<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2071-7318</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">21376</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/article_5b115a615b7740.81075577</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Строительство и архитектура</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Construction and architecture</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Строительство и архитектура</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">BIOLOGICAL STABILITY OF CARBONATE-SILICA COMPOSITES</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>БИОСТОЙКОСТЬ КАРБОНАТНО-КВАРЦЕВЫХ КОМПОЗИТОВ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Ерофеева</surname>
       <given-names>Ирина Владимировна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Erofeeva</surname>
       <given-names>Irina Vladimirovna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">НИИ строительной физики РААСН</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">НИИ строительной физики РААСН</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>3</volume>
   <issue>6</issue>
   <fpage>28</fpage>
   <lpage>32</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/21376/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/21376/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Одним из эффективных способов улучшения свойств цементных композитов является применение при их изготовлении комплексных добавок, состоящих из мелкого и тонкозернистого наполнителя. При оптимальном соотношении наполнителей различной дисперсности достигается, наряду с улучшением упругопрочностных свойств, снижение пористости и повышение долговечности. Статья посвящена исследованию долговечности карбонатно-кварцевых композитов в условиях воздействия микробиологической среды, состоящей из мицелиальных грибов. Рассмотрены цементные композиты, наполненные добавками различной дисперсности – кварцем, известняком и доломитом. Задача решалась с помощью симплекс ̶ решетчатого плана Шеффе. Исследована обрастаемость материалов мицелиальными грибами по ГОСТ 9049-91 методами 1 и 3. Рассмотрение обрастаемости материалов, содержащих мононаполнители, показывает, что в меньшей степени обрастают мицелиальными грибами композиции, наполненные органогенным известняком. Этот же наполнитель, а также доломитовый приводят к большему повышению биостойкости композиций с бипарным наполнителем.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>One of the effective ways to improve the properties of cement composites is the use of complex additives in their manufacture, consisting of fine and fine-grained filler. With an optimal ratio of fillers of different dispersivity is achieved, along with the improvement of elastic-strength properties, reduced porosity and increased durability. The article is devoted to the study of the durability of carbonate-quartz composites under the influence of microbiological medium consisting of mycelial fungi. Cement composites filled with additives of different dispersion - quartz, limestone and dolomite are considered. The problem was solved with the help of simplex lattice plan Sheffa. Investigated obrashchaemost materials filamentous fungi according to GOST 9049-91 methods 1 and 3. Consideration of obratimosti materials containing monopalmitate shows that to a lesser extent, are overgrown with filamentous fungi a composition filled with organogenic limestone. The same filler, as well as dolomite lead to a greater increase in the biostability of compositions with a BiPar filler.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>биостойкость</kwd>
    <kwd>наполненные композиты</kwd>
    <kwd>известняки</kwd>
    <kwd>доломит</kwd>
    <kwd>кварц; симплекс-решетчатый план</kwd>
    <kwd>грибостойкость</kwd>
    <kwd>фунгицидность</kwd>
    <kwd>карбонатно-кварцевые композиты</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>biostability</kwd>
    <kwd>filled composites</kwd>
    <kwd>limestone</kwd>
    <kwd>dolomite</kwd>
    <kwd>quartz; the simplex-lattice plan</kwd>
    <kwd>mould</kwd>
    <kwd>fungicides</kwd>
    <kwd>carbonate-silica composites.</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Введение. Для экономии вяжущих и регулирования физико-технических свойств композиционных строительных материалов используются порошкообразные и волокнистые наполнители. Наполнители в цементных системах делятся на активные и инертные. При этом первые способны вступать в химическое взаимодействие с продуктами гидратации цемента.Из многочисленных исследований отечественных и зарубежных авторов следует, что одним из эффективных способов улучшения свойств цементных композитов является применение при их изготовлении комплексных добавок, состоящих из мелкого и тонкозернистого наполнителя [1, 2, 3]. При их оптимальном соотношении достигается, наряду с улучшением упругопрочностных свойств, снижение пористости и повышение долговечности.  В последнее время актуальными являются исследования биостойкости цементных композитов [4, 5, 6, 7].Основная часть. Исследования биостойкости цементных композитов проведены поГОСТ 9049-91 с применением симплекс-решетчатого плана Шеффе.Прочность наполненной цементнойсистемы – результат синтеза процессов химического, физико-химического, физико-механического взаимодействия, в которых наполнитель принимает самое активное участие. Химически активные наполнители реагируют с продуктами гидратации цемента, связывая их в нерастворимые соединения. Кремнеземистые наполнители, вступая во взаимодействие с гидроксидом кальция (Ca(OH)2), образуют низкоосновные гидросиликаты, а карбонаты кальция и магния взаимодействуя с алюмосодержащими клинкерными минералами, образуют комплексные соединения типа 3CaO·Al2O3·Ca(Mg)CO3–11H2O. Выявлена также возможность обменных реакций между карбонатными наполнителями и гидросиликатами кальция [1, 12].В ряде работ [1, 12] отмечалось, что применение карбонатных добавок способствует уменьшению водопотребности, расслаиваемости и водоотделения бетонных смесей; повышению их водоудерживающей способности, пластичности, плотности и однородности; снижению усадки, водопоглощения и тепловыделения бетонов, а также улучшает их атмосфероустойчивость, водо-, морозо- и кислотостойкость, стойкость к агрессивному воздействию морской воды и придает цементному камню и бетону более светлый цвет.В условиях повышенной влажности и температуры материалы способны подвергаться микробиологическим повреждениям. Биодеструкция осуществляется преимущественно микроскопическими грибами. Их рост происходит вследствие того, что последние используют отдельные компоненты материала в качестве источника питания, а также за счет находящихся на поверхности внешних загрязнений. Разрушение материалов происходит как в результате механического воздействия мицелия микромицетов, так и под влиянием метаболитов, выделяемых микромицетами в процессе жизнедеятельности [4, 5, 6, 7]В ходе работы было проведено исследование возможности использования микроскопическими грибами композитов в качестве источника питания. Нами были проведены исследования грибокостойкости и фунгицидности. Грибостойкость композитов – это способность данного материала не служить источником питания для грибов-деструкторов, т.е. не подвергаться биоповреждению. Фунгицидность – это способность материала вызывать гибель грибов-деструкторов. Композиты, обладающие фунгицидными свойствами, не подвергаются процессу биоповреждения микромицетами даже при наличии внешних загрязнений. Ниже приведены результаты испытаний грибостойкости и фунгицидности цементных композитов, наполненных порошками, полученными измельчением кварцевого песка и карбонатных пород – известняка речного, доломита горного, известняка органогенного, химический состав которых приведен в таблице. Таблица Результаты испытаний составов с наполнителем№ опытаИндексСостав смеси,мас. ч.Относительные показатели составовс речным известнякомс доломитом горнымс органогенным известняком   Х1Х2Х3КгКфКгКфКгКф1n11001,001,001,001,001,001,002n20101,001,001,000,800,830,923n30011,001,001,000,730,750,834n1221/32/301,120,921,000,730,830,835n1331/302/30,750,920,330,730,920,926n23301/32/30,871,001,000,800,671,007n1122/31/300,621,001,330,800,501,088n1132/301/30,751,001,330,730,500,839n22302/31/31,001,001,000,730,671,1710n1231/31/31/30,750,920,330,870,750,92  Изучались композиции, полученные на основе как порошков различной дисперсности, так и смесей кварцевого и карбонатного наполнителя. Исследования проведены с применением методов математического планирования эксперимента (использован симплекс-решетчатый план, предложенный Шеффе). Для выполнения эксперимента была реализована матрица в виде плана, состоящая из 10 опытов. Факторами варьирования являлись: Х1 – количество кварцевого порошка дисперсностью 3 100–3 300 см2/г; Х2 – количество карбонатного порошка дисперсностью 6 000–6 200 см2/г;  Х3 – количество  карбонатного порошка дисперсностью9000–9200 см2/г.Были изготовлены и испытаны образцы цементных композитов со 100 % содержанием смеси наполнителей по отношению к цементу. Испытания проводились на образцах-призмах размером 1×1×3 см. Вначале определялись абсолютные значения грибостойкости и фунгицидности каждого состава, затем производился пересчет на относительные показатели по отношению к обрастаемости образцов (методами 1 и 3) составов, наполненных только порошком кварцевого песка:Кг  = Гсн/ Гкн ,Кф = Фсн/ Фкн ,где  Кг и Кф – относительные показатели грибостойкости и фунгицидности составов, наполненных кварцевокарбонатными порошками, по сравнению с кварценаполненными;  Гсн и Гкн – абсолютные показатели грибостойкости составов, наполненных соответственно кварцево-карбонатным и кварцевым наполнителями;  Фсн и Фкн – абсолютные показатели фунгицидности составов, наполненных соответственно кварцево-карбонатным и кварцевым наполнителями. Результаты выполненных испытаний приведены в таблице.На основании найденных уравнений регрессии были построены графики в виде линий равных значений Кг и Кф, представленные на рисунках 1–3.   а                                                                                                бРис. 1. Линии равных значений Кг (а) и Кф (б) наполненных кварцевым песком и известняком речным  а                                                                     бРис. 2. Линии равных значений Кг (а) и Кф (б)  цементных композитов, наполненных кварцевым песком и доломитом горным  Рис. 3. Линии равных значений Кг (а) и Кф (б) цементных композитов, наполненных кварцевым песком и известняком органогенным Графические зависимости демонстрируют изменение показателей биостойкости составов отдельно с кварцевым, известняковым и доломитовым наполнителями, а также смесями кварцевого наполнителя с порошками речного известняка, доломита, органогенного известняка.Выводы.  Изучение обрастаемости материалов, содержащих мононаполнители, показывает, что в меньшей степени обрастают мицелиальными грибами композиции, наполненные органогенным известняком. Этот же наполнитель, а также доломитовый приводят к большему повышению биостойкости композиций с бинарным наполнителем. Наблюдается снижение обрастаемости образцов с органогенным наполнителем при испытании по методу 1 на 50 %, а по методу 3 – на 27 %, при наполнении доломитом – соответственно на 67  и 27 %, известняком горным – на 38 и 8 %. </p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Дворкин Л.И., Соломатов В.И., Выровой В.Н., Чудновский С.М. Це-ментные бетоны с минеральными наполните-лями. Киев: Издательство Будівельник, 1991. 135 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dvorkin L.I., Solomatov V.I., Vyrovoy V.N., Chudnovsky S.M. Cement concrete with mineral fillers. Kyiv: Budivelnik Publishing House, 1991. 135 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Афанасьев Н.Ф., Целуйко М.К. Добав-ки в бетоны и растворы. Киев: Издательство Будівельник, 1989. 128 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Afanasiev N.F., Tseluiko M.K. Additives in concretes and mortars. Kyiv: Budivelnik Publishing House, 1989. 128 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Рамачандран В.С., Фельдман Р.Ф., Колленарди М. Добавки в бетон: Справочное пособие: М.: Стройиздат, 1988.  575 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ramachandran V.S., Feldman R.F., M. Kallenrode Additive to concrete: reference book: M.: Stroyizdat, 1988.  575 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Соломатов В.И., Ерофеев В.Т., Смир-нов В.Ф. Биологическое сопротивление мате-риалов. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2001. 196 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Solomatov V.I., Erofeev V.T., Smirnov V.F. Biological resistance of materials. Saransk: Publishing house of Muzzles. UN-TA, 2001. 196 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Андреюк Е.И., Козлова И.А., Рожан-ская А.М. Микробиологическая коррозия строительных сталей и бетонов // Биоповре-ждения в строительстве. Москва. 1984. С. 209-218.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Andreyuk E.I., Kozlova I.A., Rozanska A.M. Microbiological corrosion of structural steel and concrete. Biodegradation in construction. Moscow, 1984, pp. 209-218.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ерофеев В.Т., Смирнов В.Ф., Светлов Д.А. Защита зданий и сооружений биоцидны-ми препаратами на основе гуанидина от мик-робиологических повреждений Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2010. 164 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Erofeev V T., Smirnov V.F., Svetlov D.A. Protection of buildings and structures with biocide preparations based on guanidine from microbiological damages of Saransk: publishing House of Mords. UN-TA, 2010. 164 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ерофеев В.Т., Смирнов В.Ф., Морозов Е.А. Микробиологическое разрушение мате-риалов. М: АСВ, 2008. 128 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Erofeev V.T., Smirnov V.F., Morozov E.A. Microbiological decomposition of materials. M: DIA, 2008. 128 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Белов В.В., Субботин СЛ., Куляев П.В. Прочностные и деформативные свойства бе-тонов с карбонатными микронаполнителями // Строительные материалы. 2015. № 3. С. 25-29.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Belov V.V., Subbotin S.L., Kulyaev P.V. Strength and deformation properties of concrete with carbonate micro-fillers. Stroitel'nye materialy, 2015,   no. 3, pp. 25-29.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Портланд-цемент. М.: Стройиздат, 1967. 303 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Butt Y.M., Timashev V.V., Portland Ce-ment, Moscow: Stroyizdat, 1967. 303 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ерофеева И.В., Калашников В.И. Удельный расход цемента на единицу проч-ности бетонов нового поколения // Modems cientific potential. 2016. Vol. 17. Р. 11-13.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Erofeeva I.V., Kalashnikov V.I. Specific consumption of cement per unit of strength of new generation concrete. Modems cientific potential, 2016, vol. 17, pp. 11-13.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пакерс И., Хаймс Б., Барреген Б., Гонзела Р. Самоуплотняющийся бетон с из-мельченным карбонатом кальция // CPI. Меж-дународное бетонное производство. 2012. № 1. С. 34-40.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Packer I., Hyams B., Barragan B., Gonzalo R. Self-compacting concrete with crushed calcium carbonate. CPI. International concrete production, 2012,  no. 1, pp. 34-40.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Тимашев В.В., Колбасов В.М. Свойства цементов с карбонатными добавками // Цемент.  1981.  № 10. С. 10-12.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Timashev V. V., Kolbasov V. M. Properties of cements with carbonate additives. Cement.  1981,   no. 10, pp. 10-12.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
