Статья:

ЧЕМ ОПАСНА БИОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ?

Конференция: V Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: 1. Архитектура, Строительство

Выходные данные
Гурова М.В., Голева Е.В., Панюкова Ю.В. ЧЕМ ОПАСНА БИОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ? // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. V междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(5). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/5(5).pdf (дата обращения: 19.08.2018)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 354 голоса
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

ЧЕМ ОПАСНА БИОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ?

Гурова Маргарита Валерьевна
студент Юго-западного государственного университета, г. Курск
Голева Екатерина Викторовна
студент Юго-западного государственного университета, г. Курск
Панюкова Юлия Васильевна
студент Юго-западного государственного университета, г. Курск
Кретова Валерия Михайловна
научный руководитель, научный руководитель, доцент Юго-западного государственного университета, г. Курск

 

 

 

 

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).

 

9768.jpg

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;

·     Растворение стекла;

·     Разбухание шпатлевок.

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