Биологическая устойчивость силикатных композиций на жидкостекольном связующем

УДК 620.1:691.3

Н.Н. Клименко, Н.Ю. Михайленко, Е.С. Бабусенко, М.М. Жуланова

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

БИОЛОГИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ СИЛИКАТНЫХ

КОМПОЗИЦИЙ НА ЖИДКОСТЕКОЛЬНОМ СВЯЗУЮЩЕМ

В работе исследовали биологическую устойчивость силикатных композиций на жидкостекольном связующем по отношению к плесневым грибам. Показано, что все предложенные составы являются грибостойкими, а составы, модифицированные кремнийфторидом натрия, обладают фунгицидными свойствами.

In this paper investigated the biological stability of the silicate compositions based on liquid glass with relative to mold fungi. It is shown that all the proposed compositions are resistant to fungi and compositions, modified Na2SiF6 possess fungicidal properties.

В настоящее время большое внимание уделяется проблеме биокоррозии - повреждению зданий и сооружений, а также строительных материалов, вызванному заселением и развитием микроорганизмов: бактерий, грибов, актиномицетов, представляющих серьезную опасность как для строительных конструкций и изделий, так и для здоровья людей. В связи с этим актуальными являются исследования, направленные на изучение биологического сопротивления строительных материалов и разработку способов их защиты от биоразрушений. В рамках решения этой проблемы проводятся исследования биостойкости силикатных композиций строительного назначения, в том числе композитов на основе жидкого стекла [1,2].

В настоящей работе изучали биологическую устойчивость силикатных композиций на жидкостекольном связующем строительного назначения.

В качестве основного сырьевого компонента использовали кварцевый песок, что позволило расширить сырьевую базу и снизить себестоимость материала. В качестве кальцийсиликатной составляющей был выбран гранулированный доменный шлак ОАО «Урасталь», отвечающий требованиям ГОСТ 3476-74 «Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов» В качестве связующего использовали жидкое стекло, соответствующее ГОСТ 13078-81 «Стекло натриевое жидкое. Технические условия» с модулем 3 и плотностью 1,48 г/см3.

Образцы для испытаний готовили следующим образом. Кварцевый песок просеивали для освобождения от инородных примесей и измельчали в планетарной мельнице до удельной поверхности 4500-5000 см2/г, затем затворяли натриевым жидким стеклом и прессовали балочки 6Х6Х40 мм. Для изготовления второй серии образцов с целью повышения активности заполнителя часть кварцевого песка заменили гранулированным доменным шлаком. Шлак и песок, взятые в соотношении 40:60, подвергали совместному помолу в планетарной мельнице до удельной поверхности 4500-5000 см /г. Измельченную смесь затворяли жидким стеклом и тщательно перемешивали до получения однородной массы. Формование

заготовок также производили методом прессования. В качестве фунгицидной добавки использовали кремнийфтористый натрий в количестве 10 масс. %.

Испытания материалов на грибостойкость и фунгицидные свойства проводили в соответствии с ГОСТ 9.049-91 по двум методам. Сущность испытаний заключается в выдерживании материалов, зараженных спорами грибов, в оптимальных для роста грибов условиях, с последующей оценкой грибостойкости по степени развития плесневых грибов и по изменению характерных показателей свойств материалов. Для испытаний применяли следующие виды грибов: Aspergillus niger van Tieghem, Aspergillus terreus Thom, Aspergillus oryzae (Ahlburg) Cohn, Chaetomium globosum Kunze, Paecilomyces varioti Bainier, Penicillium funiculosuin Thorn, Penicillium chrysogenum Thorn, Penicillium cyclopium Westllng, Trichoderma viride Pens.

После выдержки образцов в принятых условиях в течение месяца на поверхности силикатных композиций как бездобавочных, так и модифицированных кремнийфторидом натрия прорастания спор и конидий не обнаружено, что свидетельствует об их грибостойкости (рис. 1).

Рис.1. Динамика роста грибов на образцах, модифицированных кремнийфторидом

натрия

С целью определения наличия у материалов фунгицидных свойств и влияния внешних минеральных и органических загрязнений на грибостойкость образцы заражали спорами плесневых грибов в растворе минеральных солей с добавлением сахара (среда Чапека-Докса). В качестве тест-организмов использовали следующие виды плесневых грибов: Aspergillus niger van Tieghem и Trichoderma viride Pens.

Из представленных на рис. 2 фотографий отчетливо видно, что все составы являются грибостойкими, поскольку прорастания спор грибов на образцах не обнаружено. Кроме того, составы, модифицированные кремнийфторидом натрия, обладают сильными фунгицидными свойствами, так как роста плесневых грибов в зоне вокруг образцов не наблюдается. Причем, фунгицидный эффект в большей степени проявляется по отношению к Aspergillus niger van Tieghem. Образование зоны ингибирования может быть обусловлено диффундированием фунгицидных веществ в питательную среду.

Вид

плесневых

грибов

Aspergillus niger van Tieghem

Используемый заполнитель

Песок

Рис.2. Обрастаемость грибами бездобавочных образцов

Помимо использования в качестве модифицирующей добавки кремнийфторида натрия, обладающего фунгицидными свойствами, возможной причиной, определяющей стойкость материала к развитию плесневых грибов, является кислотно-щелочной показатель тонкой адсорбированной пленки влаги на его поверхности, в которой развиваются споры грибов. Наиболее благоприятной для развития плесневых грибов является слабокислая среда с рН, равным 4,5-5,5. Присутствие в составе изучаемых композиций натриевого жидкого стекла в качестве связующего повышает щелочность адсорбированной влаги в результате гидролитических процессов, и среда становится менее благоприятной для развития мицелия.

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что разработанные силикатные композиции на жидкостекольном связующем являются грибостойкими. Модифицирование составов кремнийфторидом натрия придает материалу фунгицидные свойства.

Библиографические ссылки:

1. Ерофеев В. Т. Биостойкие строительные композиты на основе отходов стекла / Ерофеев В. Т., Смирнов В. Ф. и др. Вестник ВолгГАСУ. Сер.:Стр-во и архит. 2009. Вып. 16. - с. 122-126.

2. Ерофеев В. Т. Влияние старения вяжущих на их биологическую стойкость. / Ерофеев В. Т. Известия КазГАСУ. 2010. №2 (14). - с. 213-217.