Способ испытания строительных материалов на биостойкость


 


Владельцы патента RU 2471188:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) (RU)
Строганов Виктор Федорович (RU)
Куколева Дарья Александровна (RU)

Изобретение относится к испытанию строительных материалов. Способ заключается в погружении и выдержке образцов испытуемых материалов при комнатной температуре в слабоагрессивной среде - смеси органических кислот: 0,9-1,1% - уксусной кислоты, 0,9-1,1% - лимонной кислоты, 0,09-0,12% - щавелевой кислоты, составленной при их соотношении 1,8:2,7:0,8-2,1:3,1:1,2. После экспозиции образцы извлекают и сушат до постоянной массы, затем определяют их прочностные характеристики. Достигается повышение эффективности и надежности испытаний. 2 табл.

 

Изобретение относится к строительству, в частности к области испытания строительных материалов на биостойкость в условиях лабораторий заводов-изготовителей.

Проблема биоповреждения является актуальной во всех отраслях промышленности от пищевой до космической, но наиболее актуальна она в строительной отрасли ввиду того, что биологическое повреждение строительных изделий и конструкций приводит не только к снижению их прочностных характеристик, но и к ухудшению микроклимата в помещениях, что в свою очередь пагубно сказывается на здоровье человека.

Известны методы испытания строительных материалов на биостойкость по ГОСТ 9.049-91 «Единая система защиты от коррозии и старения. Материалы полимерные и их компоненты. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов». Данный стандарт устанавливает три метода лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов. Сущность этих методов заключается в выдерживании материалов, зараженных спорами грибов, в условиях, оптимальных для их развития, с последующей оценкой грибостойкости по степени развития плесневых грибов и по изменению характерных показателей свойств материалов.

К основному недостатку данных способов следует отнести то, что они предназначены для испытания только полимерных строительных материалов (пластмассы, компаунды, резины, клеи, герметики). Кроме того, данный способ не позволяет судить об изменениях физико-механических характеристик исследуемых материалов, а его применение опасно для здоровья человека.

Известен способ испытания строительных материалов на биостойкость по ГОСТ 9.048-89 «Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов», заключающийся в непосредственном воздействии микроорганизмов на исследуемые образцы и экспозиции зараженных испытуемых образцов в разных условиях развития плесневых грибов в течение определенного времени.

После экспозиции биостойкость материалов оценивается в баллах.

К недостаткам данного способа следует отнести его опасность, т.к. при испытаниях образцов и изделий на грибостойкость используют грибы, которые могут являться источником опасности для человека. Также стоит отметить, что применение данного способа осложнено необходимостью создания специальных условий для поддержания жизнеспособности микроорганизмов, а также необходимостью оформления наличия разрешения органов санитарно-эпидемиологического надзора. Кроме того, проведение дальнейших испытаний по определению прочностных характеристик образцов затруднительно, ввиду необходимости их обязательной дезактивации (обеззараживания).

Известна работа Турковой З.А. [Туркова З.А. Роль физиологических критериев в идентификации микромицетов биоразрушителей // Методы выделения и идентификации почвенных микромицетов-биодеструкторов. Вильнюс, 1982. С.117-121], в которой исследовалось влияние лимонной кислоты и перекиси водорода на полиэфирные и поликарбамидные полимерные строительные композиты. В данной работе рассматривается воздействие только одной органической кислоты на полимерные строительные материалы, отсутствует анализ и не рассматривается воздействие других органических кислот (продуктов метаболизма).

Известен также способ проведения испытаний [В.Ф.Смирнов. Пластические массы. 1977, №1, с.63-67] в растворах органических кислот (щавелевой, или янтарной, или лимонной, или α-кетоглутаровой, или яблочной, или фумаровой) полимерных строительных материалов на основе полиамида ПА6-211-ДС-К. Образцы помещали в раствор одной из указанных органических кислот концентрации 10-2 моль и выдерживали в течение 14 суток.

К недостаткам данного метода следует отнести отсутствие анализа совместного влияния органических кислот на материал, что не отражает воздействие в естественных условиях, в которых эксплуатируются строительные материалы. Кроме того, в работе рассматривается только один полимерный материал и вообще не рассматриваются минеральные строительные материалы (бетоны).

Задачей изобретения является приближение условий испытаний к естественным путем оценки совместного влияния органических кислот на строительные материалы и разработка способа испытания строительных материалов на биостойкость безопасного для здоровья человека в лабораторных условиях, в том числе в лабораториях заводов-изготовителей.

Результат достигается тем, что в способе испытания строительных материалов на биостойкость, заключающемся в погружении и выдержке образцов строительных материалов в слабоагрессивной среде, извлечении, сушке до постоянной массы и последующем определении прочностных характеристик согласно изобретению в качестве слабоагрессивной среды используют смесь органических кислот: 0,9-1,1% уксусной кислоты, 0,9-1,1% лимонной кислоты, 0,09-0,12% щавелевой кислоты в соотношении: 1,8:2,7:0,8-2,1:3,1:1,2.

Для решения данной задачи нами выбрана слабоагрессивная среда, представляющая собой смесь органических кислот, являющихся наиболее распространенными метаболитами микроорганизмов. Уксусная кислота (ЛАВЕРНА, Московская химическая компания, ХЧ лед, ГОСТ 61-75) представляет собой бесцветную прозрачную жидкость; щавелевая кислота (ХЧ, ГОСТ 22180-76) представляет собой прозрачные кристаллы, растворимые в воде; лимонная кислота (ЧДА ГОСТ 3562-69) представляет собой бесцветные кристаллы.

Способ испытаний строительных изделий на биостойкость заключается в следующем:

Агрессивную среду готовят в указанных (таблица 1) соотношениях и в пределах заданных концентраций.

Таблица 1
№ п/п Наименование компонентов Концентрация, % Процентное содержание
1 Уксусная кислота 0,9-1,1 32-34
2 Щавелевая кислота 0,09-0,12 30-49
3 Лимонная кислота 0,9-1,1 15-17

Образцы исследуемых изделий укладывают на дно емкости, изготовленной из материала, стойкого к воздействию микроорганизмов таким образом, чтобы исключить контакт образцов друг с другом и заливают вышеуказанной слабоагрессивной средой так, чтобы верхняя кромка среды была выше верхней грани образцов. Затем емкость герметично закрывают и образцы выдерживают при комнатной температуре в течение 28 суток.

По окончании экспозиции образцы высушивают до постоянной массы, взвешивают и проводят испытания на прочностные характеристики. По изменению прочностных характеристик судят о степени повреждения материала.

В качестве объектов исследования выбраны образцы цементно-песчаного камня размером 20×20×20 в/ц 0.6, защищенные полимерными покрытиями, которые экспонировались в вышеуказанных средах в течение 28 суток. Проведенные испытания показали, что воздействие предлагаемой агрессивной среды и среды с микроорганизмами на строительные материалы идентично. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Таблица 2
№ образца Кубиковая прочность на сжатие, Rсж, МПа
Экспозиция в предлагаемой среде Экспозиция в среде с микроорганизмами
1 10,83 10,42
2 11,67 13,34
3 12,50 12,50
4 12,50 10,42
5 10,83 12,50
Среднее значение 11,67 11,53

Способ испытания строительных материалов на биостойкость по изобретению позволяет понять общую картину воздействия продуктов метаболизма микроорганизмов, которые имитирует смесь органических кислот на материал, так как уксусная кислота характеризует действие одноосновных кислот, щавелевая кислота - двухосновных, лимонная - трехосновных. Следует также отметить, что предлагаемый способ испытания может быть применен в условиях лаборатории заводов-изготовителей строительных материалов без специального разрешения органов санитарно-эпидемиологического надзора и без вреда для здоровья человека, ввиду отсутствия контакта с патогенными микроорганизмами.

Способ испытания строительных материалов на биостойкость, заключающийся в погружении и выдержке образцов строительных материалов в слабоагрессивной среде, извлечении, сушке до постоянной массы и последующем определении прочностных характеристик, отличающийся тем, что в качестве слабоагрессивной среды используют смесь органических кислот: 0,9-1,1% уксусной кислоты, 0,9-1,1% лимонной кислоты, 0,09-0,12% щавелевой кислоты, в соотношении 1,8:2,7:0,8-2,1:3,1:1,2 соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству и эксплуатации зданий и сооружений, в частности к исследованию прочностных свойств материала, а именно к анализу структуры и контролю прочности бетона, и может быть использовано при оценке прочности бетонов, применяемых в конструкциях и изделиях при изготовлении, строительстве, обследовании и испытании, а также при эксплуатационном контроле за состоянием сооружений после длительной их эксплуатации.

Изобретение относится к конструктивному элементу (11) из электроизолирующего материала, в котором предусмотрена выполненная в виде проводников (14а, 14b, 14с) структура для обнаружения механических повреждений, таких как трещины.

Изобретение относится к области технологии строительных материалов, в частности к контролю за качеством приготовления асфальтобетонной смеси. .

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано при оценке сцепления заполнителя с растворной частью асфальтобетона. .
Изобретение относится к области исследования физических свойств строительных материалов и может быть использовано для оценки морозостойкости разных видов крупных заполнителей в бетонах.

Изобретение относится к автоматизации производства строительных материалов и может быть использовано в строительной промышленности. .

Изобретение относится к области исследования качества стоительных конструкций, в частности противофильтрационных вертикальных завес, формируемых струйной цементацией.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для исследования прочностных свойств материалов, а именно трещиностойкости, и может быть использовано при оценке свойств бетонов, применяемых в конструкциях и изделиях.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приборам для испытания строительных материалов на прочность. .

Изобретение относится к способам оценки длительной прочности неразрушающим методом. .

Изобретение относится к определению параметров деформирования бетона и направлено на получение диаграмм деформирования бетона при статическом приложении нагрузки и динамическом догружении

Изобретение относится к контролю качества бетонов, растворов и цементного камня

Изобретение относится к способам исследования свойств строительных материалов и предназначено для выбора максимально допустимого: водоцементного отношения по требуемой марке морозостойкости на стадии проектирования бетона

Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств бетона в условиях воздействия на образец углекислого газа заданной концентрации. Установка содержит не менее 2-х герметичных камер с заполненной водой U-образной трубкой для сброса избыточного давления в камере, впускным и выпускным газовыми распределительными коллекторами, фильтрами для очистки забираемой из камер газовоздушной среды и с установленными внутри каждой камеры вентилятором и ванной с насыщенным раствором соли для создания и постоянного поддержания заданной относительной влажности воздуха внутри камеры, подсоединенный к герметичным камерам через впускной газораспределительный коллектор и установленные на трубопроводах электромагнитные клапаны источник углекислого газа, автоматический газоанализатор с побудителем расхода газа, газовый распределительный коммутатор для попеременного забора пробы из камер и передачи ее в газоанализатор через побудитель расхода газа, кроме того, газоанализатор соединен с ЭВМ для автоматизации контроля за концентрацией газа в герметичных камерах и подачей в них газа через электромагнитные клапаны. Достигается повышение информативности и ускорение определения. 1 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проведении тепловой обработки бетонных конструкций. Способ включает определение температуры твердеющего бетона в заданные моменты времени и расчет прочности, при этом определяют трехсуточную прочность бетона при твердении в нормальных условиях, а прочность бетона определяют по формуле: , где R, % - прочность бетона, набранная за время τ, сут. Kt - температурный коэффициент, определяемый в зависимости от температуры твердения бетона и трехсуточной прочности. Достигается снижение трудоемкости контроля. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области испытаний цементных штукатурных составов на предельную растяжимость при статическом нагружении. Сущность: величину предельной растяжимости определяют испытанием стальных балочек с нанесенным штукатурным составом по схеме двухточечного изгиба с плавным нагружением малыми ступенями и фиксацией ступени нагружения, соответствующей моменту трещинообразования, а значение предельной растяжимости рассчитывают по формуле. Технический результат: упрощение технологии проведения испытаний, исключение необходимости применения средств тензометрии, повышение точности определения предельной растяжимости и проведение испытаний на слоях штукатурки с характерно малой толщиной от нескольких мм до 2-3 см. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способам испытаний прочностных свойств изделий из хрупкого материала путем приложения к ним повторяющихся механических, температурных и иных усилий и может использоваться, в частности, для определения долговечности керамических изделий. Сущность: на первом этапе определяют технологический режим изготовления керамических изделий, обеспечивающий необходимый запас работоспособности. Используя полученный запас работоспособности и зная предполагаемое время, в течение которого керамические изделия должны сохранять прочностные параметры, оценивают допустимую расчетную скорость расходования полученных запасов. На втором этапе, моделируя условия реальной эксплуатации путем воспроизведения ускоренных циклических изменений температуры при одновременном воздействии возможных механических факторов, определяют фактическую скорость расходования тех же запасов. Сравнивают полученные результаты расчетной допустимой скорости и фактической при имитации эксплуатационных условий и получают результаты, позволяющие судить о долговечности керамических изделий. Технический результат: возможность определения долговечности керамических изделий применительно к определенным условиям использования. 3 ил.

Изобретение относится к теоретическому и прикладному материаловедению и может быть использовано в различных областях науки и техники в целях создания новых и совершенствования известных методик создания сухих строительных смесей для бетона с заданными эксплуатационными свойствами. Сущность изобретения: предварительно подготовленные образцы с различным количеством наполнителя в высокодисперсном состоянии для сухой строительной смеси помещают в полую часть металлических шайб, расположенных на металлической пластине, уплотняют любым известным способом под постоянной нагрузкой до 5 МПа на 1 см2 поверхности образца в течение 10-15 секунд, затем наносят на поверхность каждого образца метки в виде капель раствора различной концентрации, измеряют углы смачивания образцов θ, строят график зависимости cosθ-1=f(1/σж), где σж - поверхностное натяжение жидкости, определяют тангенс угла наклона данной функциональной зависимости а для каждого образца различного состава, строят график зависимости а от количества компонентов смеси и по точке перелома графика зависимости определяют оптимальное содержание модификатора в испытуемом объекте. Достигаются сокращение количества испытаний и повышение точности подбора состава смеси. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Способ относится к методам испытаний пористых водонасыщенных тел. Он предусматривает изготовление серии бетонных образцов, насыщение образцов водой, измерение образцов, определение начального их объема, их замораживание-размораживание до нормативных температур и регистрацию при этом деформации. Дополнительно определяют предел длительной прочности каждого образца неразрушающим методом в условиях растяжения. После размораживания определяют относительную остаточную деформацию образцов и определяют энергию, рассеянную в единице объема каждого образца в процессе его замораживания-размораживания. Далее нагружают их в условиях одноосного сжатия до экстремальной нагрузки, отвечающей кратковременному пределу прочности, определяют энергию, рассеянную в единице объема образца в процессе его сжатия до экстремальной нагрузки, и по полученным результатам рассчитывают марку по морозостойкости каждого образца. Марку бетона по морозостойкости определяют как среднеарифметическое для марок образцов. Технический результат −повышение оперативности, уменьшение трудоемкости и расширение арсенала технических средств. 1 табл.

Изобретение относится к области строительства, в частности к испытанию строительных материалов на прочность при растяжении и сжатии, и может быть использовано для определения параметров деформирования бетона при статическом и динамическом приложении нагрузки. Способ осуществляют закреплением опытного бетонного образца в виде призмы в зажимах испытательного стенда с использованием центрирующего устройства, обеспечивающего центральное приложение растягивающей нагрузки в процессе нагружения, и регистрацией усилия и деформаций образца во времени с использованием динамометра и тензостанции при нагружении, осуществляемом через рычажную систему в два этапа: на первом - ступенчатое статическое нагружение образца до заданного уровня посредством укладки штучных грузов на грузовую платформу, на втором - мгновенное или ступенчатое динамическое догружение или разгружение посредством кратковременного изменения диаметра оси в точке передачи силы от рычага компенсирующему элементу, задавая в случае необходимости величину перемещений в упругом элементе. Достигается упрощение методики и повышение достоверности и надежности результатов испытаний. 5 ил., 2 пр.
Наверх