ЧЕМ ОПАСНА БИОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ?
Одна из основных проблем, с которой приходится сталкиваться в помещениях с повышенной влажностью (к этой категории можно отнести подвалы, санузлы, коллекторы, бассейны и др.) — это микробиологическая коррозия. Этот фактор существенно снижает долговечность и прочность конструкций из бетона и железобетона. Какова причина возникновения данной ситуации? Для начала стоит вспомнить, что же понимают под определением коррозии. Биологическая коррозия — это разрушение строительных материалов под воздействием живых организмов, а именно бактерий и грибов (рисунки 1—2).
Рисунок 1.Биокоррозия бетона
Рисунок 2. Стена здания, подверженная биокоррзии
Известно, усиленный рост и размножение бактерий происходит в жидких средах. Как особо активные коррозийные элементы себя проявляют тионовые и нитрифицирующие бактерии, в результате жизнедеятельности которых создаются агрессивные среды за счет накопления продуктов их метаболизма: серной и азотной кислот. Они реагируют с цементным камнем бетона, полностью разрушая его [3]. Если при этом в воде присутствует свободный и растворенный кислород, то эффект усиливается возникновением аэробной коррозии. Наиболее существенно страдают бетонные и стальные конструкции подземных сооружений. Наблюдается снижение прочности и полной деструкции бетона в поверхностном слое, повышение водопоглощения, снижение рН жидкой фазы, вплоть до 1 (График 1).
График 1.Зависимость рН среды от скорости коррозии
Еще одна опасность — поражение конструкций микроскопическими грибами. В таких помещениях, помимо технических разрушений, создается еще неблагоприятная экологическая обстановка. Частым явлением становится развитие аллергических заболеваний и заболеваний дыхательных путей, так как микробы, содержащиеся в строительных конструкциях, в отделочных и защитных материалах, могут оседать на коже или попадать через легкие в кровь, а также с пищей в организм человека . Некоторые из выделяемых микроорганизмами веществ относятся к числу опасных токсинов.
Основным фактором, способствующим росту грибов, так же является вода. При наличии благоприятных условий внешней среды: температуры, кислотности, света, степени аэрирования, она существенно влияет на количество биомассы и скорость роста. Оптимальная влажность для развития микроорганизмов — 90 % и выше, но их появление можно заметить уже и при 75 %.
Высокая деструктирующая активность грибов обусловлена способностью адаптироваться к материалам различной химической породы. Благодаря своим малым размерам (до 10 мкм), споры могут распространяться потоком воздуха и оседать на различных поверхностях. Еще одна особенность — сохранение своей жизнеспособности в неблагоприятных условиях длительное время. Это значительно усложняет процесс борьбы с микроорганизмами.
В связи с вышесказанным, биоразрушению одинаково подвержены как промышленные здания и сооружения, так и жилые. Причем возраст построек не имеет значения: грибами могут быть заражены и старые, и, только что построенные. Биологически активные среды наносят громадный ущерб. Он продолжает возрастать по мере накопления человеком запасов материалов и изделий. Поэтому в строительстве проблема защиты материалов от биодеградантов особенно актуальна.
Путем проводимых опытов и исследований выяснен вред, наносимый микроорганизмами зданиям и сооружениям:
· Снижение прочности бетона;
· Разрушение бетонных и кирпичных конструкций;
· Отслаивание штукатурных покрытий;
· Обесцвечивание и образование пигментных пятен на лакокрасочных покрытиях;
Процесс воздействия микроорганизмов на силикатные материалы может быть химическим и механическим [4]. Известно, что плесневые грибы способны накапливать органические кислоты, такие как уксусная, лимонная, муравьиная. При контакте с силикатами цементного камня эти кислоты образуют комплексные соединения, способствующие повреждению бетона. Это и есть химическое разрушение.
Механическое воздействие происходит за счет роста биомассы грибов и, как следствие, проникания их в поры бетона. Помимо плесневых, этот вид коррозии могу вызывать дереворазрушающие грибы. Контактируя с материалом, они создают условия для образования растворимых в воде солей, оказывающих негативное действие.
В настоящее время наиболее эффективным и долговечным способом защиты строительных материалов от поражений микроорганизмами является применение биоцидных соединений [10].
Обычно их добавляют в раствор, в процессе изготовления или используют метод пропитки. Если в процессе строительства это неосуществимо, то возможно применение биоцидных лакокрасочных и клеящих покрытий.
Исследования показали, что если в бетонной смеси будет находиться всего лишь 2 % противогрибковых добавок от общей массы, то развитие микроорганизмов полностью прекращается. Это делает возможным безопасное применение этих препаратов в жилых домах и медицинских учреждениях, а так же зданиях пищевой промышленности.
Применение биоцидных добавок не влияет на технологию приготовления строительной смеси. Так же не изменяются сроки схватывания и прочность затвердевшего бетона, не снижается морозостойкость. Добавление происходит на этапе затворения смеси. Следует учесть, что полученный раствор обладает повышенной связностью и тиксотропностью.
Альтернативой сухим противогрибковым препаратам является применение новых гидроизоляционных и защитных материалов: Силор, УТК-М, Консолид и др. Они предупреждают увлажнение строительных конструкций и исключают условия развития микроорганизмов.
Помимо ущерба, связанного с разрушениями бетонных конструкций , поражение зданий бактериями и грибами является проблемой и с экологической стороны вопроса. Поэтому для ее решения необходима совместная деятельность специалистов инженерно-технической сферы, биологов, химиков, людей, занимающихся научной деятельностью. Только так возможно создание и реализация эффективной программы противодействия биоразрушению городов.
Список литературы:
1. Горленко В.М. Микробное повреждение промышленных материалов /Микроорганизмы и низшие растения — разрушители материалов и изделий. М., Наука, 1979
2. Защита бетона и железобетона от коррозии. / Под. ред. Алексеева С.Н. 1990
3. Злочевская И.В. Биоповреждения каменных материалов микроорганизмами и низшими растениями в атмосферных условиях / Биоповреждения в строительстве, М., 1984
4. Иванов Ф.М. Биокоррозия неорганических строительных материалов. Биоповреждения в строительстве. — М.: Стройиздат, 1984
5. Кретова В.М., Горбунова И.Н., Григорова Л.В. Проблема распространения плесени в помещениях, 2011