Антисептик для бетона: виды, способы обработки

Поражение бетонных оснований грибком и плесенью – явление довольно распространенное и очень опасное. Заметив на поверхностях темные или черные пятна, необходимо срочно предпринимать соответствующие меры – использовать антисептик для бетона и обрабатывать места поражения.

Ведь появление микроорганизмов на стенах способно не только полностью разрушить материал и лишить его эксплуатационных свойств, но и стать причиной появления разнообразных заболеваний дыхательных путей, аллергических реакций, астмы и других проблем со здоровьем.

Для борьбы с микроорганизмами современные производители предлагают массу разнообразных средств, выбирать которые необходимо в соответствии с конкретной проблемой, особенностями эксплуатации помещения, использованных в возведении конструкции строительных материалов и т.д.

Содержание

• 1 Специфика бетона
• 2 Необходимость использования
• 3 Виды антисептиков
  • 3. 1 Водорастворимые
  • 3.2 Органические
  • 3.3 Маслянистые
  • 3.4 Комбинированные
• 4 Обзор популярных средств
• 5 Обработка поверхности
  • 5.1 Предварительная защита
  • 5.2 Комбинирование
  • 5.3 Безопасность
• 6 Очистка стен внутри помещения
• 7 Обработка стен снаружи
• 8 Видео по теме
• 9 Обзор антисептиков для искусственного камня
  • 9.1 Обработка пораженных поверхностей
• 10 Выводы

Специфика бетона

Бетон – материал, который достаточно сильно подвержен воздействию разнообразных биоразрушителей, которые действуют подобно токсинам, химическим веществам, разрушая структуру конструкции изнутри и снаружи. Споры легко прикрепляются к основе, размножаются и развиваются на ней, проникают вовнутрь структуры. Зараженный бетон плохо поддается обработке, опасен для людей. И обычной очисткой верхнего слоя здесь не обойтись – если заражение уже произошло, нужно срочно использовать специальные средства.

Основные факторы, способствующие заражению:

• Высокий уровень влажности
• Неотапливаемое здание со средней температурой (нет сильных морозов и жары)
• Комнаты, в которых регулярно сушат мокрые вещи
• Сантехника, которая неправильно установлена или пришла в негодность, вследствие чего регулярно подтекает
• Большое количество комнатных растений, способствующих повышению влажности воздуха
• Отсутствие системы вентиляции в санузлах
• Слишком близко расположенная к стенам объемная мебель

Чтобы избежать проблем, пропитка бетона должна выполняться в процессе монтажа и эксплуатации конструкций.

Необходимость использования

Антисептик для бетона от плесени и других паразитов желательно использовать до начала выполнения отделочных работ. Грибок быстро размножается при высоком скоплении влаги, температуре воздуха +20-26 С, недостаточной вентиляции. Поэтому защищать в качестве превентивной меры нужно как минимум санузлы, ванные комнаты, веранды и т.

д. Потом удалять плесень в помещениях будет сложнее.

Основные факторы наличия заражения:

• Цветные пятна на влажных очагах
• Разрушение отделки: отпадает штукатурка, осыпается краска, отваливаются обои (внутри)
• Быстрое разрушение облицовки здания (снаружи)
• Характерный запах гнили

Наиболее опасной для человека является стадия распространения микроорганизмов, когда проявляется очевидный аромат и уже заметны черные пятна на поверхностях. В таком случае нужно действовать быстро, пока еще можно удалить грибок, а споры не разлетелись и не начали воздействовать на внутренние органы.

Виды антисептиков

Антисептик по бетону от грибка нужно выбирать очень тщательно. Многие химические вещества обладают высокой токсичностью, в то время, как органические средства могут не демонстрировать нужной эффективности в борьбе. В зависимости от проблемы и особенностей эксплуатации подбирают один из видов средств.

Все разнообразие смесей для пропитки можно поделить на 2 основные группы: для обработки на этапе монтажа конструкций и те, что используются для лечения уже зараженных участков и предотвращения их дальнейшего распространения. Также препараты могут по-разному применятся: использоваться для поверхностной пропитки и глубокого проникновения (оптимально на 50 сантиметров), вводиться в грунтовочные растворы для полов, потолков, стен либо в бетонную смесь в формате присадок-антисептиков.

Основные типы пропиток по составу:

Водорастворимые

Растворы минеральных солей на основе воды, хорошо проникают в материал, но разрушают металлическую арматуру, поэтому не применяются на поверхности железа и стали. Вещество легко вымывается, служит эффективнее всего в качестве присадки, добавляемой в штукатурные и бетонные растворы. Препараты применяются для защиты внутренних поверхностей, являются эффективной безопасной альтернативой другим видам средств.

Раньше для обработки бетонных поверхностей применяли медный купорос, который не горит и не воняет. Продается в виде порошка голубого цвета, разбавляется водой в пропорции 1:100, используется для многократной обработки (3-4 раза). Также используют кремнефтористый натрий с известью, фтористый натрий (опасен, нужно смешивать алебастром, цементом, штукатуркой, разбавляя водой), алебастр.

Органические

Подходят для любой основы (искусственный камень, бетон, кирпич, керамическая плитка), токсичны, требуют применения средств индивидуальной защиты, не разрушают арматуру из стали, быстро (за 1-2 пропитки) уничтожают даже самые активные и сильно размножившиеся микроорганизмы и сохраняют свойства многие годы. Не используются в жилых помещениях, только в гаражах, подвалах, технических зданиях.

Маслянистые

Не вымываются из структуры материала, используются для нежилых комнат и наружных работ, токсичны вплоть до отравлений, оставляют темные пятна и обладают неприятным ароматом. Окрасить стену потом не удастся, минусом является и горючесть. Самые популярные средства: карболинеум, фенол, креозот.

Комбинированные

Составляются из нескольких ингредиентов, поставляются в формате концентрированных смесей для последующего разбавления водой при профилактике и использовании в концентрированном виде при лечении заражений.

Обзор популярных средств

1. Водорастворимые – лучшим считается «Гамбит». Водорастворимый сухой антисептик глубокого проникновения для бетона, который надежно защищает от биологических паразитов. По свойствам не уступает самым мощным комбинированным средствам, но менее токсичен. Также можно использовать: НОРТЕКС-Доктор, Опти-био 1, 2,3 (профилактика).

2. Органические – наиболее эффективен дезинфектор «Нортекс», его применяют на сильно зараженных участках. Защищает поверхности, проникает в структуру монолита и там создает барьер, препятствуя дальнейшему заражению любыми биопаразитами. Часто используются в строительстве препараты Фонгифлюид Альпа (ALPA), Лакра Антиплесень, Мавикс Био в тандеме с кремнийорганическим гидрофобизатором.

3. Маслянистые – хорошо себя зарекомендовали средства Belinka, Neomid и другие, которые эффективно защищают внешние конструкции (кровельные, фасады и т.д.).

4. Комбинированные – один из наиболее мощных «Ceresit CT-99». Его можно наносить на окрашенные или оштукатуренные стены, бетонную основу.

Сочетание ингредиентов препарата убивает бактерии, плесень, грибки, лишайник, мох, не дает спорам прорастать, обеспечивая максимально возможную по длительности защиту. Также используются: универсальное средство для полного устранения колоний грибов «Антиплесень», универсальный препарат Dali, палитра Macrosept.

Существует множество составов марок пропиток. Самые популярные – Типром, Мипор, Нортекс, Belinka, Ceresit, «Капатокс», Teknos Rensa Homepesuliuos, PUFAS Glutoclean. Перед тем, как определиться, желательно учесть определенные особенности выбора препарата.

Как выбрать смесь – что учесть:

• Область применения – внутри или снаружи.
• Тип помещения – для технических выбирают органические растворители, для жилых комбинированные и водные. Есть средства, созданные для использования во влажных помещениях – саунах, бассейнах, ванных.
• Задача – профилактика или борьба с уже появившимися микроорганизмами.
• Длительность воздействия, количество обработок – для наружных работ выбирают токсичные средства, которыми достаточно покрыть 1 раз и обеспечить длительный эффект, для жилых помещений в приоритете безопасность, даже если после первого применения нужно будет нанести еще несколько слоев.
• Основа препарата – влияет на возможность потом отделывать поверхность: к примеру, масляные растворы не перекрываются потом ничем, поэтому подходят лишь для технических зданий.

Обработка поверхности

Предварительная защита

Выполняется до появления плесени после монтажа или при отделке. Концентрат нужно разбавить в нужных пропорциях, наносить на бетонное основание кистью, валиком или пульверизатором, аккуратно пропитывая каждый сантиметр. Потом выждать указанное в инструкции время и повторить процедуру еще один раз.

При лечении для начала желательно провести ряд подготовительных работ: определить причину заражения, тщательно удалить щеткой по металлу налет грибка, просушить, обработать антисептическим, потом водоотталкивающим составом. В редких случаях препарат наносят непосредственно на колонии и это всегда указывается в инструкции.

Обрабатывать желательно не только пораженную часть, но все ближайшие участки, даже соседние помещения. Ведь есть вероятность, что споры распространились на большие пространства и в будущем начнут размножаться уже в других местах.

Комбинирование

Для лучшего эффекта можно использовать средства, которые смешивают со штукатурками и грунтовками. В таком случае удается провести отделку одновременно с обработкой (один процесс), а защита будет более эффективной, так как затронет не только поверхности, но сами материалы.

Безопасность

Все работы следует проводить с соблюдением защитных мер, особенно если речь идет о лечении с использованием очень токсичных веществ. Обязательны очки, респиратор, перчатки. Также нужно позаботиться о рабочей форме или полиэтиленовом плаще, которые потом стираются при высоких температурах. Так удастся избежать попадания спор в дыхательные пути и на слизистые. Чистить одежду не рекомендуется, ведь таким способом грибы могут распространиться на другие помещения, предметы, кожу и т.д.

Как не допустить заражения:

• Добавлять дезинфицирующие препараты в строительные материалы, использовать комбинированные продукты, чтобы сразу исключить даже вероятность появления микроорганизмов: обычно это 6 килограммов на 10 квадратных метров штукатурного, цементного, бетонного состава
• Обеспечивать зданиям правильную вентиляцию, не допускать застоя влаги и воздуха
• Обрабатывать помещения внутри регулярно специальными средствами
• При повышенной влажности проводить работы сразу после потемнения влажных участков, не ожидая распространения колоний
• Защищать конструкции периодично: раз в 15 лет проходить все неотапливаемые помещения, раз в 7-8 лет уделять внимание фасадам, раз в 30 лет обрабатывать стены зданий, которые защищены навесными вентилируемыми фасадами

Очистка стен внутри помещения

Для работ используются растворы, обладающие нужными свойствами для конкретных условий эксплуатации, материала, самого помещения. Чтобы защитить стену в сухом неотапливаемом подвале понадобится один антисептик, для ванной комнаты в квартире – совершенно другой. Обычно для внутренних работ используют грунтовки против грибка и плесени на водной основе.

Этапы выполнения процедуры:

• Увлажнить пораженные участки, чтобы исключить распространение спор дальше.
• Зачистить шпателем или наждачной бумагой, щеткой по металлу пол, стены и потолок, выходя далеко за рамки поражения. Всю отделку выбросить, не пытаясь стереть (с обоев, к примеру) микроорганизмы.
• Пропитать поверхность дезинфектором, дать высохнуть нужное время, нанести повторно слой. В сложных случаях наносят периодично до 5 раз.
• Выполнить чистовую отделку.

Обработка стен снаружи

Данный вид работ доверять стоит только эффективным средствам с наиболее мощным воздействием и гидрофобными свойствами. Поэтому о безопасности стоит подумать заранее, приготовив защитный костюм, очки, перчатки, респиратор.

Сначала с поверхности механически удаляют пятна, убирают все испорченное плесенью, потом щедро наносят максимально концентрированный раствор. Он не удалит въевшиеся в бетон поры, но будет подавлять их. Потом нужно нанести еще один слой. Сверху можно покрыть отделочными материалами, в составе которых обязательно должен быть дезинфектор направленного действия.

Видео по теме

Обзор антисептиков для искусственного камня

Все современные противоплесневые препараты для бетона относятся к классу бактерицидных. Обеззараживающие составы призваны разрушать клетки мицелия и гребков, не позволяя им размножаться. Поставляются в формате пропиток и грунтовок для внутреннего и наружного применения.

Из-за того, что плесень чрезвычайно устойчива к различным ядам и имеет свойство распространяться снова и снова там, куда попали споры, борьбу с ней ведут веществами, способны полностью разрушить структуру клеток паразита. Это сернокислые соли, кислоты, едкие щелочные составы, кислородные и хлорсодержащие композиции. Все они делятся на водорастворимые, органические, маслянистые и комбинированные.

В разбавленном виде используются для профилактики чистых поверхностей, в концентрированном – для лечения уже зараженных участков. Стоимость препаратов зависит от используемых ингредиентов и страны регистрации производителя. Поэтому обычно предпочтение отдают отечественным продуктам.

Обычно средства поставляются в канистрах по 3-10 литров в виде жидкости либо в сухом виде. Стоимость колеблется в очень широком диапазоне в зависимости от фасовки, фирмы-производителя, работающего состава. Расход материала может быть разным, инструкцию при разведении читать обязательно.

Обработка пораженных поверхностей

• Позаботиться про безопасность: подготовить специальные средства индивидуальной защиты, изолировать из зоны доступа детей и животных.
• Подготовить поверхность, удалив все микроорганизмы и высушив.
• Развести препарат по инструкции и в соответствии с задачей (профилактика требует меньшей концентрации, удаление паразита – большей).
• Нанести пропитку кистью, валиком или пульверизатором. Повторить процедуру один или несколько раз.
• В сложных местах, подверженных влажности, с плохой вентиляцией, обработку проводить регулярно, в обычном режиме – добавлять дезинфектор в отделочные материалы при каждом выполнении ремонта.

Выводы

Антисептик для бетона должен использоваться не только после поражения, но и в процессе выполнения строительных и отделочных работ, снаружи и внутри. Любое утепление стены или отделка фасада должны осуществляться с добавлением в материалы препаратов против плесени и грибка. Тогда внутри и снаружи помещения никогда не появятся микроорганизмы – риска для здоровья людей и сохранности конструкций попросту не будет.

технические характеристики, особенности нанесения, цены

Бетон хоть и не разрушается под действием плесени, все равно требует защиты от нее. Если не удастся справиться с грибком, в скором времени он проявится темными пятнами на отделке и станет разбрасывать споры – источник заражения людей и животных, виновников порчи продуктов. Избавиться от такого паразита можно только с помощью антисептика.

Оглавление:

1. Классификация
2. Обработка поверхностей с грибком
3. Как избежать повторного заражения?

Грибок быстро развивается при высоком скоплении влаги в порах бетона, недостаточной вентиляции и температуре +20-26° С. То есть любое помещение в доме может подвергнуться заражению. Чтобы обезопасить поверхности от плесени и различных бактерий, их необходимо покрывать антисептиками еще до начала отделочных работ. Если же время упущено, и грибок уже появился, следует быстрее уничтожить колонии паразитов с помощью тех же биозащитных составов.

Технические характеристики антисептика напрямую зависят от его концентрации и выбранной основы. Наиболее сильные препараты за счет высокого содержания биоцидов отличаются экономным и регулируемым расходом. Они могут разбавляться в разных соотношениях – для защиты поверхностей или уничтожения уже развившихся колоний паразитирующей микрофлоры. Указанный на упаковке средний расход для готовых к применению антисептиков не является абсолютно точным. Здесь нужно учитывать марку и плотность бетона. Чем выше эти характеристики, тем меньше потребуется противогрибкового раствора.

Правильный подбор антисептика – один из самых сложных вопросов биозащиты. Видов грибка, плесени и прочих микроорганизмов огромное количество, и угадать с формулой, которая будет противодействовать всем, нельзя. По этой же причине отзывы о многих антисептиках столь неоднозначны, ведь не существует универсальных составов, которые одинаково хорошо справятся с любой проблемой. Максимум, на что можно рассчитывать – противогрибковые средства широкого спектра с дезинфицирующим и биоцидным действием. Самые эффективные из них мы рассмотрим в этом обзоре.

Классификация антисептиков по составу:

• Водорастворимые.

Имеют ограниченную сферу применения, так как содержат минеральные соли, агрессивные к металлической арматуре. Хорошо впитываются, но и вымываются легко. Этого недостатка лишен сухой антисептик от биокоррозии для бетона Гамбит, обладающий дополнительным противомикробным действием. После разведения его можно использовать не только как грунт, но и добавлять в строительный или штукатурный раствор для улучшения защитного эффекта. Хотя стоимость его выше, чем у других водорастворимых составов, ведь характеристики Гамбита больше соответствуют мощным комбинированным препаратам.

• На органических растворителях.

Группа действительно эффективных антисептических пропиток от плесени, которыми можно обрабатывать не только бетон, но и любой искусственный камень (кирпич, плитку). Относятся к токсичным веществам и при работе требуют применения СИЗ. Для металлической арматуры безвредны, с паразитирующей микрофлорой справляются за 1-2 нанесения и не теряют защитных свойств в течение нескольких лет.

Такими характеристиками в полной мере обладает антисептик Нортекс-Дезинфектор, который применяют на сильно зараженных поверхностях. Помимо наружной очистки он способен глубоко проникать в толщу монолита и создавать там своеобразный барьер, не допускающий повторного появления плесени и других микроорганизмов.

• Комбинированные.

Изготавливаются по сложной формуле из нескольких действующих компонентов. Чаще их можно купить в виде концентрированных смесей, которые для разных способов обработки разбавляются водой в определенном соотношении. При этом лучше соблюдать рекомендации производителя, чтобы сэкономив на расходе и конечной стоимости не ухудшить характеристики препарата.

Наиболее популярна в этой группе пропитка-антисептик для поверхностей из бетона Ceresit CT-99, которая также может наноситься на штукатурку или окрашенные стены. Концентрированный состав не только уничтожает колонии плесени, бактерий, мха, но и не позволяет оставшимся спорам развиваться, то есть обеспечивает бетону и другим минеральным основаниям длительную защиту.

Для внутренних работ выбирать подходящий антисептик нужно особенно тщательно. Он должен быть не только эффективным и «долгоиграющим», но и не вредить строительным конструкциям, а главное – людям.

Любой противогрибковый антисептик – достаточно агрессивный препарат, и применять его нужно с осторожностью, защищая от него глаза, органы дыхания и кожу. После нанесения на бетон требуется проветрить помещение, чтобы вредные пары окончательно улетучились. Относительно безопасны только профилактические средства, так как концентрация токсинов в них минимальна. Но мерами предосторожности и при работе с «легкими» антисептиками лучше не пренебрегать.

Обработка зараженного бетона

Если грибок уже появился, никакой антисептик от плесени сам по себе не поможет. Здесь нужен целый комплекс мер:

1. Определение и устранение причин поражения.

2. Удаление всех слоев отделки до бетонного основания.

3. Сушка и покрытие антисептиком.

4. Механическая очистка поверхности от остатков колоний грибка (соскабливание, ошкуривание).

5. Повторная дезинфекция бетона.

6. Покрытие водоотталкивающим составом или введение профилактических порций биоцидов в грунтовку либо штукатурный раствор.

Перед снятием пораженной грибком отделки и в процессе его соскабливания необходимо постоянно увлажнять поверхность. Вода свяжет споры, не давая им распространяться по воздуху.

Антисептик для бетона должен наноситься не только на пораженную часть, а применяться во всем помещении. В противном случае микроорганизмы рано или поздно возобновят свою активность. Биозащитный состав распределяют по всему основанию сплошным слоем с помощью распылителя, валика или широкой кисти. Если грибок уже разросся или оказался застаревшим, через сутки обработку повторяют.

Как не допустить повторного заражения?

Несмотря на эффективность выбранного средства, антисептическую профилактику придется проводить регулярно. Например, мощный Нортекс-Дезинфектор для бетона в зависимости от особенностей обрабатываемых поверхностей применяется с такой периодичностью:

• Во влажных помещениях – при первых признаках появления грибка.
• В жилых отапливаемых комнатах – единожды.
• В неотапливаемых помещениях – 1 раз в 18 лет.
• На фасадах зданий – каждые 8 лет.
• Под обшивкой – через 30.

Нортекс можно использовать не только как пропитку, но и вводить в штукатурные цементные растворы, плиточный клей, бетон. В этом случае расход Дезинфектора составит 6 кг/м3 готовой смеси. Помимо обработки нужно создавать в помещениях такие условия, при которых замершие грибницы и споры не смогут активизироваться. Для этого в доме следует поддерживать влажность не выше 60% или хотя бы обеспечить нормальный режим вентиляции.

Название	Расход в готовом виде, г/м2	Объем упаковки, л	Цена, рубли
Церезит СТ-99	30 – 90	1	300
Капатокс	120	10	2070
Нортекс-Дезинфектор	80	9	2000
Гамбит	400	0,3	900

Антибактериальные средства для бетона | Энциклопедия MDPI

Бетон является наиболее часто используемым материалом для строительства миллионов сооружений по всему миру. Цементные конструкции часто подвергаются воздействию окружающей среды с высокой влажностью и воздействию атмосферных факторов, таких как кислотные дожди, которые делают их уязвимыми для прикрепления микробов с последующей колонизацией и разрушением с течением времени. В свете этих соображений исследователи обратили свое внимание на разработку экологически чистых и устойчивых альтернативных материалов, которые обладают характеристиками, аналогичными традиционному бетону, с использованием нанотехнологий.

противообрастающие покрытия золь-гель методика антибактериальная активность сохранение культурного наследия

1.

Введение

Бетон является наиболее часто используемым материалом для строительства миллионов сооружений по всему миру. Хотя он играет решающую роль в строительстве, он считается загрязнителем окружающей среды из-за выбросов CO ₂ в результате его производства ^{[1] [2]} . Кроме того, цементные конструкции часто подвергаются воздействию окружающей среды с высокой влажностью и воздействию атмосферных факторов, таких как кислотные дожди, которые делают их уязвимыми для прикрепления микробов с последующей колонизацией и разрушением с течением времени. В свете этих соображений исследователи обратили свое внимание на разработку экологически чистых и устойчивых альтернативных материалов, которые обладают характеристиками, аналогичными традиционному бетону, с использованием нанотехнологий 9.0011 [1] . Хорошо известно, что пятна на бетонных стенах и фасадах зданий возникают в результате явлений биодеградации и цементных конструкций для ирригации и канализации, которые обычно возникают в результате роста цианобактерий, грибов и водорослей ^{[3] [4]} . Микробный рост и микроорганизмы, присутствующие на поверхности бетона, тесно связаны со значениями pH, воздействием климата и доступностью питательных веществ ^[5] . Кроме того, как упоминалось ранее, кислотные дожди и загрязнение воздуха могут способствовать развитию микробов из-за образования азот- или серосодержащих соединений ^{[6] [7]} . Сообщается о некоторых различных механизмах, в которых микроорганизмы могут способствовать разрушению бетона ^[8] . Основными путями деградации ^{считались физический износ, вызванный размножением бактерий, что приводит к механическому разрушению бетонных конструкций, эстетическое ухудшение из-за образования биопленки на поверхностях зданий, и химическая коррозия, возникающая в результате элиминации метаболитов [6].} . Все эти факторы, негативно влияющие на эстетические характеристики, механические свойства и устойчивость бетонов, также влекут за собой дополнительные затраты на ремонт и реконструкцию конструкций. По этим причинам исследователи пытались разработать альтернативные и инновационные вяжущие материалы, которые могли бы проявлять противомикробные, антибактериальные и противообрастающие свойства за счет использования добавок к цементному тесту, обладающих противомикробными свойствами против одного или нескольких микроорганизмов, не влияя на механические свойства бетонного материала.

2. Антибактериальные средства для бетона

Все упомянутые антибактериальные средства для защиты бетона приведены в Таблица 1 .

Таблица 1. Список распространенных антибактериальных средств, используемых для консервации цементных конструкций.

наночастиц

Антибактериальные средства	Авторы	Арт.
НЧ ZnO и MgO	Сингх и др.	[1]
Металлические цеолиты и антибактериальные полимерные волокна	Де Муйнк и др.	[9]
Эпоксидные смолы	Конг и др.	[10]
Соединения четвертичного аммония	Джавахердашти и др.	[11]
Галогенированный комплекс	Цю и др.	[12]
Окись металла, серебро и порошок вольфрама	Плутино и др.	[13]	Сикора и др.	[14]
Наночастицы серебра в коммерческом покрытии на основе диоксида кремния	Нам, К.Ю.	[15]
ZnO, TiO 2 , SiO 2 наночастицы	Дышлюк и др.	[16]
SiO 2 – наногибридные соединения Ag в акриловых покрытиях	Ле и др.	[17]
Наночастицы серебра в N-SiO 2 наноносители	Домингес и др.	[18]
BiOCl x Br 1-x микроцветы	Гао и др.	[19]
TiO 2 наночастицы, золь фторкремния	Чжу и др.	[20]
TiO 2 наночастицы	Вердье и др.	[21]
TiO 2 модифицированный углеродом и азотом	Янус и др.	[22]
TiO 2 и наночастицы ZnO в дополнение к полиэтиленгликолю (ПЭГ)	Дехкорди и др.	[23]
Fe 2 O 3 содержащийся в стальном шлаке промышленной индукционной печи	Бааламуруган и др.	[24]
Летучая зола, переработанная в процессе щелочной активации с добавлением Zn	Родвиок и др.	[25]
Геополимерный цемент на основе метакаолина с добавлением 5-хлор-2-(2,4-дихлорфенокси)фенола	Рубио-Авалос, Дж. К.	[26]
Геополимерный цемент на основе метакаолина с добавлением отходов стекла	Даль Поггетто и др.	[27]
Частицы цинка или глины, легированные цинком	Роганян и др.	[28]
Гранулированный активированный уголь и основной кислород, частицы сталелитейного шлака, медь и кобальт в качестве металлов-ингибиторов	Хусто-Рейносо и др.	[29]

2.1. Полимеры и неорганические биоцидные добавки как антибактериальные агенты

В последние годы ученые пытались уменьшить бактериальную деградацию, обрабатывая поверхности бетонных конструкций биоцидными агентами или антимикробными полимерами, добавляемыми непосредственно в цементную смесь. В работе, представленной De Muynck et al. в 2009 г. металлические цеолиты и антибактериальные полимерные волокна применялись на бетонной поверхности канализационных коллекторов для предотвращения биогенной сернокислотной коррозии ^[9] . Несмотря на наличие антибактериальных соединений, приводящих к значительному снижению бактериальной активности, обработка коммерческих поверхностей эпоксидными и полиурическими покрытиями показала лучшие результаты. Более поздние исследования, проведенные Kong et al. в 2019 годуподтвержден лучший защитный эффект эпоксидных смол для цемента, подвергающегося коррозионному действию сточных вод ^[10] . В своей статье авторы сообщили об исследованиях эпоксидного покрытия из каменноугольной смолы, капиллярно-кристаллического гидроизоляционного покрытия на основе цемента и бактериального покрытия на основе цемента. Первый показал отличный эффект защиты от коррозии сточных вод. Он имеет структуру с низкой пористостью и такую ​​же прочность на сжатие, как и необработанный образец бетона, погруженный в воду и биоцидные покрытия на основе цемента, функциональными компонентами которых являются фталоцианин меди, оксид меди и нитрат калия. В литературе описаны многие другие биоцидные агенты, подходящие для бетона, такие как соединения четвертичного аммония, галогенированный комплекс, оксид металла, серебро и вольфрамовый порошок 9.0011 [11] ^{[12] [13]} .

2.2. Использование нанотехнологий для предотвращения роста микробов

В последние годы было исследовано использование нанотехнологий для контроля влияния размножения микробов на бетон ^{[30] [31]} . В частности, CuO, Cu ₂ O, ZnO, TiO ₂ , Al ₂ O ₃ и Fe ₃ O ₄ наночастиц (НЧ), включенных в цементное тесто, по данным Sikora. et al., проявляли биоцидную активность, хотя колонии были способны к репролиферации ^[14] . В современных технологиях наночастицы серебра также добавляют в коммерческое покрытие на основе кремнезема для придания антимикробных свойств настенным покрытиям ^{[15] [32]} . Добавление этих неорганических веществ в краски, таких как наночастицы ZnO и MgO, как описано Singh et al., способствует защите эстетических свойств поверхностей зданий, избегая развития бактерий ^[1] . Дышлюк и др. показали, что наночастицы оксида цинка размером 2–7 нм и концентрацией от 0,1 до 0,25% в водной суспензии уменьшают размножение микроорганизмов, обычно атакующих строительные материалы, на 2–3 порядка. В то же время TiO ₂ и SiO ₂ проявляли более низкую бактерицидную активность ^[16] . Другой стратегией улучшения противомикробного действия, термостойкости и долговечности является разработка и включение наногибридных соединений SiO ₂ –Ag в акриловые покрытия, как Le et al. ^[17] определен. Использование частиц SiO ₂ в составе красок имеет задачу повышения адгезии покрытий к бетонным стенам зданий за счет химического взаимодействия с компонентами цементного теста. Правильное понимание этих взаимодействий, играющих важную роль в биоцидной активности покрытий, может помочь в разработке материалов с улучшенными противообрастающими свойствами. Недавно Домингес и соавт. синтезировали покрытие из наночастиц серебра, нанесенных на N-SiO ₂ наноносители с использованием N-[3-(триметоксисилил)пропил]этилендиамина и инкапсулированные в органически модифицированную кремнеземную матрицу (ОРМОСИЛ) золь-гель методом ^[18] . Положительно заряженные группы -NHx, связанные с наночастицами SiO ₂ , приводят к взаимодействию со стенками клеток, имеющими отрицательный заряд ^[33] . Это покрытие показало лучшие противообрастающие свойства из-за его способности образовывать шероховатую поверхность на нанометровом уровне, придавая ему супергидрофобные свойства. Другое исследование, проиллюстрированное Gao et al., описало важность гидрофобности покрытий как свойства, влияющего на активность бактерий, и как большой потенциал для энергосбережения в зданиях ^[19] . Они синтезировали покрытие на основе микроцветков BiOCl _x Br _1−x , отличающееся высоким коэффициентом отражения в ближней ИК области. После нанесения на поверхность строительных материалов, таких как бетон, они могут уменьшить рост микробов при внутренней температуре ^[19] . Чжу и др. также описали возможность синтеза гибридных кремнеземных покрытий, обладающих одновременно теплоотражающими, противообрастающими и атмосферостойкими свойствами. Они приготовили супергидрофобный раствор для зданий, смешав черные пигменты, цемент, песок и TiO 9 .0009 2 наночастиц и нанесли золь фторкремния на поверхность бетона ^[20] . Антибактериальная активность покрытий TiO ₂ также исследовалась Verdier et al. Они оценили устойчивость полупрозрачных покрытий к развитию бактериальных биопленок в усиленных условиях выращивания на цементных субстратах ^[21] . Хотя оксид титана показал большой потенциал в области строительства, он представлял собой существенное ограничение из-за его возбуждения при воздействии ультрафиолетового излучения. Наиболее правильным решением является модификация TiO ₂ фотокаталитическая структура с неметаллическими элементами или легированная ионами переходного металла ^[34] . Янус и др. изучали микробную инактивацию на бетонных плитах, обработанных TiO ₂ , модифицированным углеродом и азотом, описывая увеличение скорости удаления бактерий и усиление противомикробной активности ^[22] . Растворы, усовершенствованные модифицированным диоксидом титана, могут найти широкое применение в зданиях, требующих высокой степени дезактивации, таких как больницы, школы или водохранилища. Дехкорди и др. предложил использовать TiO ₂ и наночастицы ZnO в дополнение к полиэтиленгликолю (ПЭГ) в качестве нового антибактериального покрытия, наносимого на поверхность строительных материалов ^[23] . ПЭГ, используемый в качестве стабилизатора для предотвращения роста обычных бактерий, т. е. кишечной палочки, повышал стабильность исследуемых образцов белого портландцемента. Хорошо известно, что оксид железа также проявляет антибактериальную активность ^[14] . Бааламуруган и др. показали, что Fe ₂ O ₃ , содержащийся в сталеплавильном шлаке промышленной индукционной печи, обладает антибактериальной активностью и может быть использован для производства строительных материалов для повышения устойчивости к микробному разрушению ^[24] .

2.3. Гибридные материалы на основе геополимеров с антимикробными свойствами

Летучая зола, являющаяся отходом тепловых электростанций и содержащая большое количество SiO ₂ и Al ₂ O ₃ , также может быть использована для производства инновационных материалов с антибактериальными свойствами. В связи с этим Rodwihok et al. сообщили об исследовании, в котором летучая зола была переработана с помощью процесса щелочной активации с добавлением цинка, что усилило ингибирующие рост микробов свойства ^[25] . Эти отходы также можно использовать в качестве первичных ресурсов для подготовки и синтеза инновационных материалов на основе гибридных геополимеров. Эти матричные компоненты с сильными антибактериальными свойствами могут быть добавлены, создавая новые защитные бетоны для зданий. В последнее время в литературе изучалась антисептическая эффективность геополимерного цемента на основе метакаолина, нагруженного органическими и неорганическими соединениями, такими как 5-хлор-2-(2,4-дихлорфенокси)фенол и стеклянные отходы, по отношению к грамположительным и грамположительным бактериям. описал ^{[26] [27]} . Еще один важный аспект оценки касается бетонов и цементов, используемых в каменных конструкциях зданий, а также в гражданской инфраструктуре и системах канализации городских сточных вод. В связи с этим Роганян и соавт. изучали три типа покрытий для предотвращения биокоррозии в канализационных трубах из-за образования серной кислоты микроорганизмами ^[28] . Они исследовали влияние на рост микробов путем нанесения различных покрытий между бетоном и поверхностью труб, полученных путем добавления частиц цинка или частиц глины, легированной цинком, продемонстрировав более высокую устойчивость к деградации по сравнению с обычными покрытиями на основе цемента и геополимера. Хусто-Рейносо и др. предложили заменить мелкие заполнители, традиционно используемые в цементных смесях, гранулированным активированным углем и частицами печного сталеплавильного шлака с основным кислородом, медью и кобальтом в качестве металлов-ингибиторов развития ацидогенных микробов в бетонных канализационных трубах ^[29] . В этом исследовании также описаны улучшенные механические свойства, такие как прочность на сжатие и изгиб для цемента, обработанного по сравнению с обычными.

Антимикробные добавки — NPCA

By Sam Lines

Бетон является одним из самых экономичных и широко используемых строительных материалов в мире. Его прочность и долговечность, а также способность принимать практически любую форму делают бетон ведущим строительным материалом, который выбирают дизайнеры.

Тем не менее, иногда бетон может разрушаться в результате контакта с химическими веществами, минералами и условиями окружающей среды. Механизмы порчи включают, среди прочего, повреждение от замерзания и оттаивания, воздействия солей и карбонизации.

Одной из причин износа является микробная коррозия бетона (MICC).

Исследование MICC

Основная причина MICC хорошо документирована. После Второй мировой войны К.Д. Паркер обнаружил, что сероокисляющая бактерия — Acidithiobacillus thiooxidans — использовалась для преобразования газообразного сероводорода в серную кислоту, и он написал об этом в «Коррозии бетона».

Паркер первоначально назвал эту бактерию «Thiobacillus concretivorus», потому что она «поедала» бетон. Кислота воздействует на бетон, вызывая эрозию или «коррозию» поверхности (не путать с коррозией арматурной стали).

Acidithiobacillus thiooxidans являются основными бактериями, вызывающими MICC в трубах канализационных систем1. Эти бактерии живут в среде с очень низким pH, около 2-4. Для справки, бетон обычно имеет pH 12-13. Высокий начальный pH нового бетона обеспечивает период невосприимчивости к росту большинства бактерий. Поскольку рН бетонной поверхности снижается из-за карбонизации и канализационных газов, она становится более благоприятной для размещения бактериальных колоний.

Три фазы коррозии

На основании работы Islander, et.al.2 и подтвержденной House3, существует три различных фазы процесса коррозии. (см. рис. 1)

• Фаза 1 представляет собой карбонизацию бетона, естественный процесс. При рН 12-13 бетон очень щелочной. Чистая вода имеет рН около 7, а кислоты имеют очень низкий рН. Кислоты реагируют с компонентами бетона, содержащими гидроксид кальция (CH) и гидрат силиката кальция (CSH), что обеспечивает высокую щелочность. Углекислый газ, тиосерная кислота и другие слабые кислоты абиотически снижают рН бетона примерно до 9.. Этот процесс может занять месяцы или даже годы, в зависимости от качества бетона.
• Фаза 2 — фаза биологической привязанности. При рН 9 начинают колонизировать кислотообразующие бактерии других видов, например, Thiomonas intermedia, Halothiobacillus neapolitanus и Thiobacillus thioparus. Эти бактерии превращают сероводород в серную кислоту. Слабая серная кислота, вырабатываемая этим штаммом, снижает pH бетона до тех пор, пока бактерии не отмирают и не колонизируется другим штаммом. Каждый штамм аэробных тиобацилл вырабатывает более сильную серную кислоту, чем предыдущий. Sand и Bock4, а также Cho и Mori5 заявляют, что эти нейтрофильные бактерии, окисляющие серу (NSOB), необходимы для колонизации Acidithiobacillus thiooxidans.
• Фаза 3 представляет собой фазу кислотной коррозии. Acidithiobacillus thiooxidan, ацидофильные бактерии, окисляющие серу (ASOB), производят сильную серную кислоту, быстро разрушающую бетон. В экстремальных условиях высоких концентраций сероводорода выше уровня жидкости сточных вод бетонные конструкции могут терять до половины дюйма (12 мм) массы ежегодно на этапе 3. Это может занять от двух до трех лет или от 10 до 10 лет. 15 лет, чтобы эта цепь событий достигла такого уровня разрушения, в зависимости от качества бетона и состояния канализации.

Высококачественный бетон — первая линия обороны

В суровых условиях, подверженных воздействию сульфатов, хлоридов или кислот, важно использовать высококачественную бетонную смесь с низким водоцементным отношением (в/ц). ). Согласно книге Portland Cement Association (PCA) «Проектирование и контроль бетонных смесей», «пониженная проницаемость улучшает устойчивость бетона к замораживанию и оттаиванию, повторному насыщению, проникновению сульфатов и хлорид-ионов и другим химическим воздействиям».

Для повышения долговечности важно уменьшить проницаемость бетона. Водоцементное отношение 0,45 подходит для большинства бетонных изделий, которые не подвергаются воздействию суровых условий. Если существует вероятность того, что бетон будет подвергаться воздействию суровых условий, водоцементное отношение не должно превышать 0,40.

Помимо низкого водоцемента использование пуццолановых и вторичных вяжущих материалов (ВЦМ) может увеличить плотность бетона и снизить проницаемость бетона. Летучая зола, шлак и микрокремнезем являются вариантами. Использование одной или нескольких из этих минеральных добавок в составе бетонной смеси может повысить прочность и плотность бетона, одновременно снизив пористость и улучшив химическую стойкость.

Многообещающая работа с наноматериалами также указывает на значительное снижение проницаемости с помощью таких добавок, как коллоидный кремнезем. Добавки на основе коллоидного диоксида кремния, используемые в бетоне, показали повышенную прочность на сжатие и изгиб в дополнение к снижению проницаемости воды при высоком гидростатическом давлении. Также известно, что они уменьшают каналы слива воды в затвердевшем бетоне.

Противомикробные добавки

Хотя уплотнение бетона важно для увеличения срока службы бетонной конструкции, оно не остановит биологический процесс, который позволяет бактериям Thiobacillus колонизировать. Антимикробные добавки к бетону и антимикробные герметики для поверхностного нанесения эффективно снижают воздействие MICC6. Антимикробные добавки и герметики делают бетон непригодным для роста и колонизации нейтрофильными бактериями в фазе 2, тем самым разрывая цепь событий, ведущих к ацидофильным бактериям и фазе 3 процесса MICC.

Антимикробные добавки для бетона доступны в виде порошка и жидкости. Независимо от типа материала, любой материал, который продается как консервант продукта и помечен как противомикробный, считается пестицидом в соответствии с Федеральным законом об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах (FIFRA).

Производители сборных железобетонных изделий должны убедиться, что любой продукт, который они приобретают, имеет регистрационный номер Агентства по охране окружающей среды США при продаже в Соединенных Штатах. Регистрация в стране импорта может потребоваться, если продукт продается за пределами США. Кроме того, в каждом штате США требуется регистрация всех пестицидов, продаваемых и поставляемых в конкретный штат. Если пестицид используется в качестве консерванта материала (например, когда противомикробное средство добавляется в бетон), обработанное изделие обычно не нужно регистрировать. Это называется «исключением обработанных изделий».

Антимикробные добавки к бетону относятся к типу S согласно ASTM C494, «Стандартные технические условия на химические добавки для бетона», которые применимы как к жидким, так и к нежидким добавкам в бетон.

Раздел 2.1.5 Руководства по контролю качества NPCA гласит: «Добавки должны быть продуктами производителей, у которых имеются данные испытаний для установления их воздействия на бетон и совместимости с другими материалами в смеси». Сертификаты соответствия для химических добавок должны быть предоставлены дистрибьютором продукта или производителем и должны ежегодно обновляться.

Дозирование добавки в бетонную смесь зависит от типа продукта и используемого объема. Если добавка является жидкостью, дозировка указывается в унциях на 100 фунтов цемента, также называемых CWT, или в галлонах на кубический ярд. Сухой порошок дозируется по весу в процентах от содержания цемента. Жидкость также может дозироваться в весовых процентах, если известна удельная масса примеси.

При дозировании жидкости количество может быть измерено вручную или автоматически и добавлено к партии во время части цикла дозирования, рекомендованной поставщиком добавки. Большинство порошкообразных добавок, используемых для защиты MICC, дозируются вручную. Сухой материал может поставляться в водорастворимом мешке с предварительно измеренным объемом на один ярд бетона.

Антимикробные добавки в бетон предназначены для остановки перехода процесса MICC в Фазу 2. Как правило, они не эффективны для предотвращения коррозии от химических воздействий, таких как погружение в серную кислоту.

Уплотнитель бетона может обеспечить некоторую защиту при pH всего 2 или 3. Надлежащим методом тестирования для подтверждения эффективности продукта является тест на бактериальную колонизацию (ISO 22196 – Измерение антибактериальной активности

На пластмассах и других -пористые поверхности, модифицированные для бетона) или испытание погружением в биогенную кислоту (ASTM C1904 – Стандартные методы испытаний для определения воздействия биогенного подкисления на антимикробные добавки в бетон и/или бетонные изделия).

Модифицированный тест ISO 22196 сначала создает условия, в которых бактерии растут и выживают. Как разработано Situ Biosciences, бетон сначала карбонизируется до pH поверхности от 6,0 до 6,5. При этом pH два преобладающих NSOB растут и размножаются на эталонном бетоне. Успешная антимикробная добавка приводит к снижению количества бактерий по сравнению с исходными колониеобразующими единицами (КОЕ), нанесенными на образец, в отличие от значительного увеличения количества бактерий в эталонном образце. Этот тест может занять от трех до шести месяцев.

Подкомитет ASTM C13.03 – Определение воздействия биогенной серной кислоты на бетонные трубы и конструкции разработал простой, безопасный и реалистичный тест для антимикробных добавок и альтернативных составов бетонной смеси. ASTM C1904-20 представляет собой метод испытаний для определения эффективности результатов биогенного подкисления бетонных изделий и/или эффективности антимикробных продуктов для сопротивления микробно-индуцированной коррозии (MIC) бетона. Этот тест основан на исследованиях и методах тестирования, разработанных за последние несколько десятилетий для ускорения процесса MICC для оценки продуктов.

В стандарте предусмотрено три метода для использования в зависимости от тестируемой добавки.

• Метод А используется для проверки эффективности жидких противомикробных добавок (см. рис. 2).
• Метод B представляет собой испытание растворной вафли, содержащей антимикробную добавку, погружением в биогенную кислоту.
• Метод C представляет собой трехэтапное испытание растворной пластины погружением в кислоту с использованием ASOB для создания кислых условий.

В дополнение к исследованиям NPCA и ASTM, MICC теперь является предметом обсуждения в Комитете 201 по долговечности Американского института бетона (ACI). Этот комитет сформировал целевую группу с целью разработки главы о MICC для своего руководства ACI 201.2R по прочному бетону. В комитет входят представители со всего мира, которые привносят в отрасль новые исследования и информацию.

Практически каждый материал имеет механизм, с помощью которого его можно повредить. Знание и понимание MICC полезно при разработке продуктов с использованием бетона, которые переживут нашу жизнь. Имеются решения для защиты бетона и/или снижения риска MICC в продуктах канализационной инфраструктуры. PI]

Сэм Лайнс — технический директор Concrete Sealants Inc.

Рис. 1

Рис.0002 1 E.B.N.V.W. Vincke, «Анализ микробных сообществ на корродированных бетонных канализационных трубах – тематическое исследование», Appl Microbiol Biotechnol, стр.