Влияние бромсодержащих соединений на биостойкость строительных композитов

В настоящие время актуальными являются исследования по биодеградации и биосопротивлению строительных материалов, которые в процессе эксплуатации подвергаются разрушающему действию биологически активных сред [2–7]. При воздействии продуктов метаболизма микроорганизмов на известковые бетоны происходит разрушение компонентов и образующихся в процессе твердения гидросиликатов кальция. В качестве модификаторов, которые способствуют повышению физико-механических свойств и 1

биологического сопротивления являются специальные добавки различного назначения. Одним из наиболее эффективных и часто применяемых способов защиты строительных композитов от действия микроорганизмов является применение специальных фунгицидных добавок, которые вводят в состав материалов при их изготовлении или при пропитке поровой структуры [8].

Процессы коррозии известковых композитов можно разделить на три этапа. На первом этапе идет взаимодействие цементирующих веществ композита и ионов агрессивных сред. Этот процесс происходит в кинетической области и контролируется скоростью гетерогенных химических реакций на границе фаз, которая зависит от степени поражения композита микроорганизмами, концентрации агрессивной среды и свойств материала. На втором этапе скорость коррозии ограничивается диффузионным процессом. Диффузия ионов будет зависеть от свойств продуктов коррозии, которые покрывают реакционные поверхности и тормозят скорость движения ионов. К третьему этапу концентрация ионов стабилизируется, реакция между ионами агрессивной среды и составляющими композита достигает равновесия [1].

Нами проведены исследования биостойкости композитов на основе известковых вяжущих, в которых в качестве вяжущегося использовалась негашёная строительная известь ООО «Атемарские строительные материалы», удовлетворяющая требованиям ГОСТ 9179-77.

В ходе проведения экспериментальных исследований в качестве биоцидной добавки были использованы броморганические вещества низкой концентрации (пентабромтолуол, тетрабром-п-крезол, тетрабром-о-ксилол, пентабромбензолбромид), воздействие которых на известковые композиционные материалы позволило достаточно точно смоделировать процессы биологической коррозии.

Испытания проводились на образцах содержащих негашёную известь, кварцевый песок и добавку. Составы исследуемых композитов приведены в таблице 1.

Испытания на биостойкость проводили по ГОСТ 9.049-91 методами 1 и 3 на образцах-призмах размером 1×1×3 см.

В качестве тест-организмов использовали следующие виды плесневых грибов: Aspergillius niger, A. flafus, A. terreus, Penicillium cuclopium, P. funiculosum, P. chrysogenum, Paecilomyces varioti, Chaetomium globosum, Trichoderma viride. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Таблица 1

Исследуемые составы

Таблица 2

Степень роста грибов

Результаты исследований показывают, что состав № 1 без добавок является грибостойким. Это объясняется высокой основностью извести и высоким рН ее водных растворов, она обладает бактерицидными свойствами [4]. Исследования также показывают, что композиты на основе извести с добавкой пентабромтолуол, тетрабром-п-крезол являются фунгицидными. Композиты же с добавкой тетрабром-о-ксилол, пентабромбензолбромид снижают степень роста грибов по отношению к составу без добавок, что составляет 4 и 0 баллов по методу 1 и 3 соответственно.

Из рассмотренных добавок наибольшая эффективность достигается при введении в состав известкового композита пентабромтолуола и тетрабром-п-крезола которые обладают сильным фунгистатическим эффектом, обрастаемость составляет 0 и 0 баллов по методу 1 и 3 соответственно.

Бром относится к галогенам, которые вступая в реакцию с бактериями окисляют их. В оболочках бактерий и микроорганизмов, а также в веществе, содержащемся внутри них, имеются протеины и аминосоеднения, с которыми и вступает во взаимодействие бром. В результате происходящих окислительных процессов внутриклеточное вещество микроорганизмов изменяется, клетки распадаются, бактерии и микроорганизмы гибнут. Образующиеся при этом вещества будут абсолютно безвредны для человека (в отличие от, например, хлороформа, который образуется при аналогичном окислении хлором). Таким образом, введение в состав материалов на основе извести специальных добавок поможет в значительной степени продлить срок службы композиционного материала и расширить область применения известковых вяжущих.