Материал: Строительство и недвижимость научный журнал. Мищенко В.Я., Мещерякова О.К

Выпуск 1(4), 2019

Результаты испытаний бетонных кубов сведены в таблицу.

Результаты испытаний бетонных кубов

В соответствии с ГОСТ 10180-2012 [4] был принят масштабный коэффициент = 0,95; коэффициент 1 = 1.

Рис. 4. Сравнение результатов испытания бетонных образцов

95

Выпуск 1(4), 2019

На рис. 4 наглядно представлен график результатов испытаний бетонных образцов. По вертикальной оси отложена прочность образов в МПа, по горизонтальной оси - номера образцов.

После завершения исследования можно сделать вывод о том, что используемые для выравнивания поверхности образцов составы оказывают влияние на результаты испытания (как правило, занижая их). Выравнивание опорных поверхностей образцов гипсом занижает показания прочности на 25% по сравнению с эталонными кубами. Подливка из цементного раствора занижает показатель прочности бетона на 12% по сравнению с эталонными кубами. Эпоксидный компаунд практически не оказывает влияния на результаты испытания по сравнению с эталонными кубами. Основываясь на полученных данных можно сделать вывод о том, что для выравнивания опорных поверхностей образцов перед испытанием, целесообразно применять эпоксидные составы. Цементно-песчаный раствор использовать не рекомендуется, а применение гипсового раствора недопустимо.

Список литературы

1.Ушаков, И.И. Диагностика строительных конструкций. Научные основы диагностики: учеб. пособие для студентов строительных специальностей / И.И. Ушаков// Воронежский Государственный Архитектурно-строительный университет. – Воронеж, 2008. –

С. 150.

2.Ушаков, И.И. Основы диагностики строительных конструкций / И.И. Ушаков, Б.А. Бондарев. - Ростов н/д: Феникс, 2008.- C. 204.

3.ГОСТ 28570-90 (СТ СЭВ 3978-83): Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций; введ.1.07.2013.-М.: Изд-во Стандарт информ, 2018.-

29с.

4.ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.-Взамен ГОСТ 10180-78; введ.24.05.90. - М.: Изд-во Стандартов, 205. - 10с.

List of references

1.Ushakov, I.I. Diagnostics of building structures. The scientific basis of diagnosis: studies. manual for students of construction specialties / I.I. Ushakov // Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. –Voronezh, 2008, - C 150.

2.Ushakov, I.I. Fundamentals of diagnostics of building structures / I.I. Ushakov, B.A. Bondarev // Rostov n / d: Phoenix, 2008.- C 204.

3.GOST 28570-90 (ST SEV 3978-83): Concretes. Methods for determining the strength of the samples selected from the structures; Introduction July 1, 2017, Moscow: Standart Inform Publishing House, 2018.-29s.

4.GOST 10180-2012 Concretes. Methods for determining the strength of the control samples. Instead, GOST 10180-78; Introduction.24.05.90.-M .: Publishing House of Standards, 205.- 10s.

96

Выпуск 1(4), 2019

УДК 69.691.33

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОГО БЕТОНА В ГОРОДСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

К. В. Федодеева, Ю. С. Овцинова, А. В. Мищенко18

________________________________________________________________________________

Федодеева Кристина Викторовна, Воронежский государственный технический университет, ассистент кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, E-mail: k-delicious@yandex.ru

Овцинова Юлия Сергеевна, Воронежский государственный технический университет,

магистрант гр. М 21, E-mail: owtsinowa@yandex.ru

Мищенко Андрей Валерьевич, Воронежский государственный технический университет,

магистрант гр. М 561, E-mail: wstalher2@gmail.com

______________________________________________________________________________

Аннотация: в данной статье подробно рассмотрен такой строительный материал, как фотокаталитический бетон. Отдельное внимание уделено истории его создания, рецептуре и области применения. Рассмотрены объекты, при строительстве которых применялся фотокаталитический бетон. Произведен анализ «сильных» и «слабых» сторон бетона и перспектив применения данного изобретения за рубежом и на территории Российской Федерации. Данный материал позволит значительно улучшить экологию, а также создать красивые фасады зданий, что в целом изменит архитектурный облик города.

Ключевые слова: фотокатализ, фотокаталитические бетоны, диоксид титана самоочищение, строительство.

ECOLOGICAL ASPECTS OF PHOTOCATALYTIC CONCRETE

IN CITY CONSTRUCTION

K. V. Fedodeeva, Y. S. Ovtsinova, A. V. Mishchenko

________________________________________________________________________________

Fedodeeva Kristina Victorovna, Voronezh State Technical University, Lecturer of the Department of Technology, Judgment, Construction Management, and Property Management.

E-mail: k-delicious@yandex.ru

Ovtsinova Yulia Sergeevna,Master student of the Departmentof Technology, Organization of Construction, Expertise and Property Management,Voronezh State Technical University, E-mail:owtsinowa@yandex.ru

Andrey Valerevich Mishchenko,Master student of the Departmentof Technology, Organization of Construction, Expertise and Property Management,Voronezh State Technical University,

E-mail: wstalher2@gmail.com

________________________________________________________________________________

Abstract: This article such construction material as photocatalytic concrete is in detail considered. Special attention is paid to history of its creation, a compounding and a scope. Objects at which construction photocatalytic concrete was applied are considered. The analysis of the "strong" and "weak" parties of concrete and the prospects of application of this invention abroad and in the territory of the Russian Federation is made. This material will

© Федодеева К. В., Овцинова Ю. С., Мищенко А. В., 2019

97

Выпуск 1(4), 2019

allow to improve considerably ecology, and also to create beautiful facades of buildings that in general will change architectural appearance of the city.

Key words: photocatalysis, photocatalytic concretes, titanium dioxide, self-purification, building and construction.

Строительство - это одна из развивающихся отраслей бизнеса, а также одна из основных форм созидательной деятельности человека. Обусловлено это тем, что рынок строительства пользуется очень большим спросом, растущим с каждым днем. Особенно выгодным и актуальным является строительство в крупных городах и мегаполисах всего мира. Современные жилые, торгово-развлекательные центры, музеи, школы, высшие учебные заведения, все, без чего не обходится ни один густонаселенный город – это результат строительной деятельности. Строительство, бесспорно, является актуальным направлением в современном мире, но не менее значимой является экологическая составляющая этого вида деятельности.

Если оценить экологическую ситуацию в России, то можно выделить ряд проблем, связанных со строительной деятельностью человека. В настоящее время это загрязнение гидросферы, почвы, обезлесивание, радиоактивные загрязнения. По данным Государственной программы Российской Федерации «Охрана окружающей среды» на 2012-2020 годы, в 2011 году общий объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу составил 32,5 млн. тонн; в водные объекты сброшено 48 кубических километров сточных вод, 33% из которых - загрязненные. Самое большое количество фактов загрязнения воздуха было выявлено в крупных городах [1].

Чтобы повысить экологическую безопасность и обеспечить устойчивое развитие территории и населенных пунктов, встал вопрос о разработке экологически безопасных материалов и технологий, применяемых в строительстве.

Вопросам поиска безопасных материалов уделяется достаточно большое количество времени уже на протяжении нескольких сотен лет.

Одним из открытий в сфере строительства стали фотокаталитические бетоны [2]. Фотокатализом (от греч. фотос — свет) называют процесс изменения скорости или

возбуждение химических реакций под действием света в присутствии веществ (фотокатализаторов), которые поглощают кванты света и участвуют в химических превращениях участников реакции, многократно вступая с ними в промежуточные взаимодействия и регенерируя свой химический состав после каждого цикла таких взаимодействий [3].

Их особенность в том, что в рецепт обычного бетона добавляют наночастицы катализатора - диоксида титана. Это вещество белого цвета, с температурой плавления 1870 °С, не растворим в воде и кислотах. Диоксид титана - основной пигмент, который позволяет значительно улучшить свойства материала, в который он добавляется, в случае с бетоном происходит улучшение прочностных свойств. В нанодисперсном виде диоксид титана становится полупроводником, а энергия солнечного или любого другого света расходуется на движение электронов. Находящиеся на поверхности фотокатализатора свободные электроны и обеспечивают нужный эффект, вызывая цепочку химических сокращений и окислений, а в итоге — образование гидроксильных свободных радикалов. Последние играют главную роль в разрушении органических соединений по причине окисления [3].

Первые два завода по производству диоксида титана были построены в Фридриксштадте (Норвегия) и в Ниагара-Фоллс в США, тогда этот фотокатализатор не применялся в сфере строительства, но после выявления таких его свойств, как самоочищение поверхности, на которую он нанесен, а также его способность очищать атмосферу, в 2000-х годах было принято решение о применении фотокаталитических строительных материалов, способствующих снижению концентраций загрязняющих веществ в воздухе. Так как наиболее распространенным из всех неорганических пигментов являются белые, то пигмент диоксид

98

Выпуск 1(4), 2019

титана можно назвать универсальным отбеливателем в любой промышленности, в том числе и строительной. Поэтому он является самым востребованным товаром на мировом рынке. Мировой объем его производства — 4,5 млн.т. в год [2].

Первые промышленные партии белил имели жёлтый цвет и плохо подходили для живописи, так что фактически белые титановые белила стали использоваться художниками лишь в 1922—1925 гг. Однако до 1925 г. были доступны лишь композитные титановые пигменты на базе баритаиликальцита. В настоящее время около 50% от общего мирового объёма производства направлено в лакокрасочную промышленность. Около 20% диоксида титана расходуются при производстве пластических масс и продукции на их основе с особыми термическими свойствами. 14% от объёма произведённого фотокатализатора используется при производстве бумаги (картона, обоев) с целью придания изготавливаемой продукции белизны, гладкости и высоких свойств при печати [4].

Цены на диоксид титана в России варьируются от 190 до 316 рублей за килограмм. Добавление фотокатализатора в бетон способствует разложению загрязнений. Это

происходит благодаря солнечным лучам, которые освещают бетон, покрывающие его титановые белила являются катализатором, который просто-напросто разлагает загрязнители (бактерии, грибки, плесень) на воду, кислород и соль [3].

Полезным свойством фотокаталитического бетона является не только разложение загрязнителей воздуха, таких как оксиды азота и летучие органические вещества, но и самоомывание [2].

Происходит это по причине определенного угла смачивания (рис. 1) между каплей воды и поверхностью, на которую попала это вода. У фотокаталитического бетона значение угла смачиваемости колеблется от, примерно, 80 градусов до нуля и обратно с периодом в несколько дней. Из этого следует, что вода то равномерно покрывает стены, то снова собирается в капли и срывается с них, унося с собой и частицы загрязнений [1].

Рис. 1. Угол смачивания между поверхностью и каплей

Кроме того, данный бетон способен перерабатывать микрочастицы углекислых и выхлопных газов, очищая воздух от загрязнения вокруг себя, но это свойство пока еще мало изучено. В связи с тем, что фотокаталитические бетоны пока не применяются в России как строительные материалы, а лишь в качестве образцов, для лабораторных исследований, то вопрос об изучении этого свойства на данный момент актуален лишь за рубежом [4,5].

Фотокаталитический бетон настолько популярен среди зарубежных архитекторов и проектировщиков, что его без опасений применяют при возведении зданий и сооружений. Чудесные свойства этого бетона: белоснежная, не загрязняющаяся поверхность, пластичность, позволяют делать из него любые формы.

99