Условия эксплуатации оборудования и строительных конструкций птичников можно охарактеризовать как тяжелые: высокая влажность воздуха, содержание пыли, агрессивных газов (аммиака и сероводорода), значительные перепады температур (от минусовых до плюсовых), непосредственный контакт многих узлов и деталей с таким агрессивным веществом, как птичий помет, периодическая обработка высокоактивными моющими средствами и дезинфектанты, часто — при высоких температурах (до 90 ° С ) и давления (до 200 атм.). Поэтому материалы, из которых они изготавливаются, должны иметь хорошие теплоизоляционные свойства, высокую стойкость против указанных негативных воздействий, не выделять при этом вредных для человека, птицы и окружающей среды веществ, не способствовать накоплению пыли и патогенных микроорганизмов, не быть убежищем для паразитных насекомых и грызунов, легко поддаваться очистке, мытью и дезинфекции. В какой степени они соответствуют этим требованиям?

Конструкционные материалы зданий птичников. При строительстве птичников чаще всего используют такие материалы, как древесина, кирпич, бетон и железобетон, сэндвич — панели, прокат черных и цветных металлов.

Древесина широко использовалась при строительстве птичников в Украине до 80 — х годов прошлого столетия, но в последующие годы ее, при переходе к промышленным методам строительства, в основном, было замещено более долговечными материалами. В США же и многих европейских странах древесину широко используют для этих целей до сих пор, поскольку она считается экологически безопасным и сравнительно дешевым материалом, легко поддается механической обработке, имеет достаточно высокую механическую прочность, характеризуется хорошими теплоизоляционными свойствами. Особенно часто она используется на небольших фермах, в частности — по производству органической продукции птицеводства, для строительства птичников облегченного типа и т.п... Недостатками древесины, как конструкционного материала, являются повышенный уровень пожарной опасности, сравнительно небольшой срок службы (в птичниках 10-30 лет). Кроме того, щели между отдельными частями конструкций (брусьями, досками, рейками и т.п.) служат местами убежища микроорганизмов, паразитических насекомых, где их очень трудно уничтожить. Исследования также показали, что микроорганизмы могут проникать и в глубину (до 3 см ) самой древесины. Конструкции из дерева нежелательно подвергать санитарной обработке мокрым способом. Для продления срока службы рекомендуется использовать высококачественную древесину пород, устойчивых к гниению, выполнять ее механическую обработку с целью уменьшения шероховатости и пористости поверхности, обрабатывать специальными растворами с целью повышения огнестойкости (антипиренами) и против вредителей и гниения — антисептиками. Древесину рекомендуется использовать преимущественно в таких местах, где минимизируется ее контакт с водой или пребывания в атмосфере с высокой относительной влажностью воздуха.

Кирпич хорошего качества — прочный и долговечный материал, из которого построены немало птичников в Украине. Характеризуется также достаточно хорошими теплоизоляционными свойствами. Последние могут быть улучшены, если в толщине стен предусмотреть слой теплоизоляционного материала. Недостатки — высокие трудоемкость и продолжительность строительных работ, увеличивает стоимость самих птичников. Поэтому в последнее время при выборе типа птичников производственники чаще всего предпочитают птичник из сборного железобетона или сэндвич — панелей. При применении кирпича для повышения срока ее службы должно быть минимизировано попадание на кирпичные стены влаги, как от атмосферных осадков, так и при проведении различных технологических операций, поскольку кирпич хорошо впитывает и накапливает влагу. При минусовых температурах это может приводить к ее разрушению вследствие замерзания и расширения воды. При плюсовых температурах на влажных стенах часто развиваются мох и лишайники, грибковые и другие микроорганизмы, которые могут проникать на значительную их глубину (в среднем 4-5 см). Это также приводит к разрушению кирпичной кладки и несет микробиологическую угрозу для птицы. Исходя из этого, стены из кирпича изнутри обязательно необходимо штукатурить и белить известковым раствором, который выравнивает ее поверхность и обладает бактерицидными свойствами. При правильной эксплуатации срок службы птичников из кирпича составляет не менее 50 лет.

Бетон и бетонные конструкции являются наиболее распространенными сейчас материалами при строительстве птичников в Украине. Из них сводят все — от пола то крыши. Положительные стороны — возможность применения промышленных методов изготовления и монтажа, скорость строительства птичников (2-4 месяца), высокая механическая прочность и химическая стойкость, сравнительно небольшая цена здания. Изделия из железобетона хорошо поддаются очистке и мытью, в частности — машинами высокого давления. Отрицательные стороны — недостаточно хорошие теплоизоляционные свойства, которые, однако, можно улучшить путем использования бетонных панелей с прослойкой теплоизолирующего материала (сейчас широко и делается) или так называемого пено- или газобетона. Нормативный срок службы птичников с железобетонных конструкций, как и из кирпича — не менее 50 лет. Однако при неблагоприятных условиях эксплуатации в результате суммарного воздействия высокой влажности, различных физических, химических и биологических факторов даже изделия из железобетона могут разрушаться. Основная причина — вымывание из бетона гидроксида кальция, коррозия металлических элементов. Влага, агрессивные вещества помета, микроорганизмы, растворы моющих средств и дезинфектантов проникают в глубину бетона по капиллярам, порам и трещинам, что приводит к дальнейшему их расширению и разрушению. Микроорганизмы могут проникать в глубину железобетонных конструкций на 3-5 см, бетонированного пола — до 10 см. Для защиты пола птичников сейчас рекомендуется добавлять в бетон такие добавки, как поливинилацетатная эмульсия, фурфурол ацетон, поливинилбутироль, катапинбактерицид, синтетические полимерные смолы и ряд других веществ, которые придают ему антикоррозионные и биоцидные свойства. Действенным способом защиты бетонных изделий считается так называемая обмазочная гидроизоляция с проникающим эффектом. Известными веществами этого класса являются смеси типа пенетрон (США), которые реализуются и в Украине. В исходном состоянии это сухие водорастворимые смеси, которые применяются после добавления воды и перемешивания до сметанообразного состояния. Собственно, сам пенетрон — наносится на влажную поверхность бетонных стен, потолка, конструкций каркаса и служит для их защиты. Смесью Пенекрит замазываются щели и трещины, смесью пенетрон — плюс выравнивается пол. Компоненты, входящие в состав указанных смесей, взаимодействуют с вяжущим веществом бетона (гидроксидом кальция), в результате чего образуются нерастворимые кристаллы, которые закупоривают капилляры бетона и препятствуют проникновению в глубину него влаги. За счет осмотического эффекта компоненты проникают в бетон на глубину до 30 см. При этом, чем больше капилляры насыщены влагой, тем лучше происходит рост кристаллов. В итоге — прочность бетона увеличивается на 10-15 %, срок его службы, как минимум на 5-10 лет. Для повышения срока службы армированных изделий из бетона вместо стальной арматуры рекомендуется применять арматуру из специальных пластиков. Для повышения устойчивости изделий из бетона к моющим растворам и дезинфектантам существует также ряд других средств, которые могут наноситься, щетками, валиками или путем распыления.

Сэндвич — панели получают сейчас все большее распространение при строительстве зданий различного назначения, в том числе — птичников. Представляют собой многослойную конструкцию, в которой два внешних слоя — это металлические (стальные оцинкованные или из алюминиевых сплавов) гофрированные листы, между которыми размещен один или более слоев теплоизолирующего материала. Как теплоизолирующие материалы используют фольгированные минеральную вату, стекловолокно, полиуретан и т.д... Антикоррозийная стойкость алюминиевых сплавов обусловлена ​​образованием защитной окисной пленки на поверхности материала. Цинк образует гальваническую пару с железом, в результате чего создается электрохимический барьер коррозии.

На большей части территории Украины достаточное сопротивление теплопередаче обеспечивается при толщине стеновых сэндвич — панелей 100 мм, кровельных — 150 мм. Применяют конструкции птичников из сандвич — панелей каркасные и бескаркасные. Последние стоят дешевле и возводятся быстрее, однако имеют меньшую механическую прочность. В каркасных птичниках как каркасные элементы используют изделия из железобетона или металлопроката.

Положительные стороны птичников из сандвич — панелей — возможность применения промышленных методов изготовления и монтажа, короткий срок строительства птичников (1-2 месяца), высокие теплоизоляционные свойства, цена — на уровне птичников с железобетонных конструкций, удовлетворительная химическая стойкость. При правильном монтаже сэндвич панелей в птичнике остается мало мест, где могли накапливаться пыль и микроорганизмы, прятаться паразитные насекомые, поверхности легко поддаются очистке, мытью и дезинфекции. Недостатки: недостаточно высокие механическая прочность и срок службы (20-30 лет). В агрессивных условиях птичника цинковое покрытие, которое наиболее часто применяется, имеет срок защитного действия 7-15 лет в зависимости от качества и условий эксплуатации. Срок защитного действия уменьшается из-за механического повреждения цинкового покрытия. Часто коррозия возникает в местах соединения сэндвич — панелей и деталей каркаса или друг с другом. В последнее время, чтобы продлить срок службы оцинкованных поверхностей, поверх него наносят еще и специальные лакокрасочные или полимерные пленки. Срок защитного действия такого покрытия — не менее 20 лет. Наиболее длительный срок службы в сэндвич -панелей с внешним покрытием из листов из алюминиевых сплавов — 30-40 лет. Преимуществом покрытий из алюминиевых сплавов является также высокая отражательная способность, уменьшает перегрев птичников в жаркий период года, их недостатком — меньшая механическая прочность, большая в 1,5-2 раза цена. Компромиссный вариант — цинк -алюминиевые покрытия стальных листов, которые имеют больший срок службы, чем цинковые — в 1,5-2 раза.

Материалы, используемые при изготовлении оборудования птичников. При изготовлении оборудования птичников используются материалы различного типа: сталь, цветные металлы, пластмассы, резина и т.п... Материалы, которые подвергаются коррозии, как правило, имеют антикоррозийные покрытия. Согласно общепринятого определения коррозия — это разрушение твердых тел, вызванное химическими или электрохимическими процессами, развивающимися на поверхности материала при взаимодействии с внешней средой. Термин коррозия приемлем не только по отношению к черным металлам, как все привыкли, но и к бетону, некоторым пластмассам и другим материалам. В птичниках наиболее страдают от коррозии элементы оборудования, изготовленные из простой углеродистой стали. Основными способами их защиты от коррозии являются: 1 -й — добавление к железу компонентов, которые повышают антикоррозионную стойкость стали; 2 -й — ее изоляция стали от внешней среды путем окрашивания или нанесения цинкового, цинк- алюминиевого или полимерного покрытия.

По данным исследований, проведенных в Институте птицеводства НААН, в наибольшей степени подвергаются коррозии такие элементы клеточного оборудования, как кормушки, подножные решетки, узлы и детали, контактирующие с пометом (тяговые канаты, сами скребки, соединительные пояса и т.п.). Срок службы цинкового покрытия на кормушках, подножных решетках клеток в зависимости от качества покрытия составляет 3-7 лет. Срок защитного действия цинк- алюминиевого покрытия этих же элементов составляет 7-10 лет. На упомянутых выше элементах оборудования, контактирующих с пометом, цинковое покрытие разрушается в течение 2 — х -3- х лет, на тяговых канатах еще быстрее. В клеточных батареях с ленточной уборкой помета элементов, которые подвергаются коррозии в результате взаимодействия с пометом, меньше. Все указанные элементы в значительной степени подвергаются коррозии еще и потому, что подвергаются механическому воздействию и часто получают при этом повреждения антикоррозийного покрытия, например от цепи кормороздачи движущегося внутри кормушек, от лап птицы (подножные решетки), скребков транспортера т.п...

Сравнительно устойчивыми к коррозии является элементы оборудования, которые имеют лакокрасочные и полимерные покрытия, которые в случае отсутствия механических повреждений защищают металлические поверхности в течение 10-15 лет.

Пластиковые элементы оборудования (кормушки, поилки и т.д. ) в незначительной степени подвержены коррозии. Их коррозия проявляется, прежде всего, в так называемом «старении» пластика, что приводит к уменьшению механической прочности. Негативно на элементы из пластика и резины влияют некоторые моющие средства дезинфектанты, содержащие спирты (этиловый и изопропиловый), хлор (гипохлорит натрия, хлорная известь и др.). Нормативный срок службы пластиковых элементов оборудования составляет 10-15 лет.

Конечно, степень коррозии, что приводит к тотальному разрушению конструкций, процесс длительный, но дело еще и в том, что образование язв, отложения продуктов коррозии на поверхностях деталей влечет нарушение целостности поверхности материалов. В таких местах накапливаются микробиологические загрязнения, биопленки и другие органические и минеральные загрязнения, которые затрудняют проведение дезинфекции.

Как было установлено специальными исследованиями (член корр. РАСХН Шкарин В.В. с соавт., 2010) вид материала, из которого изготовлено оборудование и строительные конструкции, в значительной степени влияет и на качество дезинфекции их поверхности. Основными факторами при этом являются шероховатость и пористость поверхности, электростатический заряд, коэффициент поверхностного натяжения материала. Высокий уровень обеззараживания микроорганизмов наблюдался на стеклянной поверхности — в среднем 90,7 %, на крашеной поверхности или плитки — 76,5 %, металлической поверхности — 67,6 %, пластиковой поверхности — 53,0 %. На поверхностях с коррозионным повреждением уровень обеззараживания может значительно ухудшаться.

Как отмечалось выше, моющие средства и дезинфектанты, применяемые в птицеводстве, также в значительной степени способствуют коррозии конструктивных элементов оборудования и строительных конструкций птичника, поскольку специфика загрязнений в производственных помещениях требует применения достаточно концентрированных, таких содержащие мощные детергенты, т.е. агрессивных моющих средств. Из них, на черные и нержавеющие стали негативно влияют дезинфектанты и моющие средства, содержащие соединения хлора, аммиака, перекиси (перекись водорода и др.), абразивные компоненты.

Конструктивные элементы оборудования и птичника, изготовленные из алюминия или алюминиевых сплавов, негативно влияют моющие средства с рН > 9,5 или рН < 4,8, применение которых приводит к разрушению защитной окисной пленки и в последующем коррозии самого металла. К таким относятся моющие средства, содержащие серную, азотную, угольную, борную, фосфорную и другие кислоты, хлор, карбонат калия (поташ), карбонат натрия (соду), гидроокиси щелочных металлов, в частности — каустическую соду.

На антикоррозийную стойкость цинковых покрытий при мытье водными растворами моющих средств влияет их температура. Так, коррозионная стойкость покрытий не снижается, пока температура моющих растворов не превышает 50 оС. Далее, при повышении температуры моющих растворов с 50 оС до 70оС, она снижается примерно в три раза. При дальнейшем повышении температуры антикоррозийная стойкость снова увеличивается и при температуре 100 оС достигает исходной величины. Это нужно учитывать при мытье оцинкованных поверхностей конструктивных элементов. Минимальная скорость коррозии цинкового покрытия в водных растворах наблюдается при рН 10-12. Однако наличие в растворах сульфатов и хлоридов способствует ускорению коррозионных процессов. В кислой среде (рН < 4,5) устойчивость оцинкованных поверхностей невысока.

В общем, коррозия — является основным фактором износа и выхода из строя оборудования птичников. Срок службы клеточного оборудования, основным способом защиты от коррозии является нанесение цинковых покрытий, составляет 8-10 лет, цинк- алюминиевых покрытий — до 15 лет.

Применение для продления срока службы материалов нанотехнологий. Одним из наиболее перспективных направлений улучшения эксплуатационных свойств и защиты различных материалов (металла, пластика, дерева, кирпича, бетона и т.д.) от коррозии и порчи, и продолжение, таким образом, их срока службы в настоящее время считается применение нанотехнологий. Это может осуществляться двумя способами: 1 — й — добавление наночастиц определенных элементов в состав основного материала в процессе его изготовления; 2 -й — нанесение защитных нанопокрытий на поверхность строительных или конструкционных материалов в процессе их эксплуатации.

Например, добавление в состав бетона оксида кремния (SiO2) способствует значительному улучшению его механических свойств (повышение прочности на сжатие в 3-6 раз), влагостийкости и долговечности.

Мельник В.А.,

Институт птицеводства НААН