 и ИСО 846 на основании приведенной табл. 1.

При проведении данного исследования использовалась суспензия спор грибов с концентрацией 1 000 000 клеток в 1 мл. Заражённые смешанной суспензией грибов образцы помещались в условия повышенной влажности (свыше 80 %) и содержались при температуре 28 ºС. Полученные результаты сведены в табл. 2.

Из анализа полученных данных, видно, что вид и состав наполнителя не оказывает существенного влияния на грибостойкость составов на магнезиальном связующем. На основании этого можно сделать вывод о фунгицидном эффекте за-творителя на конечные изделия из этого материала. А это, в свою очередь, является существенным преимуществом по сравнению с традиционно применяемыми гипсовыми и портландцементными вяжущими.

Таблица 1

Оценка грибостойкости материала по степени развития плесневых грибов [14]

Метод	Степень развития плесневых грибов		Оценка материала
	ГОСТ 9.049	ИСО 846
1	0 1, 2 3, 4, 5	–	Материал не является питательной средой (нейтрален или фунгистатичен). Материал содержит питательные вещества, которые обеспечивают незначительное развитие грибов. Материал содержит достаточное количество питательных веществ, благоприятствующих развитию грибов
2	0 1, 2, 3 4, 5	0 1 2, 3	Материал не является питательной средой для грибов и грибоустойчив при наличии минеральных загрязнений. Материал содержит питательные вещества или загрязнен в такой степени, что это способствует лишь незначительному развитию грибов. Материал не обладает сопротивлением к поражению плесневыми грибами и содержит питательные вещества, способствующие развитию грибов при наличии минеральных загрязнений
3	0 0 (образец + з ровани 1 2-5	0 0 она ингиби- я, мм) 1 2-5	Сильный фунгистатический эффект. Сильное влияние фунгицидного эффекта из-за диффундирования вещества в питательную среду
			Слабая фунгицидность. Фунгицидный эффект отсутствует

Грибостойкость композитов в зависимости от вида наполнителя и количества наполнителя (на 100 мас. ч. магнезиального раствора)

Таблица 2

№ состава	Вид наполнителя	Кол-во наполнителя, мас. ч.	Характеристика по ГОСТ
1	Без наполнителя	0	ПГ 001
2	Медный купорос	3	ПГ 001
3	Суперпластификатор	1	ПГ 001
4	Сульфат магния	2	ПГ 001
5	Пиритные огарки	20	ПГ 001
6	Суперфосфат	5	ПГ 001

Таблица 3

Результаты испытаний образцов на наполнителях неорганической природы до и после заражения грибами

№ состава	Контрольные образцы		После заражения грибами
	Прочность, МПа		Прочность, МПа
	на изгиб	на сжатие	на изгиб	на сжатие
1	6,9	41,4	0,09	27,00
2	6,41	38,6	0,04	20,31
3	5,55	32,3	0,04	12
4	6,1	33,0	0,07	22,5
5	5,9	35,05	0,05	27,6
6	6,4	38,49	0,04	24,66

Состав №1 Состав №2 Состав №3 Состав №4 Состав №5 Состав №6

• ■ До испытания на грибостойкость         ■ После испытания на грибостойкость

Коэффициент стойкости при одноосном сжатии магнезиальных композитов

Однако следует заметить, что имеет место изменение физико-механических показателей при проведении данного эксперимента. Результаты испытаний (табл. 3) свидетельствуют о снижении прочности у всех составов при воздействии микроорганизмов (cм. рисунок).

Скорее всего, это возникает по причине низкой влагостойкости магнезиального цемента. Для образцов контрольной группы коэффициент водостойкости составил 45 %. А так как для развития грибов основным фактором помимо питательной среды является повышенная влажность помещения (свыше 80 %), именно это послужило негативным фактором, который привёл к снижению прочностных характеристик.

На основании этого следует сделать вывод, что сами по себе строительные материалы с раз- личными наполнителями на основе каустического магнезита обладают достаточной фунгицидностью в виду присутствия кислых солей в их составе в качестве затворителя, однако при их использовании следует учитывать причины развития плесневых грибов и косвенные негативные последствия их жизнедеятельности и для объектов, находящихся в зоне риска, рекомендуется использование гидрофильных составов.