Покращення експлуатаційних якостей бетону для тваринницьких приміщень за рахунок використання комплексних добавок

Автор(и)

  • Oksana Shkromada Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021, Україна https://orcid.org/0000-0003-1751-7009
  • Andriy Paliy Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка вул. Алчевських, 44, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0001-9525-3462
  • Oleksandr Nechyporenko Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021, Україна https://orcid.org/0000-0001-9915-5915
  • Oleksandr Naumenko Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка вул. Алчевських, 44, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-9936-3922
  • Valentyna Nechyporenko Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021, Україна https://orcid.org/0000-0001-8257-2720
  • Olexandr Burlaka Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка вул. Алчевських, 44, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-6762-434X
  • Alexander Reshetnichenko Одеський державний аграрний університет вул. Пантелеймонівська, 13, м. Одеса, Україна, 65012, Україна https://orcid.org/0000-0001-5369-9271
  • Oleksandr Tsereniuk Інститут тваринництва Національної академії аграрних наук України вул. Тваринників, 1-А, м. Харків, Україна, 61026, Україна https://orcid.org/0000-0003-4797-9685
  • Olha Shvets Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021, Україна https://orcid.org/0000-0001-9872-3829
  • Anatoliy Paliy Національний науковий центр «Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини» вул. Пушкінська, 83, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-9193-3548

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.179177

Ключові слова:

тваринницькі приміщення, агресивне середовище, біологічна корозія бетонів, бактерицидні добавки, міцність бетону

Анотація

При дослідженні бетонів у тваринницьких приміщеннях були виявлені ознаки корозії і руйнування бетонних підлог і стін. Експериментальними дослідженнями встановлені основні критичні моменти, які безпосередньо впливали на порушення цілісності бетону. У тваринницьких приміщеннях були виявлені надмірна волога; використання кислотних або лужних агресивних дезінфікуючих засобів, та наявність природних випорожнень тварин (сеча і фекалії).

Для вирішення цієї проблеми були запропоновані добавки – жовтий залізоокисний пігмент та рідке скло, які покращують міцністні характеристики бетону, термостійкість та зменшують проникаючу здатність.

В результаті проведених досліджень доведено, що введення у бетон добавки від 0,5 % до 2 % глибина проникнення хлоридів знижується у 2,8 рази, порівняно до контролю. Це відбувається за рахунок зменшення поглинання бетоном води при введенні в нього добавок оксиду заліза, купруму сульфату, надоцтової кислоти та силікату натрію, які викликали зменшення пор у зразках.

Запропоновано як новацію для визначення термостійкості бетону використання методу температурно-програмованої десорбційної мас-спектрометрії (ТПД-МС), основаного на залежності виходу оксиду вуглецю СО і діоксиду вуглецю СО2 з зразків карбонатвміских речовин від температури нагрівання зразка.

При проведенні мікробіологічних досліджень визначені мікрогриби роду Penicillium та Fusariumта, бактерії Escherichia coli та Pseudomonas aeruginosa, які є причиною корозії бетону у тваринницьких приміщеннях. Ряд проведених експериментів доводить, що запропоновані добавки до бетонів (на основі жовтого залізоокисного пігменту (1,5–2,0 мас. %), надоцтової кислоти (0,2–0,3 мас. %), рідкого скла (2–3 мас. %) та купрум сульфату (0,5–1,0 мас. %)) мають протимікробні властивості та перспективи їх застосування у тваринництві

Біографії авторів

Oksana Shkromada, Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021

Доктор ветеринарних наук, доцент

Кафедра терапії, фармакології, клінічної діагностики та хімії

Andriy Paliy, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка вул. Алчевських, 44, м. Харків, Україна, 61002

Доктор сільськогосподарських наук, доцент

Кафедра технічних систем та технологій тваринництва

Oleksandr Nechyporenko, Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021

Кандидат ветеринарних наук, доцент

Кафедра терапії, фармакології, клінічної діагностики та хімії

Oleksandr Naumenko, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка вул. Алчевських, 44, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, професор

Кафедра технічних систем та технологій тваринництва

Valentyna Nechyporenko, Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021

Кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Кафедра маркетингу та логістики

Olexandr Burlaka, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка вул. Алчевських, 44, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук

Кафедра будівництва та цивільної інженерії

Alexander Reshetnichenko, Одеський державний аграрний університет вул. Пантелеймонівська, 13, м. Одеса, Україна, 65012

Доктор сільськогосподарських наук, доцент

Кафедра ветеринарної гігієни, санітарії і експертизи

Oleksandr Tsereniuk, Інститут тваринництва Національної академії аграрних наук України вул. Тваринників, 1-А, м. Харків, Україна, 61026

Доктор сільськогосподарських наук, доцент

Відділ селекційно-технологічних досліджень в дрібному тваринництві та конярстві

Olha Shvets, Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021

Кандидат педагогічних наук, старший викладач

Кафедра терапії, фармакології, клінічної діагностики та хімії

Anatoliy Paliy, Національний науковий центр «Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини» вул. Пушкінська, 83, м. Харків, Україна, 61023

Доктор ветеринарних наук, старший науковий співробітник

Лабораторія ветеринарної санітарії та паразитології

Посилання

  1. Prusty, J. K., Patro, S. K., Basarkar, S. S. (2016). Concrete using agro-waste as fine aggregate for sustainable built environment – A review. International Journal of Sustainable Built Environment, 5 (2), 312–333. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2016.06.003
  2. Petrov, A., Pavliuchenkov, M., Nanka, A., Paliy, A. (2019). Construction of an algorithm for the selection of rigid stops in steel concrete beams. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (7 (97)), 41–49. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.155469
  3. Okojie, L. O. (2014). Cement Production and Sustainable Rural Farming Livelihood in Nigeria: Striking a Sensible Balance Through Environmental Legislation and Enforcement. European Journal of Sustainable Development, 3 (3), 251–262. doi: https://doi.org/10.14207/ejsd.2014.v3n3p251
  4. Hilal, A. A. (2016). Microstructure of Concrete. High Performance Concrete Technology and Applications. doi: https://doi.org/10.5772/64574
  5. Justs, J., Bajare, D., Korjakins, A., Mezinskis, G., Locs, J., Bumanis, G. (2013). Microstructural Investigations of Ultra-High Performance Concrete Obtained by Pressure Application within the First 24 Hours of Hardening. Construction Science, 14, 50–57. doi: https://doi.org/10.2478/cons-2013-0008
  6. Johansson, S. (2011). Biological growth on rendered façades. Lund University, Division of Building Materials.
  7. Nnaji, C. C., Amadi, U. H., Molokwu, R. (2016). Investigative Study of Biodeterioration of External Sandcrete/Concrete Walls in Nigeria. Research Journal of Environmental Toxicology, 10 (2), 88–99. doi: https://doi.org/10.3923/rjet.2016.88.99
  8. Sоrbu, M. (2008). The environmental impact of the animal husbandry buildings (B). ProEnvironment, 2, 52–54.
  9. Ettenauer, J. D. (2010). Culture dependent and-independent identification of microorganisms on monuments. University of Vienna.
  10. Danilchenko, S. N., Chіvanov, V. D., Ryabishev, A. G., Novіkov, S. V. et. al. (2016). The Study of Thermal Decomposition of Natural Calcium Carbonate by the Temperature-programmed Mass Spectrometry Technique. Journal of Nano- and Electronic Physics, 8 (4 (1)), 04031-1–04031-3. doi: https://doi.org/10.21272/jnep.8(4(1)).04031
  11. Sanchez, F., Sobolev, K. (2010). Nanotechnology in concrete – A review. Construction and Building Materials, 24 (11), 2060–2071. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.03.014
  12. Li, X., Kappler, U., Jiang, G., Bond, P. L. (2017). The Ecology of Acidophilic Microorganisms in the Corroding Concrete Sewer Environment. Frontiers in Microbiology, 8. doi: https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00683
  13. Vincke, E., Verstichel, S., Monteny, J., Vrerstraete, W. (1999). A new test procedure for biogenic sulfuric acid corrosion of concrete. Biodegradation, 10 (6), 421–428. doi: https://doi.org/10.1023/A:1008309320957
  14. Ramamurthy, K., Kunhanandan Nambiar, E. K., Indu Siva Ranjani, G. (2009). A classification of studies on properties of foam concrete. Cement and Concrete Composites, 31 (6), 388–396. doi: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2009.04.006
  15. Wei, S., Jiang, Z., Liu, H., Zhou, D., Sanchez-Silva, M. (2013). Microbiologically induced deterioration of concrete: a review. Brazilian Journal of Microbiology, 44 (4), 1001–1007. doi: https://doi.org/10.1590/s1517-83822014005000006
  16. Grengg, C., Mittermayr, F., Ukrainczyk, N., Koraimann, G., Kienesberger, S., Dietzel, M. (2018). Advances in concrete materials for sewer systems affected by microbial induced concrete corrosion: A review. Water Research, 134, 341–352. doi: https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.01.043
  17. Ferrari, C., Santunione, G., Libbra, A., Muscio, A., Sgarbi, E., Siligardi, C., Barozzi, G. S. (2015). Review on the influence of biological deterioration on the surface properties of building materials: organisms, materials, and methods. International Journal of Design & Nature and Ecodynamics, 10 (1), 21–39. doi: https://doi.org/10.2495/dne-v10-n1-21-39
  18. Song, Y., Tian, Y., Li, X., Wei, J., Zhang, H., Bond, P. L. et. al. (2019). Distinct microbially induced concrete corrosion at the tidal region of reinforced concrete sewers. Water Research, 150, 392–402. doi: https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.11.083
  19. Kazemian, S., Huat, B. K. B., Mohammed, A. T., Barghchi, M. (2011). The Effect of Sodium Silicate on Cement-Sodium Silicate System Grout. Modern Methods and Advances in Structural Engineering and Construction(ISEC-6). doi: https://doi.org/10.3850/978-981-08-7920-4_s2-g01-cd
  20. The Effect of Using Commercial Red and Black Iron Oxides as a Concrete Admixtures on its Physiochemical and Mechanical Properties. (2015). International Journal of Science and Research (IJSR), 4 (12), 1389–1393. doi: https://doi.org/10.21275/v4i12.nov152049
  21. Kosmatka, S. H., Wilson, M. L. et. al. (2011). Design and Control of Concrete Mixtures, EB001. Portland Cement Association, 444.
  22. Shekari, A. H., Razzaghi, M. S. (2011). Influence of Nano Particles on Durability and Mechanical Properties of High Performance Concrete. Procedia Engineering, 14, 3036–3041. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.07.382
  23. Loganina, V. I., Kislitsyna, S. N., Mazhitov, Y. B. (2018). Development of sol-silicate composition for decoration of building walls. Case Studies in Construction Materials, 9, e00173. doi: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2018.e00173
  24. Liu, D., Behrens, S., Pedersen, L.-F., Straus, D. L., Meinelt, T. (2016). Peracetic acid is a suitable disinfectant for recirculating fish-microalgae integrated multi-trophic aquaculture systems. Aquaculture Reports, 4, 136–142. doi: https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2016.09.002
  25. Gad, S. C. (2014). Peracetic Acid. Encyclopedia of Toxicology, 788–790. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-386454-3.01197-0
  26. Onuaguluchi, O., Eren, О. (2012). Copper tailings as a potential additive in concrete: сonsistency, strength and toxic metal immobilization properties. Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, 19 (2), 79–86.
  27. DSTU B V.2.7-224:2009. Building materials. Concretes rules for the strength control. Minrehionbud Ukrainy. Kyiv, 27.
  28. Оtsuki, N., Nagataki, S., Nakashita, K. (1992). Evaluation of AgNo 3 solution spray method for measurement of chloride penetration into hardened cementitious matrix materials. Journal aci mater, 89 (6), 587–592. Available at: https://www.concrete.org/publications/internationalconcreteabstractsportal.aspx?m=details&ID=4036
  29. Kuznetsov, V. N., Yanovska, A. A., Novikov, S. V., Starikov, V. V., Kalinichenko, T. G., Kochenko, A. V. et. al. (2015). Study of Thermal Activated CO2 Extraction Processes from Carbonate Apatites Using Gas Chromatography. Jоurnal of Nano- and Electronic Physics, 7 (3), 03034.
  30. Metodychni vkazivky po vyznachenniu chutlyvosti mikroorhanizmiv do antymikrobnykh preparativ metodom dyfuziyi v ahar za dopomohoiu standartnykh dyskiv z antybiotykamy (zatverdzheni naukovo-metodychnoiu radoiu DKVM Ukrainy vid 20.12.2007 r.) (2010).
  31. Bertron, A. (2014). Understanding interactions between cementitious materials and microorganisms: a key to sustainable and safe concrete structures in various contexts. Materials and Structures, 47 (11), 1787–1806. doi: https://doi.org/10.1617/s11527-014-0433-1
  32. Fomina, M., Podgorsky, V. S., Olishevska, S. V., Kadoshnikov, V. M., Pisanska, I. R., Hillier, S., Gadd, G. M. (2007). Fungal Deterioration of Barrier Concrete used in Nuclear Waste Disposal. Geomicrobiology Journal, 24 (7-8), 643–653. doi: https://doi.org/10.1080/01490450701672240
  33. Li, X., O’Moore, L., Song, Y., Bond, P. L., Yuan, Z., Wilkie, S. et. al. (2019). The rapid chemically induced corrosion of concrete sewers at high H2S concentration. Water Research, 162, 95–104. doi: https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.06.062
  34. Shkromada, O., Skliar, O., Paliy, A., Ulko, L., Gerun, I., Naumenko, O. et. al. (2019). Development of measures to improve milk quality and safety during production. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (11 (99)), 30–39. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.168762
  35. Goldstein, S., Meyerstein, D., Czapski, G. (1993). The Fenton reagents. Free Radical Biology and Medicine, 15 (4), 435–445. doi: https://doi.org/10.1016/0891-5849(93)90043-t
  36. Zhou, W., Zhao, H., Gao, J., Meng, X., Wu, S., Qin, Y. (2016). Influence of a reagents addition strategy on the Fenton oxidation of rhodamine B: control of the competitive reaction of ·OH. RSC Advances, 6 (110), 108791–108800. doi: https://doi.org/10.1039/c6ra20242j
  37. George, R. P., Ramya, S., Ramachandran, D., Kamachi Mudali, U. (2013). Studies on Biodegradation of normal concrete surfaces by fungus Fusarium sp. Cement and Concrete Research, 47, 8–13. doi: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2013.01.010
  38. Paliy, A., Paliy, A., Nanka, A., Chalaya, O., Chalyi, O. (2019). Establishment of the efficiency of animal breeding premises disinfection by modern disinfectants. EUREKA: Life Sciences, 4, 3–8. doi: https://doi.org/10.21303/2504-5695.2019.00959

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-09-26

Як цитувати

Shkromada, O., Paliy, A., Nechyporenko, O., Naumenko, O., Nechyporenko, V., Burlaka, O., Reshetnichenko, A., Tsereniuk, O., Shvets, O., & Paliy, A. (2019). Покращення експлуатаційних якостей бетону для тваринницьких приміщень за рахунок використання комплексних добавок. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(6 (101), 14–23. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.179177

Номер

Том 5 № 6 (101) (2019): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Oksana Shkromada, Andriy Paliy, Oleksandr Nechyporenko, Oleksandr Naumenko, Valentyna Nechyporenko, Olexandr Burlaka, Alexander Reshetnichenko, Oleksandr Tsereniuk, Olha Shvets, Anatoliy Paliy

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.