CC BY
134
Биологическая и климатическая стойкость цементных композитов
B.Т.Ерофеев, А.И.Родин, А.В.Дергунова, Е.Н.Сураева, В.Ф.Смирнов, А.Д.Богатов,
C.В.Казначеев, С.Н.Карпушин
В статье приводятся результаты испытания на биологическую и климатическую стойкость цементных композитов, составленных на основе цементов и сухих смесей различных производителей; приводится идентификация микромицетов на поверхности цементного камня после испытаний на биостойкость в стандартной биологической среде; представлена технология получения цементов с биоцидными свойствами и рекомендуемые составы биоцидных вяжущих; представлены данные биостойкости цементных композитов, модифицированных сернокислым натрием, фтористым натрием и полигексаме-тиленгуанидин стеаратом; приводятся результаты исследования долговечности композитов на основе биоцидных цементов в морской воде, в условиях ультрафиолетового облучения, переменной влажности морского побережья и тропического климата; представлены методы оценки ущерба от биоповреждений и расходов от применения разработанных биоцидных цементов.
Ключевые слова: цементы и сухие смеси, цементные композиты, биоцидные цементы, биостойкость, климатическая стойкость, экономический ущерб от биоповреждений.
Biological and Climatic Durability of Cement Composites.
By V.T.Erofeev, A.I.Rodin, A.V.Dergunova, E.N.Suraeva,
V.F.Smirnov, A.D.Bogatov, S.V.Kaznacheev, S.N.Karpushin
The article presents the results of tests on biological and climatic durability of cement composites based on cement and dry building mixtures; provides identification of micromycetes on the surface of cement stone after testing biostability standard in the biological environment; the technology of obtaining of cements with biocidal properties and recommended composition of the biocidal binders; presents data decay resistance of cement composites modified with sodium sulfate, fluoride, sodium and polyhexamethylenguanidines stearate; results of research of durability of composites on the basis of biocidal cements in sea water, in the conditions of ultraviolet radiation, variable humidity of the coast and tropical climate; the methods of assessment of damage from biological damage and loss from the application of biocidal cements.
Keywords: cements and dry mixes, cement composites, biocidal cements, biostability, climatic resistance, the economic damage from biodeterioration.
Исследованиям в области долговечности бетонов и в особенности в условиях воздействия циклически действующих
температур и химически агрессивных сред посвящены труды многих отечественных и зарубежных ученых [1-5]. Другие механизмы взаимодействия со строительными материалами и изделиями имеют биологические среды. Необходимо также учитывать деструкции материалов в различных климатических условиях. В этой связи решение проблем, связанных с повышением долговечности материалов и изделий, конструкций и оборудования, эксплуатирующихся в условиях биологических агрессивных сред и различных климатических факторов, снижением опасности и интенсивности биологических загрязнений, защитой зданий и сооружений от переменной влажности, ультрафиолетового облучения, солевого тумана морского побережья является чрезвычайно актуальной задачей.
Биоповреждения вызываются макроорганизмами - животными, птицами, насекомыми, высшими растениями, и микроорганизмами - бактериями, грибами, актиномицетами. Учтённые потери от биоповреждений только по 14 наиболее развитым странам Европы и Северной Америки достигают не менее 2% от стоимости произведйнной совокупной продукции, что составляет десятки миллиардов долларов ежегодно [6-13].
Установлено, что более 40% общего объёма биоповреждений связано с деятельностью микроорганизмов. Биоповреждения особенно характерны для перерабатывающих предприятий (мясомолочные и рыбные комбинаты), больниц, вокзалов, подземных сооружений, канализационных и коллекторных сетей и других объектов [14-19]. Поражения наблюдаются как в старых, так и в новых постройках. Эксперименты по изучению поведения материалов в условиях воздействия микроорганизмов и натурные обследования зданий и сооружений свидетельствуют о снижении прочностных показателей, разрушении бетонных изделий и кирпичных кладок, отслаивании штукатурных покрытий, обесцвечивании или образовании пигментных пятен на лакокрасочных покрытиях, растворении стекла [3; 4; 16; 18; 20].
Поражаемость наиболее значительна в географических зонах с относительно высокой температурой воздуха, повышенной влажностью, обилием органической пыли (тропики и субтропики). Следует отметить, что проведение комплексных исследований по установлению видового состава микроорганизмов, заселяющихся на материалах в условиях переменной влажности морского побережья и после старения в морской воде, также представляет большой интерес.
Моделирование биодеградации цементных и других композиционных материалов выполнено в работах [2; 7; 9;
10; 21]. Ниже представлены результаты экспериментальных исследований на биостойкость цементных композитов в лабораторных условиях - в стандартной биологической среде в соответствии с ГОСТ 9.049-91 (метод 1 и метод 3) и натурных условиях Черноморского побережья и в морской воде. В качестве объектов исследования рассматривались портландцементы и сухие смеси отечественного и зарубежного производства. Наименование вяжущих и сухих смесей, а также видовой состав микроорганизмов и значения уровня
обрастаемости микроорганизмами поверхности композитов, установленные в лабораторных условиях, представлены в таблицах 1 и 2.
В результате проведённого исследования обрастаемости (см. табл. 1) по методу 1 выявлена устойчивость цементного камня к мицелиальным грибам, а также было установлено, что независимо от производителя цемента, и, как следствие, сырья для изготовления вяжущего все композиты имеют оценку роста грибов по методу 3-4 балла, то есть они не
Таблица 1. Обрастаемость цементного камня и видовой состав микроорганизмов на его поверхности
№ состава Наименование цемента по ГОСТ. Предпритие (страна) -изготовитель Оценка роста грибов, баллы Характеристика по ГОСТ 9.049-91 Видовой состав доминирующих микроорганизмов около образцов цементного камня после месяца выдерживания в чашке Петри (ГОСТ 9.049-91 - метод 3)
Метод 1 Метод 3
1 Портландцемент 500-Д0 ГОСТ 10178-85. ОАО «Красноярский цементный завод» 0 4 Грибостоек Pénicillium chrysogenum, Aspergillus terreus, Aspergillus niger
2 Портландцемент 500-Д0 ГОСТ 10178-85. ОАО «Вольскцемент» 1 3 Грибостоек Trichoderma viride, Penicillium cyclopium, Penicillium chrysogenum
3 Портландцемент 500-Д0 ГОСТ 10178-85. ЗАО «Ульяновскцемент» 0 4 Грибостоек Penicillium chrysogenum, Aspergillus niger, Penicillium cyclopium
4 Портландцемент 500-Д0 ГОСТ 10178-85. ОАО «Мордовцемент» 0 4 Грибостоек Penicillium chrysogenum, Penicillium cyclopium, Trichoderma viride
5 Портландцемент 500-Д0-Н ГОСТ 10178-85. ОАО «Мордовцемент» 0 4 Грибостоек Penicillium chrysogenum, Aspergillus niger, Aspergillus terreus
6 Портландцемент 500-Д0-Н ГОСТ 10178-85. ОАО «Вольскцемент» 0 4 Грибостоек Penicillium cyclopium, Aspergillus niger, Trichoderma viride
7 Портландцемент 600-Д0 ГОСТ 10178-85. (Франция) 0 4 Грибостоек Paecilomyces variotii, Penicillium chrysogenum, Penicillium cyclopium
8 Портландцемент 400-Д0 ГОСТ 10178-85. ЗАО «Осколцемент» 0 4 Грибостоек Penicillium chrysogenum, Penicillium cyclopium
9 Портландцемент белый 1-500-Д0-ГОСТ 965-89. ОАО «Щуровский цемент» 0 4 Грибостоек Aspergillus niger, Penicillium cyclopium, Penicillium chrysogenum
10 Портландцемент белый 1-600-Д0-ГОСТ 965-89. (Египет) 0 4 Грибостоек Penicillium chrysogenum, Penicillium cyclopium
11 Портландцемент белый 1-600-Д0-ГОСТ 965-89. (Дания) 1 4 Грибостоек Penicillium chrysogenum, Penicillium cyclopium, Aspergillus niger, Trichoderma viride
12 Портландцемент белый 1-600-Д0-ГОСТ 965-89. (Италия) 1 4 Грибостоек Aspergillus niger, Penicillium chrysogenum, Penicillium cyclopium, Paecilomyces variotii
являются фунгицидными. Это говорит о почти оптимальных условиях для жизнедеятельности микроорганизмов на поверхности цементных композитов при наличии питательной среды.
Согласно полученным данным, на поверхности образцов из композитов на рядовых цементах после месяца испытаний в стандартной среде мицелиальных грибов выделены два доминирующих вида микромицетов рода Pénicillium (Pénicillium chrysogenum и Pénicillium cyclopium). Кроме микромицетов рода Pénicillium были идентифицированы два вида рода Aspergillus-Aspergillus niger, на всех композитах, изготовленных на цементах отечественного производства, и Aspergillus terreus, определённый на поверхности композитов на красноярском и мордовском цементах нормированного состава. Также необходимо отметить присутствие на поверхности композитов на цементах ОАО «Вольскцемент» и ОАО «Мордовцемент» Trichoderma viride, а на поверхности композитов на цементе французского производства - Paecilomyces variotii.
Исходя из анализа химического состава цементов [22], необходимо отметить, что все цементы отечественного производства имеют повышенное содержание Mg, K, Na, что, возможно, и объясняет доминирование на поверхности композитов на их основе микромицетов рода Aspergillus-Aspergillus niger. Как было отмечено выше на поверхности образцов композитов на цементах ОАО «Вольскцемент» и ОАО «Мордовцемент» дополнительно идентифицирован вид микромицетов рода Trichoderma-Trichoderma viride. Исходя из анализа химического состава этих цементов, необходимо отметить повышенное содержание в них по сравнению с другими цементами P и Mn, что, возможно, и объясняет появление на поверхности композитов данного вида мицелиальных грибов. Состав французского цемента отличается пониженным содержанием Mg, K, Na, P и Mn, что, возможно, и объясняет доминирование на поверхности композитов на его основе грибов рода Paecilomyces - Paecilomyces variotii.
Идентификация микромицетов на поверхности цементного камня после одного месяца испытаний по методу 3 (см. табл. 1) установила доминирование Aspergillus niger,
Penicillium cyclopium и Penicillium chrysogenum практически на всех декоративных цементных композитах. Именно эти грибы относятся к числу наиболее агрессивных по отношению к железобетонным строительным конструкциям и к числу наиболее распространённых видов микроорганизмов на предприятиях перерабатывающей промышленности [9; 17]. Кроме того Aspergillus niger или «черная аспергилла» вызывает инвазивный лёгочный аспергиллёз, бронхолегоч-ный аспергиллёз (ABPA), хронический некротизирующий лёгочный аспергиллёз, аллергический грибковый гайморит и отит, а также повреждает ген р53 в 234-м кодоне 8-го эк-зона, то есть это потенциальный онкоген. Не менее вредны и другие микромицеты, идентифицированные на поверхности цементных композитов.
В работе [10] нами установлено, что поверхность композитов на основе белых цементов изменяет цвет с белого на бежевый уже после трёх месяцев испытаний в среде мицелиальных грибов и на почти сливочный после шести месяцев.
Исследование биостойкости цементных композитов на основе сухих строительных смесей приведено в таблице 2.
Анализ результатов исследований биостойкости сухих строительных смесей на цементном вяжущем восьми различных типов, отличающихся по признаку назначения, показывает, что отдельные исследуемые смеси обладают гри-бостойкими свойствами. В тоже время из результатов видно, что ни один из рассмотренных видов ССС не является фунги-цидным. Это означает, что при наличии внешних загрязнений цементные композиты, изготовленные на основе известных сухих смесей, подвергаются интенсивным биоразрушениям.
Ниже приведены результаты изменения прочностных характеристик композитов на цементах отечественного и зарубежного производства после выдерживания в стандартной среде мицелиальных грибов (ГОСТ 9.049-91, метод 3) (рис. 1).
Из полученных результатов (рис. 1) видно, что после шести месяцев выдерживания в стандартной среде мицелиальных грибов прочность образцов цементного камня из теста нормальной густоты на белых цементах снизилась на 15-20%, а на рядовых - на 20-30% в зависимости от порового
Таблица 2. Биостойкость различных цементных сухих строительных смесей
Номер Наименование ССС Устойчивость к действию грибов, баллы Характеристика по ГОСТ
состава Метод 1 Метод 3 9.049-91
1 Плиточный клей UNIS 2000 1 4 грибостойкий
2 Плиточный клей Старатели Стандарт 2 4 грибостойкий
3 Штукатурка и шпатлёвка СТ29 Ceresit 3 5 негрибостойкий
4 Шпатлёвка базовая (Старатели) 0 4 грибостойкий
5 Гидроизоляция BoдоStop Glims 3 5 негрибостойкий
6 Штукатурка фасадная KNAUF 2 3 грибостойкий
7 Штукатурка Ivsil ГРОСС 0 5 негрибостойкий
8 Наливной пол (Магма) 0 4 негрибостойкий
ных грибов по методу 3, а также в продуктах метаболизма микроорганизмов. В работах [1; 2; 9; 15; 16] установлена низкая биостойкость полимербетонов, асфальтобетонов и металлических материалов.
Таким образом, проблема повышения биостойкости материалов является исключительно актуальной.
Одним из эффективных способов повышения биостойкости цементных и других композитов является введение в их состав фунгицидных и бактерицидных добавок [6-10; 12; 13; 23; 24]. При этом целесообразным является повышение биостойкости цементных композитов за счёт применения специальных цементов, обладающих биоцидными свойствами. Технология получения таких цементов практически не отличается от технологии изготовления обычного портландцемента [9; 14; 24]. В этом случае в цепочке технологического процесса операция введения фунгицидных добавок осуществляется подобно введению корректирующих добавок различного типа [14]. Это означает, что производство биоцидных цементов может быть организовано с использованием стандартного оборудования.
Исходя из анализа отечественной и зарубежной литературы, а также анализа имеющихся биоцидных препаратов на рынке, нами в качестве биоцидных добавок были выбраны сернокислый натрий (№2804), фтористый натрий (N8?) и полигексаметиленгуанидин стеарат (ПГМГ-С) [13; 14].
Рациональные составы разработанных биоцидных цементов с применением вышеуказанных добавок, а также их свойства представлены в таблице 3.
Разработанные биоцидные цементы отвечают всем требованиям нормативно-технической документации, предъявляемым к цементам общестроительного назначения, а также обладают ярковыраженными биоцидными свойствами [9; 14].
В результате испытания рекомендуемых составов (см. табл. 3), установлено, что после шести месяцев выдержи-
Таблица 3. Рекомендуемые составы биоцидных цементов
Свойства и характеристики Показатели цементов
цементов рядового1 биоцидного №12 биоцидного №23 биоцидного №34 биоцидного №45
Удельная поверхность, см2/г 3 000
Нормальная густота, % 24 24 25,5 25,5 24,5
Сроки схватывания, начало 3-45 3-00 5-45 0-30 4-05
ч-мин. конец 4-50 4-30 7-40 1-20 5-10
Водоотделение, % 28,1 31,3 0,8 6,3 -
Класс по прочности насжатия ЦЕМ I ЦЕМ I ЦЕМ I ЦЕМ I ЦЕМ I
по ГОСТ 31108-2003 32,5 Б 32,5 Б 32,5 Б 22,5 Н 32,5 Б
Оценка роста Метод 1 0 0 0 0 0
грибов, в баллах Метод 3 4 0 (1*=0)* 0 (1*=40)* 0 (1*=40)* 1
Характеристика по ГОСТ 9.049-91 Грибостоек Фунгициден Фунгициден Фунгициден Фунгициден
(* - R - радиус фунгицидной зоны, мм) 3 - 100 мас. ч. клинкера, 8 мас. ч. CaSO4 2Н20, 3 мас. ч. NaF
1 - 100 мас. ч. клинкера, 4 мас. ч. CaSO4 2Н20 4 - 100 мас. ч. клинкера, 2 мас. ч. CaSO4 2Н20, 3 мас. ч. NaF
2 - 100 мас. ч. клинкера, 6 мас. ч. CaSO4 2Н20, 4,5 мас. ч. Na2SO4 5 - 100 мас. ч. клинкера, 6 мас. ч. CaSO4 2Н20, 1 мас. ч. ПГМГ-С
122 3 2016
пространства композитов, химического и минералогического состава цементов и от доминирующих микромицетов вблизи и на поверхности композитов.
Исследования также показали снижение прочностных показателей цементных композитов на основе сухих смесей в условиях воздействия биологических агрессивных сред. Эти результаты получены после длительных сроков выдерживания образцов в стандартной среде мицелиаль-
Рис. 1. Зависимости изменения массосодержания (а, в, д) и коэффициента биостойкости (б, г, е) цементных композитов от длительности выдерживания в среде мицелиальных грибов: 1-12 - композиты на основе цементов (см. табл. 1)
вания в стандартной среде мицелиальных грибов прочность композитов на основе цементов с фунгицидными свойствами снизилась всего на 3-7% по сравнению с бездобавочными составами, у которых она уменьшилась на 20-30% (см. рис. 1).
Идентифицированы доминирующие виды микромицетов около образцов, изготовленных с применением биоцидных цементов, после длительных испытаний в стандартной среде мицелиальных грибов. Вокруг образцов на основе цементов, модифицированных сернокислым натрием наблюдается доминирование видов - Aspergillus terreus и Penicillium cyclopium; модифицированных фтористым натрием -Aspergillus terreus, Penicillium cyclopium и Aspergillus oryzae; модифицированных полигексаметиленгуанидин стеаратом -Aspergillus oryzae. При этом не обнаружено наличие наиболее опасного для здоровья человека микромицета (Aspergillus niger) вокруг композитов, изготовленных с применением биоцидных цементов.
Установлена стойкость композитов на основе биоцидных цементов в морской воде и в условиях переменной влажности морского побережья (Геленджик). На поверхности композитов на биоцидных цементах после трёх месяцев испытаний под навесом на воздухе у моря спор мицелиальных грибов не обнаружено, на поверхности же композитов на рядовом цементе идентифицированы семь видов мицелиальных грибов: четыре вида рода Alternaria, один вид рода Penicillium, один вид рода Aspergillus и доминирующий вид рода Chaetomium (Chaetomium dolichortrichum).
Разработанные биоцидные цементы рекомендуется использовать для изготовления бетонов и других композиционных материалов, предназначенных для использования в зданиях и сооружениях различного назначения.
Эффективность от применения строительных материалов и изделий устойчивых к биоповреждениям может быть установлена с помощью методов оценки ущерба от биоповреждений и расчёта расходов на восстановление конструкций. В этой связи разработка методов оценки ущерба от биоповреждений и расчёта расходов на восстановление конструкций подверженных биоповреждениям имеет важное значение [23].
Методика определения потерь от биоповреждений основывается на суммарном выражении затрат материальных, трудовых и энергетических ресурсов, вызываемых биокоррозией строительных конструкций.
Общие убытки (издержки) от биоповреждений связаны с потерями материалов, снижением эффективности использования основных фондов, с затратами на защиту от биоповреждений при производстве продукции и эксплуатации основных фондов.
Потери от биокоррозии строительных конструкций при эксплуатации зданий и сооружений разделяются на прямые и косвенные.
К прямым потерям (С ) относятся: количество и стоимость подвергнувшихся биоразрушениям конструкций и
их элементов, которые заменяются при их полном износе и ликвидации до истечения срока амортизации (Смл); стоимость конструкций и их элементов, заменённых при проведении капитального и текущего ремонтов (С ); стоимость конструкций и полуфабрикатов, списанных по причине биоповреждений при транспортировке и хранении (Смх).
Значение прямых потерь от биоповреждений вычисляется по формуле:
С = С + С + С (1)
пр мл мр мх 4 '
Ущерб от биоповреждений конструктивных элементов объекта определяется совокупностью двух факторов: наличием разрушений и наличием физического износа сохранившихся частей конструктивных элементов. Степень повреждения конструктивных элементов объекта (П.) может быть определена по следующей формуле:
П. = Рч + (100 - Рч) х Иэ, (2)
где Рч - часть повреждённого (или частично разрушенного) конструктивного элемента, в процентах; Иэ - процент физического износа сохранившейся части конструктивного элемента.
Степень повреждения объекта (П) можно определить с помощью формулы:
П = Е(Я х в.) / ЕВ., (3)
где П. - степень повреждения 1-го конструктивного элемента, В. - удельный вес 1-го конструктивного элемента (по сборникам укрупнённых показателей восстановительной стоимости (УПВС).
Для определения экономического ущерба непосредственно от биоповреждения строительных конструкций, зданий и сооружений можно использовать формулу для частично повреждённых объектов. Стоимость восстановления объекта (Св) с учётом его объёма и степени повреждения определяется по следующему выражению:
С = С х О х И х К,
Ц с
в п
(4)
где Сп - полная восстановительная стоимость измерителя по сборникам УПВС; О - строительный объём объекта из акта обследования; Иц - индекс изменения цен строительно-монтажных работ на дату определения стоимости по отношению к ценам, используемым в УПВС; Кс - коэффициент пересчёта стоимостного выражения повреждения объекта в стоимость его восстановления, соответствующий определённому проценту повреждения объекта
Таким образом, расчёт стоимости восстановления можно соизмерить с размером ущерба от биоповреждения.
К косвенным потерям (Скос) относятся потери и убытки, связанные с простоем размещённого в производственном здании основного технологического оборудования и машин во время ремонтов строительных конструкций и снижением объёма или ухудшением качества выпускаемой продукции (Свп), а также потери материалов (Смк) и продукции и возмещение ущерба смежным отраслям и окружающей среде, возникающих из-за биоповреждений конструктивных элементов
зданий и сооружений (Своз). Величина косвенных потерь от биоразрушений вычисляется по формуле:
С = С + С + С (5)
кос вп мк воз * '
Абсолютная экономическая эффективность применяемых методов защиты от биоповреждений может быть выражена как отношение годового снижения ущерба от биодеградации к сумме эксплуатационных затрат и капитальных вложений, обеспечивающих это снижение, приведённых к годовой размерности с учётом норматива эффективности капитальных вложений:
где У1 и У2 — годовой ущерб от биоразрушений до использования эффективных методов защиты и после их реализации; Сэ — годовые эксплуатационные расходы, обеспечивающие снижение потерь от биоповреждений; Кзк — капитальные вложения в производство средств и методов защиты основных фондов от биоповреждений; Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.
Величина необходимых капитальных вложений и эксплуатационных расходов определяется исходя из требований по объёмам производства и поставок средств защиты от биоповреждений и мероприятий, необходимых для реализации достижений науки и техники в области защиты от воздействия биологических деструкторов.
В связи со значительным ущербом от биоповреждений возникает необходимость исследования рационального соотношения между затратами на защиту от биоповреждений, потерями материальных и трудовых ресурсов и оптимизации расходов, обеспечивающих снижение ущерба.
Основной задачей защиты от биоповреждений является обеспечение требуемой долговечности строительных конструкций и нормативных межремонтных сроков службы в агрессивной среде, а в перспективе — создание средств и методов защиты, позволяющих довести межремонтные сроки службы конструкций, подверженных воздействию агрессивной среды, до сроков службы, установленных для конструкций, эксплуатируемых в неагрессивной среде.
Поэтому предлагается проводить оптимизацию (минимизацию) издержек от биоповреждений в зависимости от степени долговечности конструкций, обеспечиваемой различными средствами и методами защиты от биоповреждений при установленной степени воздействия агрессивной среды (рис. 2).
В общем случае, не учитывая удельные капитальные вложения, экономический эффект от применения биоцидных добавок можно определить по формуле:
(7)
где С6д и С6о - стоимость бетона (бетонной смеси, изделий и конструкций) соответственно с биоцидной добавкой и без неё.
Затраты на биоцидную добавку при получении бетона рассчитываются следующим образом:
где Сд - стоимость добавки на 1 м3 бетона с учётом необходимых транспортных расходов; Д - удельный расход биоцидной добавки; Здп - удельные расходы, связанные с дополнительной обработкой добавки, её хранением, дозированием, изменением состава бетонной смеси и др.
Затраты на добавку при производстве бетона оказываются оправданными, если соблюдается условие:
где Зм и З'м- затраты на исходные материалы бетонной смеси без добавки и с добавкой; Зпр и З'пр - прочие затраты на производство бетона без добавки и с биоцидной добавкой.
При выполнении данного условия предполагается, что показатели свойств бетона с биоцидной добавкой не ниже показателей без добавки.
Аналогично можно рассчитать допустимые затраты при производстве изделий, конструкций и возведении сооруже-нийс учётом дополнительной стоимости арматуры, тепловой энергии, строительных работ.
Эффективность затрат на биоцидную добавку с позиций экономии ресурсов можно выразить следующим коэффициентом:
(10)
Степень долговечности, Ь Рис. 2. График зависимостей составляющих ущерба от биоповреждений материалов: 1 - потери от биоразрушений; 2 - затраты на защиту от биоповреждений; 3 - общие (суммарные) издержки от биоповреждений
где С - стоимость сэкономленных ресурсов.
Качественные преимущества биостойких бетонов в конкретных условиях применения могут использоваться с различной целью. Так, повышение прочности бетона может быть использовано для изменения сечения конструкций, уменьшения расхода арматуры, ускорения ввода строительных объектов в эксплуатацию и т.д. Соответственно изменяется стоимость сэкономленных ресурсов и величина коэффициента эффективности.
В работе [16] нами была подсчитана технико-экономическая эффективность применения строительных растворов, изготовленных на биоцидных цементах, эксплуатирующихся в зданиях с биологическими средами. Эффективность обусловливается увеличением долговечности биоцидных штукатурных покрытий почти в два раза по сравнению с обычными цемент-
ными штукатурками, а также экономией за подсчитанный эксплуатационный период почти 115 руб. с каждого квадратного метра биоцидного штукатурного покрытия.
Литература
1. Баженов, Ю.М. Технология бетона: учебник для вузов / Ю.М. Баженов. - М.: АСВ, - 2003. - 499 с.
2. Гусев, Б В. Математическая теория процессов коррозии бетона / Б.В. Гусев, А.С. Файвусович // Бетон и железобетон - взгляд в будущее: Научные труды III Всероссийской (II Международной) конференции по бетону и железобетону: в 7 т. - М., 2014. - С. 154-155.
3. Иванов, Ф.М. Защита железобетонных транспортных сооружений от коррозии / Ф.М. Иванов - М., Транспорт, 1968. - 175 с.
4. Иващенко, Ю.Г. Долговечность композиционных строительных материалов / Ю.Г. Иващенко, П.К. Желтов, И.В. Хомяков // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона. - 2012. - № 2. - С. 89-92.
5. Соломатов, В.И. Химическое сопротивление композиционных строительных материалов / В.И. Соломатов, В.П. Селяев. - М.: Стройиздат, 1987. - 261 с.
6. Биоцидный портландцемент с улучшенными физико-механическими свойствами / В.Т. Ерофеев, А.И. Родин, А.Д. Богатов [и др.] // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. - 2012. - Т. 8. - № 3. - С. 81-92.
7. Влияние модифицирующих добавок на стойкость цементных композитов в условиях воздействия модельной бактериальной среды /В.Т. Ерофеев, С.В. Казначеев, А.Д. Богатов [и др.] // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. - 2012. -№26. - С. 103-107.
8. Ерофеев, В.Т. Биостойкость декоративных цементных композитов /В.Т. Ерофеев, А.И. Родин // Региональная архитектура и строительство. - 2013. - №3. - С. 32-38.
9. Защита зданий и сооружений от биоповреждений био-цидными препаратами на основе гуанидина / В.Т. Ерофеев, П.Г. Комохов, В.Ф. Смирнов [и др.]. - СПб: Наука, 2009. - 192 с.
10. Исследование стойкости цементных композитов, модифицированных биоцидными препаратами на основе гуанидина, в модельной среде мицелиальных грибов /В.Т. Ерофеев, С.В. Казначеев, А.Д. Богатов [и др.] // Интернет-Вестник ВолгГАСУ. - 2012. - №1 (20).
11. Кондращенко,В.И. Применение методов компьютерного материаловедения в биотехнологических исследованиях /В.И. Кондращенко // Строительные материалы. - 2006. - №3. - С. 76.
12. Сухие строительные смеси, модифицированные био-цидной добавкой /В.Т. Ерофеев, Е.Н. Сураева, А.Д. Богатов [и др.] // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. - 2012. - Т. 8. - №3. - С. 93-100.
13. Физико-механические свойства и биостойкость цементов, модифицированных сернокислым натрием, фтористым натрием и полигексаметиленгуанидин стеаратом /В.Т. Ерофеев,
А.И. Родин, А. Д. Богатов [и др.] // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 7. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. - Ч. 2. - С. 292-309.
14. Родин, А.И. Разработка биоцидных цементов и композитов на их основе: автореф. дис. ... канд. техн. наук /А.И. Родин. - Саранск, 2013. - 24 с.
15. Строганов, В.Ф. Биоповреждение строительных материалов /В.Ф. Строганов, Е.В. Сагадеев // Строительные материалы. - 2015. - №5. - С. 5-9.
16. Bioresistant building composites on the basis of glass wastes / V. T. Erofeev, A. D. Bogatov, S. N. Bogatova [etc.] // Biosciences Biotechnology Research Asia. - 2015. - №1. - Т. 12. Р. 661-669.
17. Javaherdashti, R. Microbiologically Influenced Corrosion an Engineering Insight - Springer-Verlag. UK, 2008. - 164 p.
18. Little, B.J. Microbiologically Influenced Corrosion /B.J.Little, J.S.Lee. - New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2007. - 294 p.
19. Microbiologically influenced corrosion in dairy effluent /B. Ramesh Babu, S. Maruthamuthu, A. Rajasekar [etc.]. - Spring, Vol. 3, No. 2, 2006. - Р. 159-166.
20. Наногидросиликатные технологии в производстве бетонов /В.И. Калашников, В.Т. Ерофеев, М.Н. Мороз [и др.] // Строительные материалы. - 2014. - №5. - С. 88-91.
21. Биокоррозия цементных бетонов, особенности её развития, оценки и прогнозирования / В.Т. Ерофеев, А.П. Федорцов, А.Д. Богатов, В.А. Федорцов // Фундаментальные исследования. - 2014. - №12-4. - С. 708-716.
22. Моделирование массопереноса в процессах жидкостной коррозии бетона первого вида / С.В. Федосов, В.Е. Румянцева, Н.Л. Федосова, В.Л. Смельцов // Строительные материалы. - 2005. - №7. - С. 60-62.
23. Ерофеев, В.Т. Экономическая эффективность повышения долговечности строительных конструкций / В.Т. Ерофеев, А.В. Дергунова // Строительные материалы. - 2008. - №2.
- С. 88-89.
24. Пат. № 2491239 Российской Федерации, МПК С04В7/52, С1. Биоцидный портландцемент / Ерофеев В.Т., Травуш В.И., Карпенко Н И., Баженов Ю.М., Жидкин В.Ф., Родин А.И., Римшин В.И., Смирнов В.Ф., Богатов А.Д., Казначеев С.В., Родина М.А. // заявитель и патенообладатель ФГБОУ ВПО «Мордовский гос. ун-т им. Н. П. Огарёва». № 2012107175/03; заявл. 29.02.2012; опубл. 27.08.2013, Бюл. № 24.
Literatura
1. Bazhenov Yu.M. Tehnologiya betona: uchebnik dlya vuzov / Yu.M. Bazhenov. - M.: ASV, - 2003. - 499 s.
2. Gusev B V. Matematicheskaya teoriya processov korrozii betona / B.V. Gusev, A.S. Fajvusovich // Beton i zhelezobeton
- vzglyad v budushhee: Nauchnye trudy III Vserossijskoj (II Mezhdunarodnoj) konferencii po betonu i zhelezobetonu: v 7 t - M., 2014. - S. 154-155.
3. Ivanov, F.M. Zashhita zhelezobetonnyh transportnyh sooruzhenij ot korrozii / F.M. Ivanov - M., Transport, 1968. - 175 s.
4. Ivashhenko, Yu.G. Dolgovechnost' kompozicionnyh stroitel'nyh materialov / Yu.G. Ivashhenko, P.K. Zheltov, I.V. Homyakov // Resursoenergoeffektivnye tehnologii v stroitel'nom komplekse regiona. - 2012. - № 2. - S. 89-92.
5. Solomatov, V.I. Himicheskoe soprotivlenie kompozicionnyh stroitel'nyh materialov / V.I. Solomatov, V.P. Selyaev. - M.: Strojizdat, 1987. - 261 s.
6. Biocidnyj portlandcement s uluchshennymi fiziko-mehanicheskimi svojstvami / V.T. Erofeev, A.I. Rodin, A.D. Bogatov [i dr.] // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. - 2012. - T. 8. - № 3. - S. 81-92.
7. Vliyanie modificiruyushhih dobavok na stojkost' cementnyh kompozitov v usloviyah vozdejstviya model'noj bakterial'noj sredy /V.T. Erofeev, S.V. Kaznacheev, A.D. Bogatov [i dr.] // Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Tehnicheskie nauki. - 2012. - № 26. - S. 103-107.
8. Erofeev V.T. Biostojkost' dekorativnyh cementnyh kompozitov / V.T. Erofeev, A.I. Rodin // Regional'naya arhitektura i stroitel'stvo. - 2013. - №3. - S. 32-38.
9. Zashhita zdanij i sooruzhenij ot biopovrezhdenij biocidnymi preparatami na osnove guanidina / V.T. Erofeev, P.G. Komohov, V.F. Smirnov [i dr.]. - SPb: Nauka, 2009. - 192 s.
10. Issledovanie stojkosti cementnyh kompozitov, modificirovannyh biocidnymi preparatami na osnove guanidina, v model'noj srede micelial'nyh gribov /V.T. Erofeev, S.V. Kaznacheev, A.D. Bogatov [i dr.] // Internet-Vestnik VolgGASU. - 2012. - №1 (20).
11. Kondrashhenko V.I. Primenenie metodov komp'yuternogo materialovedeniya v biotehnologicheskih issledovaniyah /V.I. Kondrashhenko // Stroitel'nye materialy. - 2006. - №3. - S. 76.
12. Suhie stroitel'nye smesi, modificirovannye biocidnoj dobavkoj /V.T. Erofeev, E.N. Suraeva, A.D. Bogatov [i dr.] // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. - 2012. - T. 8. - № 3. - S. 93-100.
13. Fiziko-mehanicheskie svojstva i biostojkost' cementov, modificirovannyh sernokislym natriem, ftoristym natriem i poligeksametilenguanidin stearatom /V.T. Erofeev, A.I. Rodin, A. D. Bogatov [i dr.] // Izvestiya TulGU. Tehnicheskie nauki. Vyp. 7. - Tula: Izd-vo TulGU, 2012. - Ch. 2. - S. 292-309.
14. Rodin A.I. Razrabotka biocidnyh cementov i kompozitov na ih osnove: avtoref. dis. ... kand. tehn. nauk /A.I. Rodin. -Saransk, 2013. - 24 s.
15. Stroganov V.F. Biopovrezhdenie stroitel'nyh materialov /V.F. Stroganov, E.V. Sagadeev // Stroitel'nye materialy. - 2015.
- №5. - S. 5-9.
20. Nanogidrosilikatnye tehnologii v proizvodstve betonov /V.I. Kalashnikov, V.T. Erofeev, M.N. Moroz [i dr.] // Stroitel'nye materialy. - 2014. - №5. - S. 88-91.
21. Biokorroziya cementnyh betonov, osobennosti ee razvitiya, ocenki i prognozirovaniya / V.T. Erofeev, A.P. Fedorcov, A.D. Bogatov, V.A. Fedorcov // Fundamental'nye issledovaniya.
- 2014. - №12-4. - S. 708-716.
22. Modelirovanie massoperenosa v processah zhidkostnoj korrozii betona pervogo vida / S.V. Fedosov, V.E. Rumyanceva, N.L. Fedosova, V.L. Smel'cov // Stroitel'nye materialy. - 2005.
- № 7. - S. 60-62.
23. Erofeev V.T. Ekonomicheskaya effektivnost' povysheniya dolgovechnosti stroitel'nyh konstrukcij / V.T. Erofeev, A.V. Dergunova // Stroitel'nye materialy. - 2008. - №2. - S. 88-89.
24. Pat. № 2491239 Rossijskoj Federacii, MPK S04V7/52, S1. Biocidnyj portlandcement / Erofeev V.T., Travush V.I., Karpenko N I., Bazhenov YU.M., Zhidkin V.F., Rodin A.I., Rimshin V.I., Smirnov V.F., Bogatov A.D., Kaznacheev S.V., Rodina M.A. // zayavitel' i patenoobladatel' FGBOU VPO «Mordovskij gos. un-t im. N. P. Ogareva». № 2012107175/03; zayavl. 29.02.2012; opubl. 27.08.2013, Byul. № 24.
