Биокоррозия строительных материалов и меры борьбы по мере её развития

Биокоррозия строительных материалов

 и меры борьбы  по мере её развития

Академик  РААСН, д.т.н., профессор Комохов П.Г.,

Аспирант Чуркин А.Ю.

ПГУПС, каф. «Строительные материалы и  технологии».

http://www.jdpsmt.ru/docs/23/23.php

Под биокоррозией принято  понимать разрушение бетона, вызванное  заселением и развитием бактерий, грибов, актиномицетов, которые могут  представлять серьёзную опасность  как непосредственно для конструкций  зданий и сооружений, так и для здоровья людей. Как известно множество строительных материалов (бетон, кирпич, дерево и т.д.), потенциально являются благоприятной средой обитания для микроорганизмов (бактерий, грибов, лишайников и т.д.), что оказывает влияние как на прочностные, декоративные свойства материала, так и на срок их службы.

При воздействии биоорганизмов (макро- и микроорганизмов) разрушение строительных материалов носит более  сложный характер, чем при воздействии  чисто химических сред. Так, например, в результате действия грибов может происходить механическое разрушение за счет разрастающегося мицелия, изменение упруго-прочностных свойств за счет выделения продуктов метаболизма агрессивных к строительному материалу, использование микроорганизмами компонентов материалов в качестве источника энергии (пищи).

Следует отметить, что  опасность и интенсивность биологических  разрушений и загрязнений различных  зданий и сооружений неуклонно возрастает в большей степени для городов, в пределах которых находятся  крупные промышленные предприятия. Она усугубляется пренебрежением экологическими нормами при строительстве зданий и сооружений, невыполнением норм при их эксплуатации, а также средой в которой эксплуатируются здания и сооружения.

Существенная роль в  биоповреждении принадлежит мицелиальным грибам, среди которых особенно агрессивны и широко распространены представители родов кладоспориум, альтернария, аспергиллюс, пеницилиум, триходерма. Степень развития микроорганизмов на материалах определяется физическими, химическими и биологическими факторами. Основным из них, стимулирующим размножение грибов на материалах, является влага на поверхности субстрата. Если материал имеет не значительную влажность, то сначала появляются менее требовательные к влаге грибы, а затем заселяются более влаголюбивые виды, в том числе патогенные, для которых первые микроорганизмы являются питательной средой. В некоторых промышленных сооружениях источниками биоповреждений служат накапливаемые на поверхности материалов органические продукты, используемые в производственных процессах (сахар, жир, белковые соединения и др.), а также загрязнения, которые могут усваиваться микроорганизмами.

Учитывая значительный ущерб, наносимый биологическими разрушениями зданиям и сооружениям, угрозу здоровью и жизни людей, необходимо приступить к разработке программы противодействия биоразрушению городов региона и интенсивным исследованиям в части анализа технического состояния конструкций зданий и сооружений, биодеградации и повышения биологического сопротивления различных строительных материалов.

Сложные, часто недостаточно изученные процессы, определяющие интенсивность  и механизм биоповреждений бетона, находятся в прямой зависимости  от условий окружающей среды, степени  биостойкости материала конструкции  и характера воздействия биофакторов. Поэтому защита от биоповреждений может производиться по трём направлениям: воздействие на окружающую среду, повышение биостойкости бетона конструкций и изменение характера воздействия агентов биоповреждений. Кроме того мероприятия по защите железобетонных сооружений должны осуществляться во время их изготовления и предусматривается на период эксплуатации. Для новых или строящихся конструкций можно предложить комплекс мероприятий по противодействию биоразрушению материалов, зданий и инженерных сооружений, включающий в себя следующие основные этапы деятельности специалистов различных уровней и подразделений:

1. Высокий профессионализм проектировщиков на стадии проектировании;
2. Высокое качество строительных работ;
3. Правильный выбор строительных материалов и технологий производства композиционных материалов и конструкций с научно-организационным контролем качества входных и выходных показателей и составов материалов;
4. Современный научный уровень в решении задач по созданию и внедрению в производство эффективных, долговечных, коррозионно - биостойких материалов и конструкций.

Для того чтобы предложить мероприятия по противодействию  биоразрушению существующих и особенно давно эксплуатируемых конструкций  и сооружений, необходимо произвести тщательное обследование объекта, так называемое мониторинговое наблюдение, с выявлением причин возникновения коррозии. Ошибочно предполагать, что, воздействовав на один вид биодеструктора каким-либо антисептиком или другим видом защитного материала и уничтожив его, будет решена проблема. На смену уничтоженным биодеструкторам могут “прийти” другие, возможно более агрессивные к материалу, до настоящего момента находящиеся в меньшем количестве вследствие того, что их развитие сдерживали биодеструкторы-предшественники.

В различных производственных помещениях, где необходимо проводить  антимикробные мероприятия, широко применяется хлорирование. Хлор, является сильным антисептиком, одновременно является весьма активным химическим веществом. Под воздействием хлора корродируют металлические, железобетонные и иные конструкции. А, учитывая еще и то, что хлор относится к боевым отравляющим веществам, его применение в качестве биоцида следует признать нежелательным. Одним из вариантов борьбы с поверхностной биокоррозией строительных материалов может быть обработка поверхности конструкций и сооружений озоном или анодным гелем, получаемого при электродном разложении воды постоянным электрическим током. Механизм воздействия окислителя состоит в разрушении бактерий путем инактивации бактериальных протеинов, то есть диффузией через мембрану клетки в цитоплазму с поражением жизненных центров. Озон может использоваться как в газообразной форме, так и в виде водных растворов и аэрозолей. Выбор их агрегатного состояния зависит от множества параметров.

Развитие озоновых технологий в последние десятилетия дало возможность не только генерации  озона высоких концентраций из осушенного воздуха и кислорода, но в первую очередь комплексного решения проблем  эффективного использования и безопасного его использования. Развитие электрохимических датчиков озона и кислорода, микропроцессорной техники предоставляет широкие возможности контроля безопасности работы с озоном, выбора режима озонирования и управления процессами генерации и удаления неиспользованного озона из технологического объема.

Применение озона может  позволить эффективно решать проблемы стерилизации, дезинфекции, дезодорации  и очистки от органических загрязнителей, озоновую обработку можно использовать на объектах железнодорожного транспорта и метрополитена, включая вокзалы, станции, вагоны и т.д.

В нашей стране озонирование производилось и раньше, но это  осуществлялось совершенно в других целях, не для биозащиты конструкций, а для озонирования больничных помещений, овощехранилищ и т.д., с целью санитарной обработки воздушной среды. Однако за последние десятилетия в нашей стране появилась проблема защиты от микробиологической коррозии бетона, кирпича и т.д.,  ставшая в один ряд с другими видами коррозии и требующая к себе не меньшего внимания.

Библиографический список:

1. Ким К.К., Спичкин  Г.П., Быстров Е.Я.Применение озона  в технологиях санитарной обработки//Транспорт  и окружающая среда. – 2005г.-№5-с.54-55.

2. Материалы международной  научно-технической конференции «Биоповреждения и биокоррозия в строительстве» Саранск, 2004г.

3. Ларионов Н.М.Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук «Биостойкий бетон на основе химической добавки и активной воды затворения», ЛИИЖТ, Ленинград, 1989г.

4. В.Д. Тимаков «Микробиология» Медицина 1973 г. с.78-80.

Контактная информация:

тел.: 8-901-3093461

адрес: Лен. обл., Гатчинский р-н, п. Б. Колпаны, ул. Садовая д. 3, кв. 38.

e-mail: a-lex17@mail.ru