Применение биоцидных добавок в бетоне

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение  высшего профессионального  образования

«Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова»

Факультет бизнеса

Управление проектами и программами

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Технологические основы управления проектами»

на тему «Применение биоцидных добавок в бетоне»

Выполнил:

студент группы 33-07

очной формы обучения

Факультета бизнеса

Пиксайкин Никита

Научный руководитель:

д.т.н., проф. Дмитриев Александр Николаевич

Москва – 2014 

Содержание

Введение                                                                                                                      3

1 История создания бетона                                                                                  5

1 Биоповреждения цементных композитов, механизмы биокоррозии и

   методы защиты                                                                                                     8

1.1 Биоповреждения цементных композитов. Влияние микроорганизмов

на экологию                                                                                                    8   

     1.2 Методы защиты от биоповреждений                                                         10

2 Анализ себестоимости производства бетонов на примере

   ОАО «Завод ЖБК-1»                                                                                       13    

      2.1 Анализ себестоимости производства бетонов                                       13   

      2.2 Анализ потерь от биоповреждений цементных композитов                   17

3 Описание получения технологии биоцидных бетонов                                  21

     3.1 Материалы для исследований. Методы исследований                              21

     3.2 Бетоны с биоцидной добавкой «Тефлекс Антиплесень»                          23

     3.3 Бетоны с биоцидной добавкой «Тефлекс – индустриальный»              25  

     3.4 Бетоны с биоцидной добавкой «Тефлекс дезинфицирующий»                27

4 Экономическая эффективность разработки технологии получения

   биоцидных бетонов                                                                                               30

Заключение                                                                                                               34

Список использованных источников                                                                     36                                                             

Введение

     Биозаражения зданий  и сооружений ведут к нарушению  экологической ситуации. Совокупность  экстремальных изменений окружающей  среды, проявляющаяся в виде различных  процессов инфицирования и биодеградации строительных материалов и конструкций, представляет серьезную угрозу внутригосударственным мерам по безопасности жизнедеятельности людей, защите их здоровья. Для повышения долговечности строительных конструкций и улучшения экологической ситуации необходимо принимать меры, снижающие или исключающие агрессивное биологическое воздействие.

     В настоящее время  проблеме повышения долговечности  изделий и конструкций зданий  и сооружений уделяется все  большее внимание. Это обусловлено  тем, что в связи с постоянной  химизацией народного хозяйства  и расширением внедрения биотехнологических процессов в производство на строительные материалы и изделия воздействует все большее число агрессивных сред, одними из которых являются микроорганизмы и продукты их метаболизма.

     Установлено, что более 50% общего объема регистрируемых в мире повреждений связано с деятельностью микроорганизмов. Биоповреждениям подвержены практически все материалы, в то числе цементные растворы и бетоны, композиционные материалы на других связующих, древесина и т. д. Эти материалы эксплуатируются в условиях, благоприятных для размножения микроорганизмов: на мясомолочных комбинатах, в овощехранилищах, животноводческих зданиях и т. д. Плесневые повреждения часто можно встретить на внутренних стенах больниц, церквей и монастырей, винных погребов, различных помещений предприятий пищевой промышленности, на произведениях искусства, памятниках архитектуры, в жилых помещениях.

     Актуальность данной  работы обусловлена необходимостью  описания таких биоцидных препаратов, которые:

− не загрязняют окружающую среду;

− способны противостоять микроорганизмам различных систематических групп (бактерии, плесневые грибы и т. д.);

− имеют длительный срок защитного действия;

− доступны и дешевы.

История создания бетона

     Бетон, как искусственный строительный материал, состоящий из воды, вяжущего вещества и заполнителей, известен с самой глубокой древности. Жители Междуречья использовали его при возведении своих жилищ и хозяйственных построек более 7000 лет назад. В сербском поселке Лапински Вир, что на берегу Дуная, в одной из хижин поселения каменного века, был обнаружен бетонный пол толщиной 25 см. Археологи датируют находку шестым тысячелетием до н.э. Бетон использовали и строители Великих пирамид. Есть основания полагать, что знаменитый Египетский лабиринт, который, по выражению Геродота, «превосходит размерами пирамиды», был построен именно из этого материала. 
     Древние римляне вывели строительство из бетона на новый уровень – они оставили после себя не просто какие-то черепки и фундаменты зданий, а целые кварталы бетонных построек. Даже сегодня не потеряли своей значимости конструктивные особенности римских бетонных дорог, полов, сводов и куполов. К сожалению, технология изготовления римского бетона была безвозвратно утрачена в средние века. 
     Древний бетон, разумеется, отличался от современного. Главное отличие – в его составе не было цемента. Роль вяжущего вещества выполняли глина, гипс или известь. Впервые вещество, приближенное по своим свойствам к нынешнему цементу, было получено англичанином Джеймсом Паркером в 1796 году. Однако свойства нового материала, полученного в результате обжига глины с известью, были далеки от идеала, и строители остались верны старой доброй каменной кладке. Тридцать лет спустя англичанин Джозеф Аспдин и наш соотечественник Егор Челиев независимо друг от друга объявили о создании цемента. В 1825 году Челиев даже выпустил книгу, обобщающую свои опыты – «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель, или цемент, весьма прочный для подводных строений, как то: каналов, мостов, бассейнов и плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений». Известно, что цемент, созданный Челиевым, был использован во время восстановления Кремля после пожара 1812 года.  Тем не менее весь западный мир убежден, что пальма первенства в создании цемента единолично принадлежит Аспдину.

     Интересно, что современный цемент в мешках, который мы покупаем в строительных супермаркетах, очень близок по свойствам тому самому портландцементу, полученному Аспдином и Челиевым почти 200 лет назад.

Изобретение цемента и дальнейшее его смешивание со щебнем (гравием), песком и водой, позволило получить инновационный строительный материал –бетон. Следующим этапом этой строительной революции, благодаря которой мы живем и работаем в прочных, относительно недорогих в изготовлении, многоэтажных домах, было появление железобетона и железобетонных изделий (ЖБИ).

     Вероятно, мы никогда не узнаем имя человека, впервые решившего совместить металлический остов и бетонный массив. В середине 19 века строители в Европе стихийно начали применять эту технологию, еще не подозревая об истинных свойствах полученного материала. В 1854 году прозорливый английский штукатур Уильям Уилкинсон получил патент на тандемное использование железа и бетона, однако первым, кто досконально изучил и описал свойства ЖБИ, был французский подрядчик Франсуа Куанье. Он построил из железобетона сразу несколько зданий, а 1861 году выпустил книгу, в которой обобщил свои опыты. Четыре года спустя в Нью Кастле был построен дом, полностью состоящий из железобетонных конструкций, а к концу 19 века эта технология распространилась по всей Европе и Америке.

     По какой-то невероятной прихоти судьбы, ни Уилкинсон, ни Куанье не считаются изобретателями ЖБИ. Это почетное звание досталось простому садовнику Жозефу Монье. Летом 1861 года он обнаружил, что бочка, в которой было посажено апельсиновое дерево, треснула. Монье обтянул было бочку металлическими обручами, но от частых поливов они довольно скоро проржавели. Тогда изобретательный садовник обмазал всю конструкцию раствором – получилось и прочно, и красиво. Не долго думая, новатор побежал в патентное бюро и запатентовал «садовые кадки из железа и цементного раствора». Он бросил былое ремесло и с головой окунулся в железобетонное дело – поставил на поток производство кадок, построил первый железобетонный бассейн, взял патенты на резервуары и ЖБИ трубы. В 1869 году Жозеф Монье начал производить железобетонные плиты перекрытия и перегородки и также запатентовал это изобретение. Так постепенно он снискал себе славу «короля ЖБИ» и изобретателя нового революционного строительного материала.

     Непосредственно биоцидные  добавки, добавляемые  в бетон, появились  около 5 лет назад и только находят свое практическое применение в строительстве.

1 Биоповреждения цементных композитов, механизмы биокоррозии и методы защиты

     1.1 Биоповреждения  цементных композитов. Влияние микроорганизмов  на экологию

     В настоящее время актуальны исследования по биодеградации и биосопротивлению строительных материалов, которые в процессе эксплуатации в гидротехнических сооружениях, животноводческих и птицеводческих помещениях, зданиях предприятий мясомолочной промышленности, кожевенных фабрик, овощехранилищах, плавательных бассейнах и т. д. подвергаются разрушающему действию биологически активных сред. Микроорганизмы постоянно и повсеместно обитают в среде пребывания человека, используя органические и неорганические соединения, входящие в состав всего созданного человеком как питательный субстрат. Установлено, что в настоящее время более 50%  общего объема регистрируемых в мире повреждений связано с деятельностью микроорганизмов. Отечественными и зарубежными исследователями установлено, что биоповреждениям подвержены практически все материалы, в том числе полимерные, цементные растворы и бетоны, древесина. Под биоповреждениями понимают разрушение материалов и нарушение работоспособности изделий в результате воздействия биологических агентов и продуктов их жизнедеятельности.

     Грибы разрушают каменные материалы не только химически, но и механически. Рост биомассы микромицетов, внедрившихся в поры и микротрещины, способствует расширению последних и усталостному разрушению камня. Грибы, растущие на камнях, задерживают пыль и грязь, заносимые ветром и птицами. Ученые изучали биоповреждение бетонов в конструкциях подвальных помещений цехов хлебозавода, продолжительность эксплуатации которых составит 50 лет. Осмотр конструкций показал, что их поверхность во многих местах покрыта многочисленными колониями плесневых грибов родов Aspergillus, Penicillium, Cladosporium. Установлено, что поверхностная прочность бетонов здесь снижалась в 2 раза.

     Биологическое  повреждение зданий с наружной  стороны связано, как правило, с нарушением водоотводящих элементов, гидроизоляции, запыленностью фасадов и повышенным содержанием в атмосфере аммиачных, сернистых, углеродистых и других соединений. И не случайно фактические сроки службы бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатируемые примерно в одинаковых условиях, различаются в 3-7 раз.

     В последние  годы отмечается рост разнообразия  и численности микроорганизмов, вызывающих биоповреждения материалов  и сооружений. Возросла агрессивность  известных видов. Внедрение новых материалов в строительство лишь на первых порах способствуют ограничению этого вида разрушения. Подсчитано, что ущерб, причиняемый объектам в результате биоповреждений, составляет многие десятки миллионов долларов. Процессы биоразрушений прогрессируют с каждым годом. Выборочное обследование зданий и сооружений в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Владивостоке, Якутске, Саранск и в других городах показало, что большое их число поражено микроорганизмами многих видов.

     Совокупность экстремальных изменений окружающей природной среды, проявляющая себя в виде различных процессов инфицирования населения и биодеградации материалов и строительных конструкций, представляет серьезную угрозу безопасности жизнедеятельности людей и препятствует внутригосударственным мерам по защите их здоровья. Риск возникновения и развития биоповреждений следует исключить на самой ранней стадии, т. е. уже при проектировании строительных изделий и конструкций, так как внешне безобидные пятна плесени, разрушающие материалы, могут представлять серьезную опасность для людей и животных. Не исключено, что микроорганизмы, для которых питательной средой являются вещества, вредные для человека, становятся значительно более вредными для человека и животных, чем сами эти вещества. Специальный журнал Европейского медицинского общества сообщает, что попавшие в человеческий организм небольшие дозы микотоксинов могут вызвать через несколько лет появление раковых опухолей.

1.2 Методы защиты от биоповреждений

Изучение работ отечественных и зарубежных авторов в области биотехнологии позволило обобщить основные методы борьбы с биоповреждениями композиционных строительных материалов . Они могут быть временными и длительными (рисунок 1.1). Чтобы правильно и эффективно применять те или иные методы зашиты материалов и конструкций, необходимо знать видовой состав специфических возбудителей биоповреждений в различных условиях Существуют различные методы обнаружения выделения микроорганизмов.

Химические методы

     Один из наиболее эффективных и длительно действующих способов защиты строительных материалов и конструкций от поражений микроорганизмами - применение биоцидных соединений. Последние вводят в состав материала при его изготовлении или методом пропитки. Кроме того, на поверхность материалов и изделий, подверженных микробному поражению, наносят биоцидные лакокрасочные и клеющие покрытия.

     Биоциды, использующиеся для уничтожения микроорганизмов, можно разделить на две группы:

• фунгициды - для защиты материалов и изделий от повреждения грибами (главным образом плесневыми);
• бактерициды - для защиты от гнилостных, слизеобразующих, кислотообразующих и других бактерий.

     Как уже отмечалось, основной ущерб строительным материалам и конструкциям в зданиях с биологически активными средами причиняют микроорганизмы, прежде всего плесневые грибы. Применяемые для облицовки пористые силикатные материалы с целью защиты их от поражения микромицетами обрабатывают гидрофобизирующими жидкостями с добавками фунгицидов. Хорошие результаты получены при обработке облицовочных материалов из белого цемента, туфа и ракушечника 2 % раствором метилсиликоната натрия (гидрофобизатора) с добавкой хлористого цинка и медного купороса. Такая обработка, повышает не только грибостойкость, но и механическую прочность строительного материала.

2 Анализ себестоимости производства бетонов на примере                       ОАО «Завод ЖБК-1»

2.1 Анализ себестоимости производства бетонов

     В рыночных условиях хозяйствования актуальным остается исчисление (расчет) фактической себестоимости единицы каждого вида продукции (изделия, работ, услуг) и ее анализ с целью реальной оценки их рентабельности и изыскания дополнительных резервов снижения затрат.

     Себестоимость продукции является важнейшим показателем экономической эффективности ее производства. В ней отражаются все стороны хозяйственной деятельности, аккумулируются результаты использования всех производственных ресурсов. От ее уровня зависят финансовые результаты деятельности предприятий, темпы расширенного воспроизводства, финансовое состояние субъектов хозяйствования, конкурентоспособность продукции.

     Планирование и учет себестоимости на предприятиях ведут по калькуляционным статьям расходов. Группировка затрат по назначению, т. е. по статьям калькуляции, указывает, куда, на какие цели и в каких размерах израсходованы ресурсы. Она необходима для исчисления себестоимости отдельных видов изделий в многономенклатурном производстве, установления центров сосредоточения затрат и поиска резервов их сокращения.

     Калькуляции рассчитаны по технико-обоснованным нормативам, среднеплановым нормам, договорным и другим условиям. Правильный выбор базы распределения постоянных расходов по видам продукции и ее обязательное использование при фактическом калькулировании оказывает существенное влияние на определение степени рентабельности отдельных видов изделий, работ и услуг, учитывая, что в современных условиях продажная цена устанавливается рынком. Проведем анализ себестоимости производства бетонов классов В7,5, В15, В25, В30, производимых ОАО «Завод ЖБК-1».

2.1.1 себестоимости производства бетона класса В7,5

Калькуляция себестоимости бетона класса В7,5

2.1.2 Анализ себестоимости производства бетона класса В15

Калькуляция себестоимости бетона класса В15

     Аналогично анализу себестоимости бетона класса В7,5 составим сводную таблицу и более детально изучим себестоимость 1 м3 бетона класса В15 по каждой статье.

2.1.3 Анализ себестоимости производства бетона класса В25        Калькуляция себестоимости бетона класса В25