Новые изменения в распоряжение внёс губернатор региона Евгений Савченко. Пока они имеют рекомендательный характер. Белгородцам рекомендуют не покидать свои дома, за исключением выхода в ближайший магазин, выгула домашних животных на расстоянии, не превышающем 100 метров от места проживания, выноса мусора, обращения за экстренной медицинской помощью и поездок на работу. Напомним, по состоянию на 30 марта в Белгородской области зарегистрировано 4 случая за...

За последние сутки в Белгородской области выявили ещё троих больных коронавирусом. Об этом сообщили в региональном департаменте здравоохранения. Теперь в области четверо пациентов у которых диагностирован COVID-19. Как рассказала заместитель начальника департамента здравоохранения и социальной защиты населения Белгородской области Ирина Николаева, четверо заболевших – мужчины в возрасте от 38 до 59 лет. Это жители Белгородского района, Алексеевского и Шебе...

В Старом Осколе в гараже 39-летнего местного жителя полицейские ликвидировали теплицу по выращиванию конопли. Как сообщили в УМВД региона, мужчина создал в помещении оптимальные условия для выращивания наркотикосодержащего растения: оборудовал отопление, установил лампы и вентилятор. Помимо этого, полицейские обнаружили в гараже оскольчанина более пяти килограммов марихуаны и частей растений конопли, предназначавшихся для сбыта. По факту незаконного сбыта...

Мэр Юрий Галдун рассказал у себя на странике в соцсети, что только рука об руку с горожанами можно остановить нарушения. «Сегодня проверяли объекты сферы услуг. Из 98 проверенных закрыты 94. По четырём собраны материалы для дальнейшего привлечения к ответственности. Список постоянно корректируется благодаря звонкам неравнодушных горожан. Завтра эта работа продолжится. Звоните по номеру 112», – предупредил градоначальник. Читайте также: ● В Белгороде хитрых...

В Белгородской области заработали горячие линии по профилактике распространения коронавирусной инфекции. Специалисты департамента здравоохранения и социальной защиты населения дополнительно обзванивают белгородцев, которые пересекали границу России, и рассказывают о необходимости проведения двух недель в режиме самоизоляции. А волонтёры вместе с врачами и социальными работниками посещают на дому престарелых белгородцев, оказавшихся в зоне риска заражения....

В Белгороде возбудили уголовное дело в отношении 37-летнего местного жителя, который избил двух сотрудников ГИБДД. Как сообщили в Следственном комитете, вечером 28 марта в посёлке Дубовое инспекторы ДПС остановили нарушившего правила дорожного движения водителя «Ауди». Во время общения и проверки документов выяснилось, что автомобилист пьяный и лишён водительских прав. Желая избежать ответственности, подозреваемый ударил одного инспектора кулаком в лицо, а...

По прогнозам синоптиков 31 марта в Белгородской области будет облачно с прояснениями. Местами пройдут небольшие осадки в виде мокрого снега и дождя. Ветер будет дуть с северо-западной стороны с порывами до 16 метров в секунду. Температура воздуха ночью составит 0-5 градусов тепла, в низменностях до 3 градусов мороза. Днём воздух прогреется до 4-9 градусов.

В СМИ распространяются сведения о том, что коронавирус, возможно, передаётся от человека к животному. Поводом послужила информация об умершем коте из Гонкога, которого якобы поразил CoViD-19. Мы решили поинтересоваться у белгородских ветврачей, как защитить своего домашнего любимца и себя от опасного вируса. На наши вопросы ответила ветврач ветеринарной клиники «Котёнок Гав» Светлана Бучнева. – Ходят слухи, что коронавирус передаётся от человека к животном...

Об этом заявили в региональном департаменте строительства и транспорта. С предложением временно ограничить автобусное сообщение с Воронежской и Курской областями выступил секретарь областного Совета безопасности Олег Мантулин на заседании координационного совета в минувшую пятницу. Он предлагал ввести такие ограничения с 30 марта на две недели. Как заявили в профильном департаменте, организация межрегионального сообщения находится во введении Министерства...

Введение

1. Биоповреждения и механизмы биодеструкции строительных материалов. Состояние проблемы 10

1.1 Агенты биоповреждений 10

1.2 Факторы, влияющие на грибостойкость строительных материалов... 16

1.3 Механизм микодеструкции строительных материалов 20

1.4 Способы повышения грибостойкости строительных материалов 28

2 Объекты и методы исследования 43

2.1 Объекты исследования 43

2.2 Методы исследования 45

2.2.1 Физико-механические методы исследования 45

2.2.2 Физико-химические методы исследования 48

2.2.3 Биологические методы исследования 50

2.2.4 Математическая обработка результатов исследования 53

3 Микодеструкция строительных материалов на основе минеральных и полимерных связующих 55

3.1. Грибостойкость важнейших компонентов строительных материалов...55

3.1.1. Грибостойкость минеральных заполнителей 55

3.1.2. Грибостойкость органических заполнителей 60

3.1.3. Грибостойкость минеральных и полимерных связующих 61

3.2. Грибостойкость различных видов строительных материалов на основе минеральных и полимерных вяжущих 64

3.3. Кинетика роста и развития плесневых грибов на поверхности гипсовых и полимерных композитов 68

3.4. Влияние продуктов метаболизма микромицет на физико-механические свойства гипсовых и полимерных композитов 75

3.5. Механизм микодеструкции гипсового камня 80

3.6. Механизм микодеструкции полиэфирного композита 83

Моделирование процессов микодеструкции строительных материалов ...89

4.1. Кинетическая модель роста и развития плесневых грибов на поверхности строительных материалов 89

4.2. Диффузия метаболитов микромицет в структуру плотных и пористых строительных материалов 91

4.3. Прогнозирование долговечности строительных материалов, эксплуатируемых в условиях микологической агрессии 98

Выводы 105

Повышение грибостойкости строительных материалов на основе минеральных и полимерных связующих 107

5.1 Цементные бетоны 107

5.2 Гипсовые материалы 111

5.3 Полимеркомпозиты 115

5.4 Технико-экономический анализ эффективности использования строительных материалов с повышенной грибостойкостью 119

Выводы 121

Общие выводы 123

Список использованных источников 126

Приложение 149

Введение к работе

6 В связи с этим, необходимо всестороннее исследование процессов

биоповреждения строительных материалов с целью повышения их

долговечности и надежности.

Работа выполнялась в соответствии с программой НИР по заданию Минобразования РФ «Моделирование экологически безопасных и безотходных технологий»

Цель и задачи исследования. Целью исследований являлось установление закономерностей микодеструкции строительных материалов и повышение их грибостойкости. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

исследование грибостойкости различных строительных материалов и

их отдельных компонентов;

оценка интенсивности диффузии метаболитов плесневых грибов в

структуру плотных и пористых строительных материалов;

определение характера изменения прочностных свойств строительных

материалов под действием метаболитов плесневых;

установление механизма микодеструкции строительных материалов на

основе минеральных и полимерных связующих;

разработка грибостойких строительных материалов путем

использования комплексных модификаторов.

Научная новизна. Выявлена зависимость между модулем активности и грибостойкостью минеральных заполнителей различного химического и минералогического

состава, заключающаяся в том, что негрибостойкими являются заполнители с модулем активности менее 0,215.

Предложена классификация строительных материалов по грибостойкости, позволяющая вести их целенаправленный подбор для эксплуатации в условиях микологической агрессии.

Выявлены закономерности диффузии метаболитов плесневых грибов в структуру строительных материалов с различной плотностью. Показано, что у плотных материалов метаболиты концентрируются в поверхностном слое, а в материалах с низкой плотностью равномерно распределяются по всему объему.

Установлен механизм микодеструкции гипсового камня и композитов на основе полиэфирных смол. Показано, что коррозионное разрушение гипсового камня обусловлено возникновением растягивающего напряжения в стенках пор материала за счет образования органических солей кальция, являющихся продуктами взаимодействия метаболитов с сульфатом кальция. Деструкция полиэфирного композита происходит вследствие расщепления связей в полимерной матрице под действием экзоферментов плесневых грибов.

Практическая значимость работы.

Предложен метод повышения грибостойкости строительных материалов путем использования комплексных модификаторов, позволяющий обеспечить фунгицидность и высокие физико-механические свойства материалов.

Разработаны грибостойкие составы строительных материалов на основе цементных, гипсовых, полиэфирных и эпоксидных связующих с высокими физико-механическими характеристиками.

Составы цементных бетонов, обладающие высокой грибостойкостью, внедрены на предприятии ОАО «КМА Проектжилстрой».

Результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе по курсу «Защита строительных материалов и конструкций то коррозии» для студентов специальностей 290300 - «Промышленное и гражданское строительство» и специальности 290500 - «Городское строительство и хозяйство».

Апробация работы. Результаты диссертационной работы были представлены на Международной научно-практической конференции «Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов на пороге XXI века» (г. Белгород, 2000 г.); II региональной научно-практической конференции «Современные проблемы технического, естественнонаучного и гуманитарного знания» (г. Губкин, 2001г.); III Международной научно-практической конференции - школе -семинаре молодых ученых, аспирантов и докторантов "Современные проблемы строительного материаловедения" (г. Белгород, 2001 г.); Международной научно-практической конференции «Экология -образование, наука и промышленность» (г. Белгород, 2002 г.); Научно-практическом семинаре «Проблемы и пути создания композиционных материалов из вторичных минеральных ресурсов» (г. Новокузнецк, 2003 г.);

Международном конгрессе «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (г. Белгород, 2003).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации изложены в 9 публикациях.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников, включающего 181 наименование, и приложений. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, включающего 21 таблицу, 20 рисунков и 4 приложения.

Автор благодарит канд. биол. наук, доцента кафедры микологии и фитоиммунологии Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина Т.И. Прудникову за консультации при выполнении исследований по микодеструкции строительных материалов, и профессорско-преподавательский состав кафедры неорганической химии Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова за консультации и методическую помощь.

Факторы, влияющие на грибостойкость строительных материалов

Степень поражения строительных материалов плесневыми грибами зависит от ряда факторов, среди которых в первую очередь следует отметить эколого-географические факторы среды и физико-химические свойства материалов . Развитие микроорганизмов неразрывно связано с факторами внешней среды: влажностью, температурой, концентрацией веществ в водных растворах, соматическим давлением, радиацией . Влажность среды -важнейший фактор, определяющий жизнедеятельность плесневых грибов. Почвенные грибы начинают развиваться при влажности выше 75 %, а оптимум влажности составляет 90%. Температура среды - фактор, оказывающий значительное влияние на жизнедеятельность микромицет. Каждому виду плесневых грибов соответствует свой температурный интервал жизнедеятельности и свой оптимум. Микромицеты делят на три группы: психрофилы (холодолюбивые) с интервалом жизнедеятельности 0-10С и оптимумом 10С; мезофилы (предпочитающие средние температуры) -соответственно 10-40С и 25С, термофилы (теплолюбивые) - соответственно 40-80С и 60С.

Известно также, что рентгеновское и радиоактивное излучение в малых дозах стимулирует развитие некоторых микроорганизмов, а в больших дозах убивает их.

Большое значение для развития микроскопических грибов имеет активная кислотность среды. Доказано, что от уровня кислотности среды зависит активность ферментов, образование витаминов, пигментов, токсинов, антибиотиков и другие функциональные особенности грибов. Таким образом, разрушению материалов под действием плесневых грибов в значительной степени способствует климат и микроокружение (температура, абсолютная и относительная влажность, интенсивность солнечной радиации). Поэтому биостойкость одного и того же материала различна в различных экологических и географических условиях . Интенсивность повреждения строительных материалов плесневыми грибами зависит также от их химического состава и молекулярно-весового распределения между отдельными компонентами. Известно, что микроскопические грибы наиболее интенсивно поражают низкомолекулярные материалы с органическими наполнителями . Так степень биодеструкции полимерных композитов зависит от строения углеродной цепочки: прямого, разветвленного или замкнутого в кольцо. Например, двухосновная себациновая кислота более доступна, чем ароматическая фталевая. Р. Благник и В. Занавой установлены следующие закономерности: диэфиры предельных алифатических дикарбоновых кислот, содержащие более двенадцати атомов углерода, легко используются мицелиальными грибами; с увеличением молекулярного веса у 1-метиладипатов и н-алкиладипатов снижается устойчивость к плесневению; мономерные спирты легко разрушаются плесенью, если имеются гидроксильные группы у соседних или у крайних атомов углерода; этерификация спиртов значительно понижает устойчивость соединения к плесневению. 1 В работе Хуанга , исследовавшего био деструкцию ряда полимеров, отмечается, что склонность к деструкции зависит от степени замещения, длины цепи между функциональными группами, а также от гибкости полимерной цепи. Наиболее важным фактором, определяющим способность к биоразрушению, является конформационная гибкость полимерных цепей, изменяющаяся при введении заместителей. А. К. Рудакова считает трудно доступными для грибов связи R-CH3 и R-CH2-R. Ненасыщенные же валентности типа R=CH2, R=CH-R] и соединения типа R-CO-H, R-CO-O-R1, R-CO-R1 - доступные формы углерода для микроорганизмов. Молекулярные цепи с разветвленным строением труднее поддаются биологическому окислению и могут оказывать токсическое действие на жизненно важные функции грибов.

Установлено что, старение материалов влияет на их стойкость к плесневым грибам. Причем степень влияния зависит от длительности воздействия факторов, вызывающих старение в атмосферных условиях. Так в работе А.Н. Тарасова и др. доказано, что причиной снижения грибостойкости эластомерных материалов являются факторы климатического и ускоренного термического старения, вызывающие структурно-химические превращения этих материалов.

Грибостойкость строительных композитов на минеральной основе в большой степени определяется щелочностью среды и их пористостью. Так в работе А.В. Ферронской и др. показано, что главным условием для жизнедеятельности плесневых грибов в бетонах на различных вяжущих является щелочность среды. Наиболее благоприятной средой для развития микроорганизмов являются строительные композиты на основе гипсовых вяжущих, характеризующихся оптимальным значением щелочности. Цементные композиты, благодаря высокой щелочности, менее благоприятны для развития микроорганизмов. Однако в процессе длительной эксплуатации они повергаются карбонизации, что приводит к снижению щелочности и активному заселению их микроорганизмами. Кроме того, повышение пористости строительных материалов приводит к усилению поражения их плесневыми грибами .

Таким образом, сочетание благоприятных эколого-географических факторов и физико-химических свойств материалов приводит к активному поражению строительных материалов плесневыми грибами.

Грибостойкость различных видов строительных материалов на основе минеральных и полимерных вяжущих

Практически все полимерные материалы, использующиеся в различных отраслях промышленности, в той или иной степени подвержены разрушающему воздействию плесневых грибов, особенно, в условиях с повышенной влажностью и температурой. С целью изучения механизма микодеструкции полиэфирного композита (табл. 3.7.) использован газохроматотрафический метод в соответствии с работой . Образцы полиэфирного композита инокулировали водной споровой суспензией плесневых грибов: Aspergillus niger van Tieghen, Aspergillus terreus Thorn, Alternaria altemata, Paecilomyces variotti Bainier, Penicillium chrysogenum Thom, Chaetomium elatum Kunze ex Fries, Trichoderma viride Pers. ex S. F. Gray, и выдерживали в условиях, оптимальных для их развития т. е. при температуре 29±2С и относительной влажности воздуха более 90% в течение 1 года. Затем образцы дезактивировались и подвергались экстракции в аппарате Сокслета. После этого продукты микодеструкции анализировали в газовых хроматографах «Цвет-165» «Hawlett-Packard-5840A» с пламенно-ионизационными детекторами. Условия хроматографирования представлены в табл. 2.1.

В результате газохроматографического анализа экстрагированных продуктов микодеструкции были выделены три основных вещества (А, В, С). Анализ индексов удержания (табл. 3.9) показал, что вещества А, В и С могут содержать в своем составе полярные функциональные группы, т.к. происходит значительный прирост индекса удержания Ковача при переходе от неполярной неподвижной (OV-101) к сильнополярной подвижной (OV-275) фазе. Расчет температур кипения, выделенных соединений (по соответствующим н-парафинам) показал, что для А она составила 189-201 С, для В - 345-360 С, для С - 425-460 С. влажных условиях. Соединение А практически не образуется у контрольных и выдержанных во влажных условиях образцов. Поэтому, можно предположить, что соединения А и С являются продуктами микодеструкции. Судя по температурам кипения, соединение А, представляет собой этиленгликоль, а соединение С олигомер [-(СН)2ОС(0)СН=СНС(0)0(СН)20-]п с п=5-7. Обобщая результаты исследований, было установлено, что микодеструкция полиэфирного композита происходит вследствие расщепление связей в полимерной матрице под действием экзоферментов плесневых грибов. 1. Исследована грибостойкость компонентов различных строительных материалов. Показано, что грибостойкость минеральных заполнителей определяется содержанием оксидов алюминия и кремния т.е. модулем активности. Чем выше содержание оксида кремния и ниже оксида алюминия, тем меньше грибостойкость минеральных наполнителей. Установлено, что негрибостойкими (степень обрастания 3 и более баллов по методу А ГОСТ 9.048-91) являются материалы с модулем активности менее 0,215. Органические заполнители характеризуются низкой грибостойкостью вследствие содержания в их составе значительного количества целлюлозы, являющейся источником питания для микромицет. Грибостойкость минеральных вяжущих определяется значением рН. Низкая грибостойкость характерна для вяжущих с рН=4-9. Грибостойкость полимерных связующих определяется их строением. 2. Изучена грибостойкость различных классов строительных материалов. Предложена классификация строительных материалов по их грибостойкости, позволяющая вести их целенаправленный подбор для эксплуатации в условиях микологической агрессии. 3. Показано, что рост плесневых грибов на поверхности строительных материалов носит циклический характер. Продолжительность цикла составляет 76-90 суток в зависимости от вида материалов. 4. Установлен состав метаболитов и характер их распределения в структуре материалов. Проанализирована кинетика роста и развития микромицет на поверхности строительных материалов. Показано, что рост плесневых грибов на поверхности гипсовых материалов (гипсобетон, гипсовый камень) сопровождается кислотной продукцией, а на поверхности полимерных (эпоксидный и полиэфирный композиты) - ферментативной. Показано, что относительная глубина проникновения метаболитов определяется пористостью материала. После 360 суток экспозиции она составила для гипсобетона - 0,73, для гипсового камня - 0,5, для полиэфирного композита - 0,17 и для эпоксидного композита - 0,23. 5. Выявлен характер изменения прочностных свойств строительных материалов на основе минеральных и полимерных связующих. Показано, что у гипсовых материалов в начальный период времени наблюдалось повышение прочности в результате накопления продуктов взаимодействия двуводного сульфата кальция с метаболитами микромицет. Однако затем наблюдалось резкое снижение прочностных характеристик. У полимеркомпозитов повышения прочности не наблюдалось, а происходило лишь ее снижение. 6. Установлен механизм микодеструкции гипсового камня и полиэфирного композита. Показано, что деструкция гипсового камня обусловлена возникновением растягивающего напряжения в стенках пор материала, за счет образования органических солей кальция (оксалата кальция), являющихся продуктами взаимодействия органических кислот (щавелевой кислоты) с двуводным гипсом, а коррозионное разрушение полиэфирного композита происходит вследствие расщепления связей полимерной матрицы под действием экзоферментов плесневых грибов.

Диффузия метаболитов микромицет в структуру плотных и пористых строительных материалов

Цементные бетоны являются важнейшим строительным материалом . Обладая многими ценными свойствами (экономичность, высокая прочность, огнестойкость и т.д.), они находят широкое применение в строительстве. Однако эксплуатация бетонов в условиях биологически агрессивных сред (на предприятиях пищевой, текстильной, микробиологической промышленности), а также в условиях жаркого влажного климата (тропики и субтропики), приводит к поражению их плесневыми грибами. Согласно литературным данным , бетоны на цементном вяжущем, в начальный период времени, обладают фунгицидными свойствами за счет высокой щелочности среды поровой жидкости, но с течением времени они подвергаются карбонизации, что способствует свободному развитию плесневых грибов. Поселяясь на их поверхности плесневые грибы, активно продуцируют различные метаболиты, в основном органические кислоты, которые, проникая в капиллярно-пористую структуру цементного камня вызывают его деструкцию . Как показали исследования грибостойкости строительных материалов важнейшим фактором, обуславливающим низкую устойчивость к воздействию метаболитов плесневых грибов, является пористость. Строительные материалы, обладающие низкой пористостью, в наибольшей степени подвержены деструктивным процессам, обусловленным жизнедеятельностью микромицет. В связи с этим, возникает необходимость повышения грибостойкости цементных бетонов путем уплотнения их структуры.

Для этого предлагается использование полифункциональных модификаторов на основе суперпластификаторов и неорганических ускорителей твердения.

Как показывает обзор литературных данных , микодеструкция бетонов происходит в результате химических реакций между цементным камнем и продуктами жизнедеятельности плесневых грибов. Поэтому исследования влияния полифункциональных модификаторов на грибостойкость и физико-механические свойства проводили на образцах цементного камня (ПЦ М 5 00 ДО). В качестве компонентов полифункциональных модификаторов использовали суперпластификаторы С-3 и СБ-3, и неорганические ускорители твердения (СаС12, NaN03, Na2S04). Определение физико-химических свойств проводили по соответствующим ГОСТам: плотности по ГОСТ 1270.1-78; пористости по ГОСТ 12730.4-78; водопоглощения по ГОСТ 12730.3-78; предела прочности при сжатии по ГОСТ 310.4-81. Определение грибостойкости проводили по ГОСТ 9.048-91 методом Б, который устанавливает наличие у материала фунгицидных свойств. Результаты исследований влияния полифункциональных модификаторов на грибостойкость и физико-механические свойства цементного камня приведены в табл.5.1.

Результаты исследований показали, что введение модификаторов заметно повышает грибостойкость цементного камня. Особенно эффективны модификаторы, содержащие в своем составе суперпластификатор СБ-3. Данный компонент обладает высокой фунгицидной активностью которая объясняется наличием в его составе фенольных соединений, вызывающих нарушение работы ферментативных систем микромицет, что ведет к снижению интенсивности процессов дыхания. Кроме того, данный суперпластификатор способствуют увеличению подвижности бетонной смеси при значительном водосокращении, а также снижению степени гидратации цемента в начальный период твердения, что в свою очередь, предотвращает испарение влаги и приводит к формированию более плотной мелкокристаллической структуры цементного камня с меньшим количеством микротрещин внутри тела бетона и на его поверхности. Ускорители твердения увеличивают скорость гидратационных процессов и соответственно скорость твердения бетона. Кроме того, введение ускорителей твердения также приводит к уменьшению заряда клинкерных частиц, что способствует уменьшению слоя адсорбированной воды, создавая предпосылки для получения более плотной и прочной структуры бетона. Благодаря этому, снижается возможность диффузии метаболитов микромицет в структуру бетона и повышается его коррозионная стойкость. Наибольшей коррозионной стойкостью в отношении метаболитов микромицет обладает цементный камень, имеющий в своем составе комплексные модификаторы, содержащие 0,3 % суперпластификаторов СБ-3 Ill и C-3 и 1 % солей (СаС12, NaN03, Na2S04.). Коэффициент грибостойкость у образцов, содержащих данные комплексные модификаторы на 14,5 % выше, чем у контрольных образцов. Кроме того, введение комплексного модификатора позволяет увеличить плотности на 1,0 - 1,5 %, прочности на 2,8 - 6,1 %, а также уменьшить пористости на 4,7 + 4,8 % и водопоглощения на 6,9 - 7,3 %. Комплексный модификатор, содержащий 0,3 % суперпластификаторов СБ-3 и С-3 и 1 % ускорителя твердения СаС12, был использован ОАО «КМА Проектжилстрой» при сооружении подвальных помещений. Эксплуатация их в условиях повышенной влажности более двух лет показала отсутствие плесневых обрастаний и снижение прочности бетона.

Исследования грибостойкости гипсовых материалов показали, что они являются весьма нестойкими в отношении метаболитов микромицет. Анализ и обобщение литературных данных показывает, что активный рост микромицет на поверхности гипсовых материалов объясняется благоприятной кислотностью среды поровой жидкости и высокой пористостью данных материалов. Активно развиваясь на их поверхности, микромицеты продуцируют агрессивные метаболиты (органические кислоты), проникающие в структуру материалов и вызывающие их глубокую деструкцию. В связи с этим, эксплуатация гипсовых материалов в условиях микологической агрессии невозможна без дополнительной защиты.

Для повышения грибостойкости гипсовых материалов предлагается использование суперпластификатора СБ-5. Согласно , он представляет собой олигомерные продукты щелочной конденсации отходов производства резорцина с фурфуролом (80 % мае.) формула (5.1), а также продукты осмолення резорцина (20 % мае), состоящие из смеси дизамещенных фенолов и ароматических сульфокислот.

Технико-экономический анализ эффективности использования строительных материалов с повышенной грибостойкостью

Технико-экономическая эффективность цементных и гипсовых материалов, обладающих повышенной грибостойкостью, обусловлена увеличением долговечности и надежности строительных изделий и конструкций на их основе, эксплуатируемых в условиях биологически агрессивных сред. Экономическая эффективность разработанных составов полимеркомпозитов по сравнению с традиционными полимербетонами определяется тем, что они наполнены отходами производства, что значительно снижает их стоимость. Кроме того, изделия и конструкции на их основе позволят исключить плесневение и связанные с ним процессы коррозии.

Результаты расчета стоимости компонентов предлагаемых полиэфирного и эпоксидного композитов по сравнению с известными полимербетонами представлены в табл. 5.7-5.8 1. Предложено применение комплексных модификаторов, содержащих 0,3 % суперпластификаторов СБ-3 и С-3 и 1 % солей (СаС12, NaNC 3, Na2S04.), с целью обеспечения фунгицидности цементных бетонов. 2. Установлено, что использование суперпластификатора СБ-5 в концентрации 0,2-0,25 % масс позволяет получить грибостойкие гипсовые материалы с повышенными физико-механическими характеристиками. 3. Разработаны эффективные составы полимеркомпозитов на основе полиэфирной смолы ПН-63 и эпоксидного компаунда К-153 наполненные отходами производства, обладающие повышенной грибостойкостью и высокими прочностными характеристиками. 4. Показана высокая экономическая эффективность использования полимеркомпозитов с повышенной грибостойкостью. Экономический эффект от внедрения полиэфирного полимербетона составит 134,1 руб. на 1 м, а эпоксидного 86,2 руб. на 1 м. 1. Установлена грибостойкость наиболее распространенных компонентов строительных материалов. Показано, что грибостойкость минеральных заполнителей определяется содержанием оксидов алюминия и кремния, т.е. модулем активности. Выявлено, что негрибостойкими (степень обрастания 3 и более баллов по методу А, ГОСТ 9.049-91) являются минеральные заполнители, имеющие модуль активности менее 0,215. Органические заполнители характеризуются низкой грибостойкостью вследствие содержания в их составе значительного количества целлюлозы, являющейся источником питания для плесневых грибов. Грибостойкость минеральных вяжущих определяется значением рН поровой жидкости. Низкая грибостойкость характерна для вяжущих с рН=4-9. Грибостойкость полимерных связующих определяется их строением. 2. На основе анализа интенсивности обрастания плесневыми грибами различных видов строительных материалов впервые предложена их классификация по грибостойкости. 3. Определен состав метаболитов и характер их распределения в структуре материалов. Показано, что рост плесневых грибов на поверхности гипсовых материалов (гипсобетон и гипсовый камень) сопровождается активной кислотной продукцией, а на поверхности полимерных (эпоксидный и полиэфирный композиты) - ферментативной активностью. Анализ распределения метаболитов по сечению образцов показал, что ширина диффузной зоны определяется пористостью материалов. Выявлен характер изменения прочностных характеристик строительных материалов под действием метаболитов плесневых грибов. Получены данные, свидетельствующие о том, что снижение прочностных свойств строительных материалов определяется глубиной проникновения метаболитов, а также химической природой и объемным содержанием наполнителей. Показано, что у гипсовых материалов деградации подвергается весь объем, а у полимеркомпозитов - только поверхностные слои. Установлен механизм микодеструкции гипсового камня и полиэфирного композита. Показано, что микодеструкция гипсового камня обусловлена возникновением растягивающего напряжения в стенках пор материала за счет образования органических солей кальция, являющихся продуктами взаимодействия метаболитов (органических кислот) с сульфатом кальция. Коррозионное разрушение полиэфирного композита происходит вследствие расщепления связей в полимерной матрице под действием экзоферментов плесневых грибов. На основании уравнения Моно и двухстадийной кинетической модели роста плесневых грибов получена математическая зависимость, позволяющая определять концентрацию метаболитов плесневых грибов в период экспоненциального роста. 7. Получены функции, позволяющие с заданной надежностью оценивать деградацию плотных и пористых строительных материалов в агрессивных средах и прогнозировать изменение несущей способности центрально-нагруженных элементов в условиях микологической коррозии. 8. Предложено применение комплексных модификаторов на основе суперпластификаторов (СБ-3, СБ-5, С-3) и неорганических ускорителей твердения (СаСЬ, NaNC 3, Na2SC 4) для повышения грибостойкости цементных бетонов и гипсовых материалов. 9. Разработаны эффективные составы полимеркомпозитов на основе полиэфирной смолы ПН-63 и эпоксидного компаунда К-153, наполненные кварцевым песком и отходами производства, обладающие повышенной грибостойкостью и высокими прочностными характеристиками. Расчетный экономический эффект от внедрения полиэфирного композита составил 134,1 руб. на 1 м, а эпоксидного 86,2 руб. на 1 м3.

Вопросов начальнику департамента образования Белгородской области Игорю Шаповалову накопилось много. Так что гостем редакции он был, можно сказать, долгожданным и очень важным. Ведь что может быть важнее, чем наши дети?

О ЕГЭ

– Игорь Васильевич, давайте начнём с ЕГЭ. В этом году ситуация складывается не очень удобная для выпускников: в вузах изменили перечни вступительных испытаний на некоторые специальности, ужесточаются требования при сдаче ЕГЭ, много споров по поводу сочинений…

– Изменения не только в этом. Например, вузы получили право вводить дополнительные испытания. Всё это неплохо – и то, что список экзаменов расширен, и дополнительные испытания, но я считаю, что все изменения должны вводиться в начале учебного года, а не во второй его половине. К вопросу о ЕГЭ – уже утверждён новый порядок его проведения. Видеокамеры, наблюдение в онлайн-режиме, металлоискатели в каждом пункте сдачи ЕГЭ и другие технические вещи, связанные с защитой информации. Наверное, это важно, но психологически это очень давит на детей, вызывает нервозность, волнение… Вообще в 2013-2014 учебном году изменения в проведении ЕГЭ коснутся только технических моментов, содержательная часть экзамена не поменяется.

Вот вы спросили о сочинении – в этом учебном году всё будет так же, как и в прошлом. Если будут изменения, то они коснутся выпускников 2015 года. Да, идут жаркие споры: убрать из ЕГЭ по русскому языку и литературе мини-сочинение, заменив его большим, или просто добавить ещё и большое сочинение… Моё личное мнение – нельзя в одну корзину складывать разные вещи. Одно дело – проверка знаний по орфографии и пунктуации, другое – умеет ли человек излагать свои мысли на бумаге, размышлять, делать какие-то выводы… Наверное, это должно зависеть от специальности, на которую поступает абитуриент.

– Сейчас идут разговоры о том, что помимо результатов ЕГЭ при поступлении в вузы будут учитывать так называемое портфолио выпускника школы – грамоты, дипломы и т. д. На ваш взгляд, не перечеркнёт ли это нововведение одну из главных задач, которую преследовали сторонники ЕГЭ, – победить коррупцию при поступлении в вузы? Ведь результаты ЕГЭ – это цифры, а объём и качество досье – вещи достаточно субъективные…

– Пока нет нормативных документов, которые позволили бы учитывать не только итоги ЕГЭ, но и внеурочные достижения школьников, за которые станут добавлять дополнительные баллы. В настоящее время Министерством образования и науки РФ готовится порядок приёма абитуриентов в высшие учебные заведения, в котором, надеемся, будет представлена система учёта индивидуальных достижений обучающихся. В частности, абитуриентам будут добавляться баллы, если они стали победителями и призёрами на региональном уровне всероссийских предметных олимпиад.

По федеральным стандартам

– В Белгородской области реализуется проект «Наша новая школа». Уже подведены его итоги за 2013 год?

– Реализация основных направлений национальной образовательной инициативы «Наша новая школа» в 2013 году проходила в условиях введения нового Федерального закона № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» и Стратегии развития дошкольного, общего и дополнительного образования Белгородской области на 2013-2020 годы. Так что могу с уверенностью сказать, что система общего и дополнительного образования в регионе перешла на качественно новый уровень инновационного развития.

Стратегическим направлением модернизации образования остаётся введение федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС), главная цель которых – повышение качества образования и воспитания. В 2012 году Белгородская область приступила к реализации ФГОС основного общего образования, хотя массовый штатный режим введения этих стандартов начнётся с 1 сентября 2015 года. Сейчас более 45 тысяч учеников начальной школы учатся по ФГОС. Учеников пятых-шестых классов – более четырёх тысяч человек. Всего по новым стандартам обучаются 49448 белгородских школьников, или 36,2 процента от общего числа обучающихся, что на 5966 человек больше установленных федеральных требований.

Изменения коснулись и системы педагогического образования, развития учительского потенциала, дополнительного профессионального образования. В области создаётся инфраструктура опережающего педагогического образования в течение всего периода профессиональной деятельности учителя. В институте развития образования Белгородской области были разработаны инновационные, личностно-ориентированные подходы к этой проблематике.

Эффективной формой обогащения педагогической практики инновационными идеями стал «Методический поезд» областного клуба «Учитель года». Клуб объединяет победителей и лауреатов профессиональных конкурсов, в том числе и конкурсного отбора в рамках нацпроекта «Образование». В его рамках функционирует Школа методического мастерства для молодых педагогов «Начало». Победители, лауреаты конкурса и члены Школы «Начало» вошли в состав участников Всероссийского открытого видеофорума «Молодой учитель в социальном векторе России». В июле 2013 года молодые педагоги области приняли участие во Всероссийском молодёжном форуме «Селигер-2013». В 2013 году проведена дистанционная экспертиза профессиональных достижений и аттестация педагогов на квалификационные категории, её прошли 5354 педагогических работника (в 2012 году – 4412), в том числе 2587 учителей общеобразовательных школ, что составляет 22,1 процента от их общего количества. Белгородский опыт «Использование автоматизированных технологий при проведении процедуры аттестации педагогических работников» в октябре 2013 года рекомендован Министерством образования и науки РФ для внесения во Всероссийский банк лучших практик модернизаций региональных систем образования.

– Новые федеральные стандарты вводятся и для дошкольного образования…

– Да, впервые в российской истории судьбоносным событием стало утверждение в соответствии с федеральным законом «Об образовании в Российской Федерации» ФГОС дошкольного образования. Они гарантируют равенство возможностей в получении качественного дошкольного образования; уровень и качество образования на основе единства требований к условиям реализации основных образовательных программ; сохранение единства образовательного пространства в стране относительно уровня дошкольного образования, который является самостоятельным в системе общего образования. В Белгородской области создана рабочая группа, разработана дорожная карта введения стандартов, начальник отдела дошкольного образования вошла в состав рабочей группы Координационного совета по введению ФГОС дошкольного образования Минобрнауки России. Введение стандартов дошкольного образования в штатном режиме будет осуществляться с 1 сентября 2014 года.

В ближайшее время мы будем защищать этот проект на заседании правительства. Но для его внедрения нужны условия. Мы проанализировали состояние детских садов Белгородской области – 21 процент этим условиям не соответствует. Чтобы в условиях дефицита бюджетных средств решить эту проблему, мы пошли по пути интеграции ресурсов школ и детских садов. Последние два года мы поддерживали маленькие школы. Около полутора миллиардов рублей из областного, муниципальных и федерального бюджетов было направлено на эти нужды. И получилось, что школы сейчас выглядят лучше, чем детские сады. Мы рассмотрели вопрос формирования школ с дошкольной группой. Таким образом, все ресурсы школ – актовый и спортивный залы, оборудование, педагогический коллектив – работают и на детский сад.

С 1 сентября 2013 года, по сути, произошла тихая революция. Фактически все дети от пяти до 17 лет стали школьниками. Потому что де-юре дети пяти-шести лет охвачены начальным школьным образованием – дошкольным. С 1 сентября 2014 года 50 детских садов области будут интегрированы со школами.

О «внеурочке» и учебниках

– И ещё один вопрос, связанный с введением ФГОС. Новые образовательные стандарты предполагают ежедневную внеурочную деятельность – то есть фактически дети после уроков ещё два-три часа заняты в школе. Это удобно и полезно для тех, кто не ходит ни на какие кружки или в секции. Но есть ситуации, когда оставаться на «внеурочку» заставляют детей, которые занимаются спортом, в музыкальной школе и т.д., получается, что у них практически не остаётся свободного времени, они вынуждены пропускать занятия, тренировки. Как быть родителям в этой ситуации?

– Здесь всё зависит от конкретной школы. Сейчас ключевое звено в системе образования – это именно школа, ребёнок и его родители. И у них есть право выбора. Например, в начальной школе 30 процентов всех учебных часов – это выбор родителей. Это записано в стандарте. Плюс «внеурочка» – 60 процентов часов должны быть организованы также на основании выбора родителей. Но многие об этом даже не знают!

А вообще новые ФГОС дают больше свободы для выбора. Школьное образование складывается из двух блоков. Первый – собственно образовательная деятельность, 37 часов в неделю, с учётом того, что в старших классах у учеников должны быть предметы по выбору. Второй блок – это внеурочная деятельность до 10 часов в неделю. Она организуется по разным направлениям – физкультурно-спортивное и оздоровительное, духовно-нравственное, социальное, общеинтеллектуальное, общекультурное. Вот тут родители и сталкиваются с проблемой: есть дети, которые занимаются в кружках, секциях, музыкальной школе, а их заставляют оставаться на внеурочные занятия. В итоге, действительно, у детей практически не остаётся свободного времени даже на подготовку домашних заданий. С точки зрения школы такая позиция педагогов объясняется просто: чем больше у преподавателя в группе детей, чем больше часов, соответственно, больше и зарплата. Что делать? Прежде всего, помнить, что родители не должны считать, что они бесправны в этой ситуации. Они имеют право поднять вопрос об организации внеурочной деятельности по индивидуальному плану, обратившись с заявлением к директору школы или председателю руководящего совета учебного заведения. Если и с их помощью ситуация не разрешится, то надо обратиться в департамент образования. На сайте департамента есть страничка для отправки обращений граждан, и, поверьте, мы всегда очень оперативно реагируем на каждое такое обращение.

– Можно ли занятия по внеурочной деятельности использовать как подготовку к экзаменам?

– Не только можно, но и нужно! Многие школы так и делают, организовывая дополнительные занятия для подготовки к ЕГЭ и ГИА для старшеклассников. И это решает многие проблемы, например, у родителей отпадает необходимость платить деньги репетиторам. Но всё надо делать с умом. 37 учебных часов плюс 10 – «внеурочка», это 47 часов в неделю. Не каждый ребёнок способен такую нагрузку выдержать.

– А как быть с современными учебниками? Даже учителя отмечают, что они написаны не для детей, преподавать по ним очень трудно. Школьники не воспринимают информацию, изложенную скучным, занаученным языком.

– Совершенно с вами согласен. Например, моя жена преподаёт в школе биологию. Этот предмет детям всегда нравился, а в последние годы стал одним из самых нелюбимых уроков. Стали разбираться – оказалось, дело в учебниках! И это можно сказать о многих предметах!

Современные учебники перегружены информацией, которая не обязательна для изучения в школе. Да, наука сейчас шагает семимильными шагами, авторы учебников пытаются за ней угнаться, но нужно ли это детям? Способны ли они воспринять всю эту информацию? Даже если на учебниках написано: «Соответствует ФГОС», чаще всего это просто косметическая правка, а на самом деле учебник не был адаптирован под новые образовательные стандарты, в которых обозначен необходимый объём знаний, которые должен получить школьник.

Поэтому у нас родилась идея фундаментального ядра знаний по каждому предмету. Ведь многие учебники написаны работниками вузовской сферы и, действительно, просто непонятны детям. Я в таких случаях всегда привожу пример, сравнивая Википедию и Большую советскую энциклопедию. У Википедии в тысячи раз больше просмотров, чем у БСЭ. Причина? Википедия пишется самими людьми. Понятным языком. К сожалению, писать учебники мы не имеем права. Но можем собрать лучшие практики работы учителей, и мы сейчас это делаем. Стремимся написать свою педагогическую Википедию. Создаём ресурс, на котором любой педагог по любому предмету может выложить свои разработки и рекомендации бесплатно, с закреплением авторских прав. Это могут быть и документы, и презентации, и фрагменты видеоурока, и любые другие формы. И у наших белгородских педагогов есть такие шедевры!

Мы стали инициаторами создания портала «Сетевая школа Белогорья» , запустить его планируется 1 апреля. Сейчас отрабатываем регламент его работы и механизм наполнения. Портал будет работать на базе регионального института развития образования.

Конечно, образовательных порталов в Интернете много. В чём же фишка «Сетевой школы Белогорья»? Во-первых, зарегистрированным пользователям будут предоставлены все мультимедийные возможности сайта – например, полноценный функционал для создания презентаций, видеороликов и т.д. Есть механизм, позволяющий закрепить авторские права за каждым, кто разместит свои материалы. Любой учитель может воспользоваться размещённой на портале информацией для подготовки урока. Да, мы не вправе писать учебники, но ведь использование учебника – это лишь малая доля того, как можно выстроить урок! Этот путь нашёл поддержку в Министерстве образования и науки. Многие другие регионы России заявили, что готовы присоединиться к нашему ресурсу, который будет полезен и учителям, и ученикам, и родителям. Он может стать своего рода электронным учебником, и его удобно использовать для самообразования. Особенно в тех случаях, когда дети вынуждены долгое время не посещать школу. К детям-надомникам учитель ходит в среднем один раз в неделю. Разве можно в этом случае говорить о качественном образовании?

Поэтому при всём непростом отношении к электронным ресурсам я считаю, что их потенциал далеко не исчерпан.

Об электронных услугах

– На одном из заседаний Правительства России Дмитрий Медведев дал несколько поручений, касающихся сферы образования. Например, постепенно уйти от занятий во вторую смену, наладить систему отслеживания учеников, которые во втором полугодии учебного года переходят в другие школы. Как вы планируете выполнять эти поручения?

– Вопрос об отслеживании учеников, которые во втором полугодии 11-го класса переходят в другие школы (так называемых ЕГЭ-туристов), был поднят на совещании руководителей муниципальных управлений образования. Департаментом образования области рассылаются письма, в соответствии с которыми муниципальные управления образования должны обеспечить контроль и мониторинг за перемещением «ЕГЭ-туристов». И конечно, наш департамент также будет проводить мониторинг по отслеживанию «миграции» старшеклассников, в том числе с помощью правоохранительных органов. Создана межведомственная рабочая группа, в которую вошли и представители полиции.

Что касается постепенного перехода на обучение только в первую смену, тут вопрос сложнее. Согласно 28-й статье Закона «Об образовании в Российской Федерации» разработка и принятие правил внутреннего распорядка обучающихся относится к компетенции образовательной организации. Поэтому по закону решить этот вопрос может только сама школа.

– На сайте департамента не так давно начал работу портал муниципальных услуг в области образования. Какие услуги можно получить с его помощью?

– Портал сейчас в стадии наполнения. Думаю, до 1 марта работа будет завершена. Самые востребованные сейчас услуги – по лицензированию образовательных учреждений и аккредитации образовательных программ. С 1 января 2014 года принято решение максимально перевести этот процесс в электронный вид, чтобы исключить коррупционную составляющую, свести к минимуму личные контакты между теми, кто документы предоставляет и кто их принимает. К тому же это облегчит бумажную работу. Остальным услугам – зачислению в образовательные учреждения, текущей успеваемости, итоговой аттестации – пока уделяется внимание в меньшей степени. Хотя результаты ГИА и ЕГЭ – очень востребованная информация, она тоже предоставляется в электронном виде.

Систему постановки на учёт в детские сады ещё в прошлом году перевели в электронную форму. С 1 января 30 регионов, в том числе Белгородская область, участвуют в этом проекте. До 1 апреля все данные будут загружены в федеральную информационную базу.

Медалям – быть!

– В Белгородской области был проведён опрос о том, надо ли сохранить школьные медали…

– Могу сказать однозначно: школьным медалям в Белгородской области – быть! Мы провели опрос и принципиально для себя определили, что чиновники палки в колёса нам вставлять не будут. Общее мнение: 80 процентов белгородцев – за медали. Это бренд, символ, сложившийся в течение многих лет.

Отмена медали равносильна тому, что, например, олимпийскому чемпиону вручили бы диплом или удостоверение, но не вручили бы медаль. Да, она потеряла значимость с введением ЕГЭ, но она должна быть! Мы разработали положение, на основании каких результатов она выдаётся и какой должна быть. Это положение размещено на сайте департамента для общественного обсуждения.

– И последний вопрос – изменились ли меры поддержки негосударственных детских садов?

– В этом году вообще изменился принцип оплаты за услуги детских садов. С 1 января регионы взяли на себя оплату стандарта образовательной услуги. В образовательном стандарте заложено, как нужно обучать, воспитывать и социализировать детей. На эти цели выделено более 2,5 миллиарда рублей.

А вот услуги по присмотру и уходу могут оплачиваться либо из средств муниципалитетов, либо с помощью родительской платы. Что такое присмотр и уход? Согласно Семейному кодексу Российской Федерации (часть 1 статьи 63) родители несут ответственность за воспитание и развитие своих детей. Они обязаны заботиться об их здоровье, физическом, психическом, духовном и нравственном развитии.

Наша позиция такова: если родители перекладывают эти функции на других специалистов, на учреждения, они должны за эти услуги платить. Но мы понимаем, что идти по пути 100-процентной оплаты – просто нереально, для многих семей это неподъёмные суммы. Поэтому более 50 процентов затрат на присмотр и уход берут на себя муниципалитеты, и родители платят сумму в 1500 и 1800 рублей в зависимости от того, где расположен детский сад. Более того, часть этой платы родителям потом возвращается – 20 процентов за одного ребёнка, посещающего детский сад, 50 – за второго и 70 процентов – за третьего. Это что касается муниципальных детских садов.

В частных садах ситуация другая. Во-первых, родители могут отдавать детей в такие детские сады с двух месяцев. Это очень сложный период, затратный, специфический, поэтому мы не стараемся создавать излишние условия, чтобы отрывать детей от родителей в таком раннем возрасте. А для того, у кого нет возможности находиться рядом с детьми в этот период, мы ищем альтернативные формы дошкольного образования. Самая распространённая – негосударственные детские сады, полноценные и группы присмотра и ухода. И мы поддерживаем этот частный сектор.

Лицензированые детские сады могут сами выбирать способы поддержки: возможность получать плату за услуги от самих родителей, либо как возврат определённой суммы из бюджета на счёт учреждений. Но тогда они на эту же сумму должны снизить родительскую плату.

В предыдущие годы у частных детсадов была возможность получать помощь от фонда поддержки малого предпринимательства, где выдавались гранты в 1 миллион рублей на создание условий, закупку оборудования и так далее. Шесть предпринимателей воспользовались этой возможностью. Плюс к этому – налоговые льготы, нулевая ставка по налогу на имущество.

И как результат – мы в десятке субъектов РФ, где лучше всего развит негосударственный сектор дошкольного образования.

Проблема вот в чём: есть много родителей, которые посещают негосударственные детские сады, но не снимаются с очереди в муниципальный садик. Мы их понимаем: для многих это лишь временная мера, позволяющая переждать, дождаться очереди в муниципальный детсад. И по закону мы не можем их заставить сняться с очереди.

Беседовала Елена Мельникова