Сооружения и конструкции из бетона подвержены различным разрушающим воздействиям, в том числе и биологическим.
Биологическое разрушение бетона
Биоповреждение бетонного материала вызывают как растения, так и живые организмы, начиная от микробов и заканчивая рыбами, птицами и млекопитающими. Но если посчитать, на сколько сильно те или иные животные и растения оказывают вредное воздействие на бетон, то получится, что около 40% из всех биоповреждений занимают именно микроорганизмы и для борьбы с ними были придуманы химические элементы под названием – биоциды.
Биоциды – это модификаторы, используемы в качестве добавки в бетонную смесь для того, чтобы защитить готовый бетон и бетонные сооружения от разрушающего биологического воздействия микроорганизмов.
На протяжении длительного времени изготовления бетонов и эксплуатации бетонных сооружений, было выявлено то, что практически все коррозионные факторы, приводящие к разрушению бетона, взаимосвязаны. Эти факторы могут быть биологическими, химическими или физическими.
И, как известно, бетон представляет из себя капиллярно-пористый материал, и поэтому микроорганизмам, обитающим на его поверхности, ничего не стоит проникнуть в поры и вызвать коррозию изнутри из-за своих продуктов жизнедеятельности.
Самыми разрушающими видами бактерий для бетона считаются тионовые и нитрифицирующие, так как данные виды бактерий в своем процессе жизнедеятельности выделяют довольно сильные кислоты, такие как серная и азотная. Эти кислоты разрушают верхнюю пленку из карбоната кальция. Данная пленка образуется на поверхности бетона в момент его затвердевания и набора прочности, и она в свою очередь защищает бетон от выщелачивания гидроксида кальция.
По проведенным исследованиям известно, что микроорганизмами повреждается до 2% от общей массы произведенного железобетона. В абсолютном выражении это будет около 4 млн. куб.м./год. При этом уровень ущерба для бетонных изделий в России, значительно превышает этот показатель в процентном выражении.
Требования к биоцидам для бетона
Биоциды должны обладать высокой активностью, но при этом они должны быть максимально безопасны для человека при обращении с ними. Они не должны оказывать никакого вредоносного влияния на окружающую среду. Так же биоцидные добавки не должны ухудшать технологические свойства бетонов.
Кроме всего прочего, биоциды должны сохранять свои защитные свойства в течение большого отрезка времени, так как не все вредоносные бактерии сразу себя проявляют, их разрушительное воздействие может проявиться спустя длительное время, потому что для многих организмов необходимы специальные атмосферные условия для роста и размножения.
Например, при некоторых обследования бетонных поверхностей обнаруживаются коррозионные повреждения, которые были вызваны плесневыми грибами или просто плесенью. А плесень в свою очередь очень зависит от внешних факторов для того чтобы начать размножение и ее появление на поверхности материала, лишь говорит о том, что текущие условия далеко не самые благоприятные для бетонного материала и их срочно нужно изменить.
Как я уже писал, вредоносные микроорганизмы могут длительное время не проявлять себя и это как раз в первую очередь относится к грибам и к плесневым грибам в том числе. К активному росту грибы приступают при наличии слабокислотной реакции среды с уровнем pH от 5,0 до 6,0. При этом относительная влажность воздуха должна быть не ниже 60%, а такие условия практически в любом помещении, где постоянно находятся люди. Влажность стен конструкции так же важна и для роста грибов она должна быть не ниже 5%.
Если брать температурную составляющую, то для разных микроорганизмов диапазон благоприятных температур достаточно широк, при этом во многих случаях, жизнедеятельность одних микроорганизмов может поддерживаться за счет активной жизнедеятельности других.
Классификация биоцидов
В упрощенном варианте биоциды называют «специальными добавками», так как каждая из таких добавок направлена на борьбу с одним из видов биологических разрушителей.
Виды биоцидных добавок:
- бактерицидные – для борьбы с бактериями;
- фунгицидные – для защиты от плесневых грибов;
- альгицидные – для защиты от водорослей.
Виды химических добавок для защиты бетона, относящиеся к классу биоцидов:
- органические вещества – карбоновые и оксикарбоновые соединения, фенолы, хлорфенолы, карбаминовые и тиокарбаминовые кислоты и т. д.;
- неорганические вещества – соли и окислы меди, хрома, мышьяка, бора и т. д.
По агрегатному состоянию:
- твердые – в виде порошка;
- жидкие;
- газообразные – к таким относятся фумиганты и летучие фунгициды.
По признакам растворимости:
- малорастворимые;
- растворимые в воде;
- растворимые в органических растворителях.
