Научная статья на тему 'СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ СТЕКЛА'

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ СТЕКЛА Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
107
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОТХОДЫ СТЕКЛА / СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ / СТЕКЛОБОЙ / УТИЛИЗАЦИЯ БОЯ СТЕКЛА / СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОМПОЗИТЫ / СТРОИТЕЛЬНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Богатов Андрей Дмитриевич, Богатова Светлана Николаевна, Ямбушев Равиль Зифритович, Аксенов Даниил Сергеевич, Свитова Галина Петровна

В настоящее время проблеме утилизации побочных продуктов промышленных производств в нашей стране не уделяется достаточного внимания. Ежегодно предприятия сбрасывают в отвалы сотни тонн отходов, загрязняющих окружающую среду и негативно влияющих на экологическую обстановку. Учитывая тот факт, что отношение к этому процессу не имеет тенденции к изменению в лучшую сторону, можно предположить, что данная проблема со временем будет приобретать все большую актуальность. Поэтому уже сейчас необходимо обратить на это пристальное внимание и постараться привлечь к решению столь важной задачи максимальное количество отраслей народного хозяйства. Одним из основных препятствий на пути к решению вышеобозначенной проблемы является отсутствие достаточного количества реальных проектов, заключающихся в разработке технологических решений, позволяющих обеспечить повторное использование промышленных отходов при получении продукции различного назначения. Задачей исследования стала разработка эффективных технологий, позволяющих использовать бой стекла не только в виде заполнителя, но и в качестве основного компонента связующего. В работе приводятся результаты исследования подобных композитов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Богатов Андрей Дмитриевич, Богатова Светлана Николаевна, Ямбушев Равиль Зифритович, Аксенов Даниил Сергеевич, Свитова Галина Петровна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

BUILDING MATERIALS BASED ON GLASS WASTE

Currently, the problem of recycling by-products of industrial production in our country is not paid enough attention. Every year, enterprises dump hundreds of tons of wastes that pollute the environment and affect the ecological situation. Considering the fact that there is no trend towards improvement in this process, it can be assumed that the problem will become increasingly relevant over time. Therefore, it is necessary to pay close attention to this now and to try to attract to the solution of such an important issue the maximum number of the economy sectors. One of the main obstacles to solving the above problem is the lack of a sufficient number of real projects that involve the development of technological solutions to ensure the reuse of industrial waste in the production of products for various purposes. The task of the study was the development of effective technologies that allow the use of the glass scrap not only as a filler but also as the main component of the binder. The paper presents the results of a study of such composites.

Текст научной работы на тему «СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ СТЕКЛА»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА

Научная статья УДК 691

ГРНТИ: 67.09 Строительные материалы и изделия ВАК: 2.1.5. Строительные материалы и изделия doi:10.51608/26867818_2023_1_44

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ СТЕКЛА1

БОГАТОВ Андрей Дмитриевич

кандидат технических наук, доцент

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва (Россия, Саранск)

БОГАТОВА Светлана Николаевна

кандидат технических наук, доцент

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва (Россия, Саранск)

ЯМБУШЕВ Равиль Зифритович

магистрант

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва (Россия, Саранск)

АКСЕНОВ Даниил Сергеевич

магистрант

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва (Россия, Саранск)

СВИТОВА Галина Петровна

магистрант

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва (Россия, Саранск)

Аннотация. В настоящее время проблеме утилизации побочных продуктов промышленных производств в нашей стране не уделяется достаточного внимания. Ежегодно предприятия сбрасывают в отвалы сотни тонн отходов, загрязняющих окружающую среду и негативно влияющих на экологическую обстановку. Учитывая тот факт, что отношение к этому процессу не имеет тенденции к изменению в лучшую сторону, можно предположить, что данная проблема со временем будет приобретать все большую актуальность. Поэтому уже сейчас необходимо обратить на это пристальное внимание и постараться привлечь к решению столь важной задачи максимальное количество отраслей народного хозяйства. Одним из основных препятствий на пути к решению вышеобозначенной проблемы является отсутствие достаточного количества реальных проектов, заключающихся в разработке технологических решений, позволяющих обеспечить повторное использование промышленных отходов при получении продукции различного назначения. Задачей исследования стала разработка эффективных технологий, позволяющих использовать бой стекла не только в виде заполнителя, но и в качестве основного компонента связующего. В работе приводятся результаты исследования подобных композитов.

1 Материалы данной статьи использовались в докладе на Научно-технической конференции «Расширение применения местных сырьевых материалов и отходов предприятий Республики Мордовия, при изготовлении строительных материалов и изделий» (18-19 ноября 2022 г., Саранск, МГУ им. Огарева).

© Авторы 2023 SPIN: 4261-5338 AuthorID: 5056

SPIN: 2950-8645 AuthorID: 582427

ф

Ключевые слова: отходы стекла; строительные материалы, строительное материаловедение; стеклобой; утилизация боя стекла; строительные композиты

Для цитирования: Строительные материалы на основе отходов стекла / А.Д. Богатов, С.Н. Богатова, Р.З. Ямбушев, Д.С. Аксенов, Г.П. Свитова // Эксперт: теория и практика. 2023. № 1 (20). С. 44-50. doi:10.51608/26867818_2023_1_44.

Original article

BUILDING MATERIALS BASED ON GLASS WASTE

© The Author(s) 2023 BOGATOV Andrey Dmitrievich

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

National Research Mordovian State University named after N.P. Ogarev

(Russia, Saransk)

BOGATOVA Svetlana Nikolaevna

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

National Research Mordovian State University named after N.P. Ogarev

(Russia, Saransk)

YAMBUSHEV Ravil Zifritovich

Graduate Student

National Research Mordovian State University named after N.P. Ogarev (Russia, Saransk)

AKSENOV Daniil Sergeevich

Graduate Student

National Research Mordovian State University named after N.P. Ogarev (Russia, Saransk)

SVITOVA Galina Petrovna

Graduate Student

National Research Mordovian State University named after N.P. Ogarev (Russia, Saransk)

Annotation. Currently, the problem of recycling by-products of industrial production in our country is not paid enough attention. Every year, enterprises dump hundreds of tons of wastes that pollute the environment and affect the ecological situation. Considering the fact that there is no trend towards improvement in this process, it can be assumed that the problem will become increasingly relevant over time. Therefore, it is necessary to pay close attention to this now and to try to attract to the solution of such an important issue the maximum number of the economy sectors.

One of the main obstacles to solving the above problem is the lack of a sufficient number of real projects that involve the development of technological solutions to ensure the reuse of industrial waste in the production of products for various purposes.

The task of the study was the development of effective technologies that allow the use of the glass scrap not only as a filler but also as the main component of the binder. The paper presents the results of a study of such composites.

Keywords: glass waste; building materials, building materials science; cullet; glass scrap recycling; building composites

For citation: Building materials based on glass waste / A.D. Bogatov, S.N. Bogatova, R.Z. Yambushev, D.S. Aksenov, G.P. Svitova // Expert: theory and practice. 2023. № 1 (20). Pp. 44-50. (InRuss.). doi:10.51608/26867818_2023_1_44.

О возможности утилизации отходов стекла за счет индустрии строительных материалов ученые вели разговоры еще с 70-х годов, однако практические исследования в этой области не проводились. В настоящее время целый ряд отечественных и зарубежных вузов и НИИ заняты разработкой строитель-

ных композитов с его использованием. Например, специалисты инженерного факультета и прикладных наук Колумбийского университета (штат Нью-Йорк) работают над проблемой замены каменного заполнителя в бетоне боем стекла. Решением подобных задач занимаются и отечественные ученые. Опреде-

ленные успехи достигнуты усилиями специалистов Мордовского государственного университета [1, 4].

Основной задачей наших исследований являлась разработка эффективных технологий, позволяющих использовать бой стекла не только в виде заполнителя, но и в качестве основного компонента связующего. Подобные работы проводились и проводятся профессорами А. П. Меркиным, Ю. П. Горловым и их учениками. Ими были разработаны составы бесцементных связующих на основе природных и искусственных стекол, способные отверждаться в условиях гидротермальной обработки [2-3]. Учитывая высокую энергоемкость, а соответственно и стоимость подобных технологических операций, наиболее перспективным способом утилизации боя стекла за счет индустрии строительных материалов представляется получение связующего и бетонов на его основе, твердеющих при температуре изотермического цикла, не превышающей 90°С. В настоящей работе приводятся результаты исследования подобных композитов.

Чтобы целенаправить экспериментальные исследования на первом этапе были проведены изыскания в области твердения вяжущих систем. Теоретическими предпосылками создания вяжущих послужило то, что бой стекла по химическому составу приближается к осадочным и метаморфическим породам типа натролита, морденита и т. д., образование которых в природе происходит в результате низкотемпературных гидротермальных реакций. Многочисленными исследователями (в первую очередь Ю. П. Горловым и А. П. Меркиным, их учениками, было установлено, что подобные соединения могут синтезироваться при затворении природных или искусственных стекол водными растворами щелочей). Твердение данных систем основывается на реакции взаимодействия между кремнеземом и водными растворами соединений щелочных металлов. Однако этот процесс протекает при повышенных температурах и давлениях. Нами установлено, что образование соединений подобных вышеназванным может осуществляться без применения автоклавной обработки. Это достигается в том случае, если в систему дополнительно включать корректирующие добавки. Было выявлено, что в качестве таких добавок пригодны местные глины, а также отходы производств заводов строительной индустрии, специализирующихся на выпуске керамических материалов и изделий (порошкообразные фракции керамзита, керамического кирпича и т. д.).

Механизм твердения связующего на основе боя стекла представляется следующим образом. Первоначально под воздействием щелочи и повышенной температуры с поверхности частиц стекла растворяется тонкодисперсный аморфный кремнезем, в результате чего повышается его концентрация в растворе, конденсируется пар, что приводит к пониже-

нию рН среды и вызывает реакцию поликонденсации с образованием геля поликремниевой кислоты, который склеивает не полностью растворившиеся частицы стекла и зерна заполнителя. Дальнейшее воздействие температуры в процессе термовлаж-ностной обработки приводит к кристаллизации геля кислоты с образованием труднорастворимых гидро-алюмосиликатных соединений.

С целью экспериментального подтверждения данного теоретического предположения нами были проведены исследования процессов структурообра-зования композитов на уровнях микро- и макроструктуры с использованием метода рентгенострук-турного анализа.

Результаты исследования сырьевых материалов показали, что на дифрактограмме боя стекла в интервале углов 2 6 8-40° наблюдается аморфное гало, характерное для неупорядоченных структур, обладающих лишь ближним порядком в расположении частиц. Кроме стеклофазы в образце присутствует небольшое количество кристаллических фаз, о чем свидетельствует неполный набор дифракционных рефлексов слабой интенсивности ^ = 0,424; 0,334; 0,228 нм), соответствующий кристаллической фазе БЮ2 в форме кварца и полевого шпата ^ = 0,322 нм).

На рентгенограмме, отражающей фазовый состав минеральной добавки, входящей в состав связующего, наблюдается ряд дифракционных отражений, относящихся к кристаллическим фазам кварца ^ = 0,424; 0,228 нм), полевого шпата ^ = 0,652; 0,424; 0,356; 0,346; 0,326; 0,322; 0,299 нм) и монтмориллонита ^ = 0,242; 0,168; 0,150 нм). На дифракто-граммах отвержденных образцов связующего фиксируются линии кристаллических новообразований с d, равным 0,707; 0,404; 0,318; 0,268 нм, соответствующие цеолиту №2Са2А1б5Ь030х9Н20 и щелочным алюмосиликатам типа альбита - №А^э08 ^ = 0,374; 0,321; 0,292 нм), а также ряд дифракционных отражений, относящихся к кристаллическим фазам БЮ2 в форме низкотемпературных модификаций кварца ^ = 0,424; 0,334; 0,228 нм).

Как известно, физико-механические свойства бетона во многом определяются структурой контакта между матричным материалом и заполнителем. Под влиянием процессов, протекающих на границе контакта связующего с поверхностью заполняющей части, происходит формирование структуры окаймляющих и омоноличивающих слоев вокруг зернистого заполнителя. Характер и полнота этих процессов зависят от многих факторов: природы минерального вяжущего и наполнителя, дисперсности наполнителя, кристаллохимических свойств и структуры минералов, содержания жидкой среды в смеси, присутствия в системе поверхностно активных и других добавок, температуры отверждения, степени уплотнения и т. д.

ЭКСПЕРТ: ■ ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

2023. № 1 (20)

Фазовый состав новообразований в зоне контакта стеклощелочного связующего с заполнителями в настоящее время малоизучен. Отличительной особенностью подобных систем является повышенный уровень водородного показателя матричной составляющей. Едкие щелочи, участвующие в процессе гидратации вяжущего, активно взаимодействуют с минералами глин и другими силикатными веществами, что позволяет использовать в качестве заполнителей широкий спектр естественных и искусственных заполнителей, включая отходы производств.

В наших исследованиях в качестве заполнителей рассматривались гранитный и известняковый щебень, керамзитовый гравий, бой глиняного кирпича и стекла ламп накаливания. Учитывая тот факт, что в начальный период гидратации и структурооб-разования влияние заполнителя на состав образующихся фаз контакта незначительное, исследования проводились после шести месяцев выдерживания бетонов на основе стеклощелочного связующего при нормальных условиях. В ходе эксперимента установлено, что на рентгенограмме, отражающей фазовый состав зоны контакта гранитного щебня со связующим наблюдается ряд дифракционных отражений, относящихся к кристаллическим фазам гидросиликата кальция С2SН2 (с1 = 0,303 нм) и щелочного алюмосиликата типа анальцима №А^2ОбхН2О (С = 0,343; 0,174 нм). При использовании в качестве заполнителя керамзитового гравия и боя глиняного кирпича в зоне контакта присутствуют новообразования дисиликата натрия Na2Si2O5 (С = 0,263 нм); цео-литового соединения Nа2Аl2хSi04х6Н20 (С = 0,300; 0,271; 0,245 нм), гидрата нефелина ^ = 0,274; 0,224; 0,191; 0,187 нм). Зона контакта связующего со стеклянным заполнителем представлена закристаллизованным силикатом натрия Nа2Si0з (С = 0,530; 0,355; 0,304 нм), гидросиликатом кальция тоберморитовой группы C2SH2 (С = 0,303 нм) и анальцимом. Новообразования в зоне контакта известнякового заполнителя и вяжущего представлены карбосиликатом кальция Са5Si207(С0з)2 (С = 0,307; 0,301; 0,297; 0,280; 0,210 нм), карбонатом кальция в форме кальцита (С = 0,303; 0,250; 0,228; 0,208 нм), гидросиликатом кальция тоберморитовой группы и гидроалюмоси-ликатным соединением типа анальцима.

Таким образом, с учетом полученных результатов можно сделать вывод, что на поздней стадии твердения композиционных материалов на основе стеклощелочного связующего заполнители способствуют образованию весьма плотной и однородной структуры контактной зоны из соединений сложного щелочного и ще-лочно-щелочноземельного гидроалюмосиликатного состава.

В последнее время все большее внимание уделяется исследованию эксплуатационной надеж-

ности строительных материалов и в частности их устойчивости в условиях воздействия биологически активных сред. К подобным средам относятся бактерии, грибы, актиномицеты.

Как показывает статистика, из различных видов микроорганизмов наибольшее повреждающее воздействие на промышленные, и строительные материалы оказывают мицелиальные грибы [5-6]. Их высокая деструктивная активность обусловлена способностью адаптироваться к материалам различной химической природы, что связано, прежде всего, с наличием у них хорошо развитого, мощного и мобильного ферментного комплекса. Метаболические особенности грибов, вызывающих повреждения, заключаются в том, что они обладают системами высокоактивных окислительных, гликолитических и других более или менее специфических ферментов, осуществляющих разнообразные химические превращения сложных субстратов. Расщепление таких субстратов может происходить путем окисления, гид-роксилирования, разрыва кольца и двойных связей в циклических соединениях, трансформации молекул и соединений, биохимического синтеза и другими путями.

Нами проведены исследования стойкости композитов на основе различных видов вяжущих в условиях воздействия мицелиальных грибов. Испытания материалов проводились в соответствии с ГОСТ 9.049 - 91 по двум методам: 1 (без дополнительных источников питания) и 3 (с применением твердой питательной среды Чапека-Докса).

В табл. 1 приведены результаты исследований, показывающие кинетику изменения биологической стойкости композитов на основе различных видов вяжущих после выдерживания в воздушно-сухих условиях в течение трех и двенадцати месяцев, а также количественные показатели их биостойкости после длительного срока выдерживания в условиях испытаний при наличии постоянной действующей питательной среды во время испытаний.

Результаты, приведенные в табл. 1 свидетельствуют о том, что после набора марочной прочности только образцы стеклощелочного вяжущего обладают фунгицидными свойствами. Высокая биостойкость вяжущего на основе боя стекла объясняется повышенным уровнем основности системы. Старение материалов уменьшает их биостойкость, так, например, у образцов стеклощелочного вяжущего радиус зоны ингибирования роста грибов снижается, а отвержденная эпоксидная смола становится негрибостойкой. Выдерживание материалов в условиях воздействия биосреды при наличии питательной среды для мицелиальных грибов способствует росту биообрастания материалов.

С целью выявления потенциальных биодеструкторов вяжущих после выдерживания в воз-

Таблица 1. Результаты исследования биостойкости вяжущих

Наименование материала Метод 1 Метод 3 Результат

после набора марочной прочности

Стеклощелочное вяжущее 0 0 (R*=45 мм) фунгициден

Портландцементный камень 0 3 грибостоек

Гипсовый камень 4 5 негрибостоек

Отвержденная эпоксидная смола 2 5 грибостоек

после выдерживания в течение 3 месяцев в воздушно-сухих условиях

Стеклощелочное вяжущее 0 0 (R=15 мм) фунгициден

Портландцементный камень 0 3 грибостоек

Гипсовый камень 4 5 негрибостоек

Отвержденная эпоксидная смола 2 5 грибостоек

после выдерживания в течение 12 месяцев в воздушно-сухих условиях

Стеклощелочное вяжущее 0 2 грибостоек

Портландцементный камень 0 4 грибостоек

Гипсовый камень 4 5 негрибостоек

Отвержденная эпоксидная смола 4 5 негрибостоек

после выдерживания в течение 3 месяцев в питательной среде Чапека-Докса

Стеклощелочное вяжущее - 1 фунгициден

Портландцементный камень - 5 нефунгициден

Гипсовый камень - 5 нефунгициден

Отвержденная эпоксидная смола - 5 нефунгициден

- радиус зоны ингибирования роста грибов Таблица 2. Видовой состав колоний грибов, заселяющих вяжущие

Наименование материала Виды грибов Общее количество видов грибов / количество родов

после выдерживания в течение 3 месяцев в воздушно-сухих условиях

Стеклощелочное вяжущее Грибов нет 0

Портландцементный камень Aspergillus ustus 1/1

Гипсовый камень Aspergillus ustus, Penicillium nigricans, Mucor corticola, Chaetomium globosum, Verticillium nigrescens 5/5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Отвержденная эпоксидная смола Aspergillus niger, Aspergillus ustus, Penicillium nigricans, Mucor corticola 4/3

после выдерживания в течение 12 месяцев в воздушно-сухих условиях

Стеклощелочное вяжущее Aspergillus niger, Aspergillus ustus, Penicillium notatum, Penicillium claviforme, Penicillium cyclopium, Penicillium ochrochloron, Penicillium nigricans, Fusarium monili-forme, Cladosporium elatum 9/4

Портландцементный камень Aspergillus niger, Aspergillus ustus, Alternaria brassicae, Cladosporium elatum 4/3

Гипсовый камень Aspergillus niger, Aspergillus ustus, Aspergillus fumigatus, Aspergillus clavatus, Aspergillus oryzae, Penicillium notatum, Cladosporium elatum, Fusarium sambucinum, Chae-tomium dolichortrichum, Mucor corticola, Mucor circinel-loides, Alternaria brassicae 12/7

Отвержденная эпоксидная смола Aspergillus niger, Aspergillus ustus, Aspergillus fumigatus, Aspergillus ruber, Penicillium notatum, Alternaria brassi-cae, Alternaria pluriseptata, Fusarium moniliforme, Cladosporium elatum 9/5

душно-сухих условиях были проведены исследования по определению видового состава микроорганизмов, заселяющих их. Задачей исследований являлось установление количества родов грибов из присутствующих в воздухе помещения, способных использовать вяжущие вещества в качестве источника питания, а также определение конкретных видов -

представителей данного рода. Видовой состав грибов приведен в табл. 2.

После выдерживания в течение 3 месяцев образцов на портландцементе обнаружен 1 род гриба - Aspergillus ustus, гипсового камня - 5 родов грибов (Aspergillus, Pénicillium, Mucor, Chaetomium, Verticil-lium), отвержденной эпоксидной смолы - 3 рода гри-

ЭКСПЕРТ: ■ ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

2023. № 1 (20)

бов (Aspergillus, Pénicillium, Mucor). Увеличение срока выдерживания образцов способствовало расширению видового состава грибов. Из табл. 3 видно, что количество грибов, которые были обнаружены на поверхностях исследуемых составов после выдерживания в воздушно-сухих условиях в течение 12 месяцев, резко увеличилось. На стеклощелочном вяжущем при выдерживании в нормальных условиях в течение 3 месяцев колонии грибов не обнаружены, а после 12 месяцев колонии грибов хотя и обнаружены на образцах, но развиваются медленно и находятся в угнетенном состоянии.

В этой связи применение стеклощелочных композитов в зданиях с биологически активными средами является наиболее предпочтительным, т. к. в этом случае наряду с повышением долговечности конструкций и изделий улучшается экологическая ситуация в зданиях и сооружениях. Поселяясь на поверхности строительных материалов и конструкций, микроорганизмы приводят к возникновению запаха плесени в помещениях и выделяют токсичные продукты, аллергены. Развиваясь на материалах, грибы выделяют массу спор и различных продуктов жизнедеятельности, которые способны вызывать ряд серьезных заболеваний человека.

С целью выявления потенциальных биодеструкторов вяжущих, эксплуатирующихся в свиноводческих и птицеводческих зданиях, в картофелехранилище и солодовенном цехе пивного производства, были проведены исследования по определению видового состава микроорганизмов, заселяющих их. Эксперимент проводился в натурных условиях в течение 6 месяцев. В качестве объектов на которых производилась экспозиция материалов рассматривались: свиноводческое помещение, птицеводческое помещение, помещение для хранения картофеля, солодовенный цех.

К родам грибов, обнаруженных на исследуемых материалах при их эксплуатации во всех вышеназванных условия, относятся Aspergillus, Pénicillium и Mucor. При этом преобладают в значительной степени рода Aspergillus и Pénicillium. Многолетние исследования в области биологической стойкости композиционных строительных материалов свидетельствуют о том, что из большого многообразия микроскопических организмов наибольший вред промышленным и строительным материалам, изделиям и конструкциям приносят грибы видов - Aspergillus niger и Pénicillium chrysogenum [5, 7, 8]. Полученные результаты свидетельствуют о том, что только на образцах стеклощелочного вяжущего ни в одном из случаев не были обнаружены данные виды мицели-альных грибов. На поверхности гипсового камня при эксплуатации в свиноводческих и птицеводческих зданиях, в картофелехранилище обнаружен лишь Aspergillus niger. На поверхностях портландцемент-

ного камня и отвержденной эпоксидной смолы при эксплуатации в птицеводческом здании выявлены оба вида данных вредоносных грибов, а при выдерживании в солодовенном цехе пивного производства - Aspergillus niger.

Экспериментальные исследования поведения композиционных строительных материалов (КСМ) в условиях воздействия микроскопических организмов показали снижение прочностных показателей и изменение массосодержания композитов на цементных, стеклощелочных и полимерных связующих. Из результатов изменения массосодержания следует, что взаимодействие материалов с микроорганизмами и продуктами их метаболизма протекает по различным механизмам. Так, композиты на цементных и гипсовых связующих характеризуются уменьшением, а материалы на полимерных связующих увеличением массосодержания. Эти данные подтверждают, что при биодеградации интенсивность коррозийных разрушений протекает аналогично деградации от химически агрессивных сред и определяется скоростью химических реакций на поверхности материала, внутренней диффузией микроорганизмов и продуктов их метаболизма в структуру материала и прохождением при этом химических реакций. Только в этом случае следует дополнительно учитывать характер взаимодействия микроорганизмов с компонентами материала.

Результаты проведенных экспериментов позволили выделить основные биодеструкторы строительных материалов и подтвердили, что даже содержащиеся в воздухе помещений административных и гражданских зданий споры микроскопических грибов могут заселяться на их поверхностях и развиваться, используя имеющиеся на них загрязнения, в качестве питательного субстрата. При наличии в зданиях и сооружениях биотехнологических производственных процессов, развитие микроскопических организмов активизируется, а количество их родов и видов увеличивается. Это еще раз подтверждает необходимость избирательного подхода при выборе строительных материалов и защитных покрытий в зависимости от конкретных условий эксплуатации и проведения профилактических мероприятий, предотвращающих или сводящих к минимуму вероятность заселения на них микроскопических организмов.

Библиографический список

1. Соломатов, В. И. Цементные композиты, наполненные стеклобоем / В. И. Соломатов, В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 1997. - № 9(465). - С. 72-76. - EDN SHYRRB.

2. Жаростойкие бетоны на основе композиций из природных и техногенных стекол / Ю. П. Горлов, А. П. Мер-кин, М. И. Зейфман, Б. Д. Тотурбиев. - М.: Стройиздат, 1986. - 144 с.

3. Меркин А. П., Зейфман М. И. Бетоны и изделия на основе кислых вулканических стекол // Шлакощелоч-ные цементы, бетоны и конструкции: Тез. докл. Всесоюз. науч. конф. - Киев, 1979. - С. 15-16.

4. Ерофеев В. Т., Богатов А. Д., Строительные композиты на основе техногенных отходов // Вестник отделения строительных наук РААСН. 1999. - Вып. 2. - С. 142-150.

5. Соломатов, В. И. Строительные биотехнологии и биокомпозиты / В. И. Соломатов, В. Д. Черкасов, В. Т. Ерофеев. - Москва : Московский государственный университет путей сообщения, 1998. - 165 с. - ЕЭЫ Т1УКМ1_.

6. Каневская И.Г. Биологическое повреждение промышленных материалов. - Л.: Наука, 1984. - 230 с.

7. Биологическое сопротивление материалов / В. И. Соломатов, В. Т. Ерофеев, В. Ф. Смирнов [и др.]. - Саранск : Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, 2001. -196 с. - ISBN 5-7103-0539-1. - EDN RUUGTR.

8. Разработка способов повышения биостойкости строительных материалов / Б. В. Гусев, В. Т. Ерофеев, В. Ф. Смирнов [и др.] // Промышленное и гражданское строительство. - 2012. - № 4. - С. 52-58. - EDN OXBUWJ.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Статья поступила в редакцию 17.01.2023; одобрена после рецензирования 16.02.2023; принята к публикации 20.02.2023.

The authors declare no conflicts of interests. The authors made an equivalent contribution to the preparation of the publication. The article was submitted 17.01.2023; approved after reviewing 16.02.2023; accepted for publication 20.02.2023.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.