Новости

Биологическая коррозия и средства защиты

При возведении фундаментов, работа которых связана с действием грунтовых вод, содержащих, часто агрессивные по отношению к бетону и (или) арматуре соединения, необходимо использовать гидроизоляционные и антикоррозионные материалы. Такие несущие конструкции, как колонны, балки, фермы, в зависимости от условий эксплуатации и используемого материала для обеспечения проектируемой долговечности всего здания нуждаются также в защите от действия агрессивных сред на промышленных предприятиях, микроорганизмов, огня, электрического тока и возможного влияния радиационного и ионизирующего излучения.

Что такое биокоррозия?

Биокоррозия представляет собой естественную реакцию окружающей среды на материалы, которые создает или использует человек. Внедряя искусственно созданные материалы, человек включает их в общий круговорот веществ, происходящий в биосфере, где все, что находится на земле, проходит свой путь от рождения до разложения.

Микробиологическое разрушение строительных материалов и конструкций происходит в результате воздействия бактерий, грибов и лишайников. Повышение влажности, температуры и загрязнение поверхности способствуют росту и развитию микроорганизмов на всевозможных материалах, вызывая их частичное или полное разрушение. Биоповреждению подвергаются полимерные материалы, лакокрасочные покрытия, древесина, природные и искусственные каменные материалы, стекло и металлы.

Биостойкость полимерных материалов, особенно на основе полиэтилена, поливинилхлорида, снижается в процессе их старения, поэтому эти два явления взаимосвязаны и стимулируют друг друга.  При повреждении лакокрасочного покрытия на основе полимерных связующих размножение микроорганизмов может происходить как на поверхности пленки, так и внутри нее. Последнее приводит к вздутию, отслоению и полному разрушению защитного слоя. Биостойкость покрытия зависит от состава подложки, свойств, входящих компонентов, режимов сушки, условий и длительности эксплуатации. Биостойкость уменьшается в зависимости от применяемого пленкообразующего вещества (связующего) в следующем порядке: эпоксидные, полиуретановые, пентафталевые, битумные, глифталевые. Подвергаются воздействию микроорганизмов составы, содержащие олифу, костный клей, казеин, желатин, карбоксиметил целлюлозу, поливинилацетат (ПВА), акриловые смолы.

Средства защиты металла от биокоррозии

К сожалению, недостаточно стойки, применяемые водоэмульсионные и масляные краски. Для обеспечения биозащиты при получении полимеров или в процессе изготовления из них изделий, красочных составов необходимо вводить тонкомолотые минеральные наполнители, не содержащие углерод: каолин, плавиковый шпат, слюда; минеральные вяжущие: известь, окись магния и биоцидные добавки на основе цинка, меди, олова и кремнийорганических соединений. Наиболее опасны микроорганизмы для материалов на основе растительного сырья и деревянных несущих конструкций, в связи с чем их обрабатывают специальными биозащитными составами: маслянистыми антисептиками (каменноугольной, креозотовой, антраценовой смолами).  Для конструкций, находящихся в местах пребывания людей, применяют водорастворимые антисептики (фтористый или кремнефтористый натрий, медный купорос). Защита от древоточцев и древогрызунов проводится пропиткой или обмазкой деревянных конструкций инсектицидами: смесью скипидара и керосина - 50%/50%, 10%-ным раствором ДДТ или 1%-ным раствором гексахлорана в керосине или скипидаре.

Для таких неорганических природных и искусственных материалов, как каменные, керамические, бетон на неорганических вяжущих (гипс, известь, цемент), биоразрушения в основном связаны с действием продуктов жизнедеятельности  микроорганизмов  (бактерий, грибов) - органических кислот, и в меньшей степени особых силикатных бактерий, способных разрушать силикатные материалы, используя их как источник энергии. Микроорганизмы, находясь на поверхности строительных конструкций, изделий, через продукты своей жизнедеятельности взаимодействуют с материалом, образуя легкорастворимые или не обеспечивающие прочность соединения. Биоповреждения бетона относительно пористого материала начинаются с поверхности и идут вглубь. Вопрос защиты бетонных и железобетонных конструкций, как и любых других, необходимо рассматривать в комплексе с санитарно-гигиеническими условиями их эксплуатации. Поэтому стены животноводческих помещений, цехов мясо-молочной, пищевой промышленности должны быть облицованы легкомоющимися и дезинфицирующимися материалами. Наиболее надежную защиту от биокоррозии могут обеспечивать вводимые в состав материала биоцидные добавки, покрытие поверхности биоцидными пленкообразующими составами или пропитка поверхностного слоя биоцидными составами.

При воздействии микроорганизмов на изделия из стекла резко снижаются их оптические свойства. По отношению к металлам, из которых выполняют несущие алюминий- и железосодержащие конструкции, микробиологическая коррозия может развиваться и усиливаться в результате двух основных процессов. Первый - создание агрессивной по отношению к металлу среды на его поверхности в результате накопления таких продуктов жизнедеятельности, как кислоты, сульфиды, аммиак. Второй - непосредственное участие микроорганизмов в одной или нескольких окислительно-восстановительных реакциях, вызывающих электрохимическую коррозию металла. Наиболее надежной защитой обладают лакокрасочные составы с биоцидными добавками, долговечность которых в значительной степени определяется тщательностью очистки поверхности изделий и конструкций.