Курсовая работа (т): Применение биоцидных добавок в бетоне

«Тефлекс - индустриальный» представляет собой полимерную водную композицию, содержащую полигексаметиленгуанидина и полифункциональные добавки. Данная добавка обладает широким спектром.

«Тефлекс дезинфицирующий» является комплексным универсальным дезинфицирующим препаратом с моющим эффектом. Действующим веществом

в нем является полигексаметиленгуанидина гидрохорид 10%. рН дезинфектанта: 7,0±1,0. Содержит неиогенные ПАВ (поверхностно-активные вещества) и другие добавки.

Препарат относится к 4 классу малоопасных веществ при введении в желудок и нанесении на кожу т. е. в лечебных учреждениях его разрешается использовать без средств защиты, в присутствии больных и пациентов. Дезинфицирующее средство Тефлекс имея широкий спектр антимикробной активности не токсичен, не вызывает аллергии, не оказывает местно-раздражающего действия на кожные покровы и слизистые оболочки человека.

Данный биоцидный препарат на основе гуанидина обладает широким спектром действия: бактерицидным, вирулентным и фунгицидным. Предназначен для дезинфекции, мытья, уничтожения и защиты от плесени, очистки поверхности помещений, предметов обстановки, оборудования и т. д.

Из технологических свойств испытанных материалов рассматривали подвижность и плотность бетонных смесей.

Биологические методы исследований

Из модифицированных бетонных материалов на основе цементных связующих изготавливали образцы для испытания на грибостойкость и наличие фунгицидных свойств. В качестве тест-организмов использованы следующие виды микромицетов: Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus terreus, Chaetomium globosum, Paecilomyces varioti, Penicillium funiculosum, Penicillium chrysogenum, Penicillium cyclopium, Trichoderma viride.

3.2 Бетоны с биоцидной добавкой «Тефлекс Антиплесень»

Исследование биологического сопротивления составов, модифицированных биоцидной добавкой «Тефлекс Антиплесень», приведены в таблице 3.3:

Влияние добавки «Тефлекс - Антиплесень» на биостойкость бетона на основе портландцемента М500 Д0

Анализ исследования биостойкости бетона на основе портландцемента М500 Д0 показывает, что введение в его состав данного препарата в концентрации ≥ 1 мас. ч. придает ему грибостойкость. Причем при выдерживании материалов, зараженных спорами плесневых грибов, в оптимальных для их развития условиях без дополнительных источников углеродного и минерального питания (метод 1), в результате осмотра под микроскопом образцов содержащих ≥ 3 мас. ч. добавки рост плесневых грибов не был обнаружен.

В качестве контролируемых показателей при исследовании физико-механических свойств композитов нами рассматривались прочностные свойства, плотность, водопотребность и водостойкость.

Установлено, что препарат «Тефлекс - Антиплесень» оказывает пластифицирующее действие, и уменьшает соотношение жидкости и сухих компонентов необходимое для создания равноподвижной смеси.

Также выявлено, что использование «Тефлекс - Антиплесень» приводит к повышению плотности цементных материалов, при этом наибольшее повышение этого показателя достигает 9% по сравнению с контрольными бездобавочными образцами. Наиболее интенсивное увеличение плотности характерно при введении в состав бетона 1-3 мас. ч. препарата.

Одними из важнейших характеристик бетона являются его водопоглощение и проницаемость. При введение добавки «Тефлекс - Антиплесень» в состав материала на основе портландцемента М500 Д0 наблюдается снижение водопоглощения на 20%, при этом минимальное значение получено при введении 3 мас. ч. добавки.

Применение добавки «Тефлекс - Антиплесень» позволило повысить прочность исследованного композита, причем максимальные показатели также достигнуты при введении 3 мас. ч. добавки. Это увеличение составило 37, 29 и 24% в возрасте 7, 14 и 28 суток соответственно.

Большой интерес представляет выявление оптимальных режимов обработки цементных композитов, модифицированных биоцидными препаратами на основе гуанидина.

Зависимость изменения прочности бетона исследовалась на составе, отвержденном при нормальных условиях в течение 28 суток и в условиях термовлажностной обработки (образцы после укладки в течение 1 суток твердели при нормальных условиях, а затем в условиях термовлажностной обработки по режиму 1,5+6+2 ч с температурой изотермического цикла 90 ºС).

Установлено, что применение термовлажностной обработки позитивно сказывается на прочности цементных композитов, содержащих добавку «Тефлекс - Антиплесень». Так, при оптимальном содержании прочность пропаренных образцов на 55% выше, чем у аналогичных составов, отвержденных в нормальных условиях, и на 56% − чем у контрольных бездобавочных. Кроме того, отмечено, что средняя плотность состава содержащего препарат «Тефлекс - Антиплесень» в случае его отверждения в условиях термовлажностной обработки в среднем на 5% выше, чем при твердении в нормальных условиях.

Таким образом, доказана эффективность применения в качестве добавки в бетон препарата «Тефлекс - Антиплесень». Были подтверждены биоцидные свойства исследуемой модифицирующей добавки, проявившиеся в придании бетону грибостойкости. Помимо повышения устойчивости к воздействию мицелиальных грибов установлено существенное влияние препарата на основные физико-механические свойства цементных композитов.

3.3 Бетоны с биоцидной добавкой «Тефлекс - индустриальный»

Для установления влияния рассматриваемой добавки на биологическую стойкость и физико-механические свойства бетона были проведены исследования (метод 1 и метод 3). Результаты испытаний бетона приведены в таблице.

Влияние добавки «Тефлекс - индустриальный» на биостойкость бетона на основе портландцемента М500 Д0

Из результатов, приведенных в таблице видно, что введение в состав бетона на основе портландцемент М500 Д0 препарата «Тефлекс - индустриальный» в количестве ≥ 1 мас. ч. придает получаемому бетону фунгицидные свойства. При этом если при введении добавки в количестве 1 мас. ч. возникает зона ингибирования роста грибов радиусом 4 мм, то с ростом концентрации препарата она увеличивается и при 7,5 мас. ч. составляет 15 мм.

Это позволяет сделать вывод об эффективности применения препарата «Тефлекс - индустриальный» в качестве средства для борьбы с биоповреждениями строительных материалов.

После установления биоцидных свойств используемого препарата и биологической стойкости бетона на его основе, были проведены исследования прочностных свойств, плотности, водопотребности и водостойкости полученного материала. Также были проведены исследования по установлению зависимости изменения прочности бетона, отвержденного в различных условиях. Испытывались составы, отвержденные при нормальных условиях в течение 28 суток и в условиях термовлажностной обработки.

«Тефлекс - индустриальный» оказывает пластифицирующее действие, при его введении в количестве 1-3 мас. ч. происходит уменьшение водопотребности, необходимой для создания равноподвижных смесей. Так же отмечается увеличение средней плотности отвержденного бетона. Оно составляет 15% для цементных материалов при введении 3 и 5 мас. ч. добавки. Кроме того, установлено снижение водопоглощения бетона (до 6% при введении 1-3 мас. ч. добавки).

Благодаря применению добавки «Тефлекс - индустриальный» удалось повысить прочность бетона, причем наиболее интенсивный рост показателя отмечен при увеличении содержания добавки до 1 мас. ч., а максимальные показатели достигнуты при введении 5 мас. ч. добавки. Это увеличение составило 28 и 35, 17 и 30, 13 и 24% композитов в возрасте 7, 14 и 28 суток соответственно.

Установлено, что при применении термовлажностной обработки наблюдается рост прочности цементных композитов по отношению к контрольным бездобавочным составам на величину от 2 до 8,5%. Несмотря на то, что прирост прочности менее интенсивный, чем при твердении в естественных условиях, по абсолютным показателям пропаренные материалы превосходят аналогичные составы, отвержденные при нормальных условиях в течение 28 суток, на 6-29%. Кроме того, отмечено, что средняя плотность составов содержащих препарат «Тефлекс - индустриальный» в случае их отверждения в условиях термовлажностной обработки выше, чем при твердении в нормальных условиях.

Таким образом, в ходе проведенных исследований подтверждены высокие биоцидные свойства и широкий спектр препарата «Тефлекс - индустриальный». Это говорит о возможности и целесообразности применения добавки «Тефлекс - индустриальный» для биозащиты строительных композитов.

3.4 Бетоны с биоцидной добавкой «Тефлекс дезинфицирующий»

Исследование биологического сопротивления состава, содержащего дезинфицирующее средство Тефлекс, проводилось аналогично исследованиям с добавками «Тефлекс Антиплесень» и «Тефлекс - индустриальный». Результаты испытаний бетона приведены в таблице:

Влияние добавки «Тефлекс дезинфицирующий» на биостойкость бетона на основе портландцемента М500 Д0

Из результатов, приведенных в таблице 3.5, видно, что введение в состав бетона на основе портландцемента препарата «Тефлекс дезинфицирующий» в количестве ≥ 1 мас. ч. придает получаемому бетону фунгицидные свойства. При этом при введении данной добавки в количестве ≥ 3 мас. ч. возникает зона ингибирования роста грибов радиусом 4 мм.

Полученные результаты позволяют сделать вывод об эффективности применения препарата «Тефлекс дезинфицирующий» и в качестве средства для обработки поверхностей и в качестве добавки, предназначенной для введения в состав строительных композитов.

После установления биологической стойкости бетона, содержащего рассматриваемую добавку, были проведены исследования прочностных свойств, плотности, водопотребности и водостойкости полученного материала. «Тефлекс дезинфицирующий» оказывает пластифицирующее действие и уменьшает водопотребность для цементных материалов, при этом его введение практически не влияет на водопоглощение получаемого бетона.

У бетона, содержащего биоцидный препарат, отмечено снижение средней плотности. Так по сравнению с контрольным, бездобавочным составом при введении 7,5 мас. ч. добавки средняя плотность бетона снизилась на 10%.

При введении добавки «Тефлекс дезинфицирующий» в состав бетона происходит снижение его прочностных характеристик.

Для материалов на основе цемента это зафиксировано при твердении, как в нормальных условиях, так и в условиях термовлажностной обработки. Однако следует отметить, что введение в состав композитов биоцидного препарата в концентрации 1 мас. ч. придавая биостойкость (для материалов на основе портландцемента М500 Д0 при этой концентрации происходит обеспечение им фунгицидности) практически не сказывается на их прочностных характеристиках, а для цементных составов в возрасте 7 суток отмечен рост прочности.

При исследовании влияния режимов твердения также установлено, что в случае модификации бетона препаратом «Тефлекс дезинфицирующий» применять режим термовлажностной обработки не рационально. Так, при введении 1 мас. ч. биоцида прочность по сравнению с контрольными показателями снизилась на 25%, при введении 7,5 мас. ч. на 56%, а для тех же составов твердевших 28 суток в нормальных условиях зафиксировано снижение на 3 и 37% соответственно.

Таким образом, в ходе проведенных исследований подтверждены высокие биоцидные свойства и широкий спектр еще одного биоцидного препарата - «Тефлекс дезинфицирующий». Это говорит о возможности и целесообразности применения добавки «Тефлекс - дезинфицирующий» для биозащиты бетона, эксплуатирующегося в условиях воздействия биологических агрессивных сред.

И в результате проведенных экспериментальных исследований нами были разработаны биоцидные бетоны следующих составов :

Биоцидные бетоны с добавкой «Тефлекс Антиплесень»

Биоцидные бетоны с добавкой «Тефлекс - индустриальный»