Биокоррозия и биоразрушение конструкционных материалов и сооружений

        Для применения в России зарегистрировано более 300  дезинфицирующих средств. Однако  перечень дезсредств, пригодных   для применения в борьбе с биоповредителями,  весьма ограничен. В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют пока средства на основе полигексахлорметилгуанидина (ПМГ) и четвертичных аммониевых соединений (ЧАС). Они  обладают в отношении микробов и грибов бактерицидным и фунгицидным (убивающим), а в низких концентрациях выраженным бактериостатическим и фунгистатическим (препятствующим росту и размножению) действием.  Поэтому, присутствуя в остаточных количествах  "на" или "в" объекте после обработки, они могут в присутствии влаги оказывать угнетающее действие на структуры микробов и грибов, обеспечивающих процесс их роста и размножения.   Даже в бактерицидных и фунгицидных концентрациях, рабочие растворы таких средств, как правило, по токсичности не превышают  требований 4 класса (малоопасных) веществ, что дает возможность использования их в присутствии людей. Неслучайно некоторые их представители  ("Полисепт", "Картоцид-Коппауд", "Антиплесень" и др.) рекомендуются и применяются как для обработки пораженных биокоррозией конструкций, так и в качестве защитных антимикробных добавок в исходные штукатурные, бетонные и лакокрасочные составы. 
      Для этих целей оптимально также подходит и новое, недавно появившееся на рынке дезинфектантов композиционное средство "Септустин М" на основе ЧАС и триамина, разрешенное к применению для проведения дезинфекции различных объектов, в том числе в отношении плесневых грибов. Оно содержит два действующих вещества, которые усиливают биоцидное действие друг друга. Этот эффект обеспечивает его растворам стабильно высокие бактерицидные и фунгицидные свойства. 
Проведенная нами с использованием общепринятых методик  испытаний дезсредст  оценка эффективности этого средства в  отношении микроскопических грибов, выделенных из образцов штукатурки с пораженного грибковой биокоррозией здания, показали, что при температуре 20 ⁰С  и воздействии  10% раствора  средства гибель грибов достигалась при 30-40 минутной экспозиции, а при воздействии  4% раствора  средства - при 60 минутной экспозиции. В штукатурном растворе, искусственно зараженном этими грибами, их гибель достигалась  при 60 минутной экспозиции, в случае использования средства при приготовлении штукатурного раствора. 
Это делает возможным и экономически более выгодным его использование для борьбы с биокоррозией штукатурных и бетонных конструкций, вызываемой микробами и микроскопическими грибами. 
На вновь строящихся   зданиях  и сооружениях необходимо использовать  дезинфекционных технологий для профилактики биокоррозии, для чего, на наш взгляд, в проектной документации необходимо приводить соответствующих мероприятий. 
      Традиционные инженерно-технические мероприятия по исключению переувлажнения штукатурных и бетонных конструкций путем повышения надежности водопроводных систем, обеспечения эффективной вентиляции и отопления, гидроизоляции конструкций от грунтовой и атмосферной воды играют роль профилактических. Мероприятием профилактической направленности является также добавление в строительные материалы различных  антимикробных средств и веществ в качестве добавок. Однако все эти мероприятия призваны создать условия, препятствующие заражение биоповредителем  штукатурных и растворов и бетонных конструкций, замедляющие жизнедеятельность и рост биоповредителя на них. 
      Самой надежной  профилактикой микробной и грибковой биокоррозии штукатурных и бетонных конструкций является, на наш взгляд,  обеспечение отсутствия в штукатурных и бетонных растворах жизнеспособных биоповредителей, попадающих в такие растворы, а затем в конструкции с их природными компонентами, которые не подвергаются как, например, цемент термической обработке (вода, песок, щебень и др.). Ни одним существующим нормативным документом на эти компоненты не регламентируется ни как само присутствие на (или в) нем биоповредителей, ни их количество. 
      Более того, следует обратить внимание на тот  факт, что если при приготовлении штукатурного (бетонного) раствора использовать даже питьевую воду, в которой содержится  99 микроорганизмов в 1 см3 (т.е., 0,9·106 в 1дм3), допускаемые ГОСТ 2874-82, то нет гарантии, что биокоррозия, вызываемая биоповредителями, не появится на (или в) устраиваемой из такого раствора конструкции. Присутствующие в воде микроорганизмы  могут оказаться биоповредителями, безопасными для человека, но опасными для строительных конструкций, на которых они способны размножаться, не встречая такого противодействия, как в организме человека. 
      Однако следует иметь в виду, что все рекомендации нуждаются в апробации и корректировке применительно к условиям каждого региона и вида микробов и микроскопических  грибов, являющихся причиной биокоррозии в этом регионе. Даже к одному и тому же средству устойчивость конкретного вида биоповредителя может существенно отличаться, а с понижением, например, температуры, при которой производится обработка, снижается и эффективность дезсредства. Поэтому, в конкретных  условиях для достижения полной инактивации (умерщвления) микроорганизма может потребоваться время воздействия или концентрация средства, существенно  превышающие рекомендуемые, поскольку они, как правило, отрабатываются при стандартной (20±5⁰С) температуре. Следует также иметь в виду, что  при отрицательных температурах и температурах, близких к нулевым значениям, многие дезсредства, особенно на основе альдегидов, гуанидина и ЧАС, будут мало эффективны. 
       В быту человек постоянно контактирует с грибами различных видов, обладающих выраженными аллергенными свойствами и способных вызывать интоксикацию организма. Это паразитирующие на плодах, зерне, растениях, в ванных комнатах и душевых комнатах грибы - черная гниль Aspergillus fumigatus (пушистый черный налет плесени, состоящим из грибницы темного цвета и многоклеточных спор), черная гниль Alternaria tenuis (обычно черного цвета), наиболее часто встречающийся вид плесени - грибковая плесень Cladosporium herbarum.   
        Грибы образуют споры, которые переносятся воздухом,  паразитируют на человеке и животных и, попадая в дыхательные пути, могут привести к развитию аллергических заболеваний - ринитов, ларингитов, трахеитов, бронхитов, пневмонии, отеков, крапивницы, аллергического конъюнктивита, молочницы, гнойных заболеваний, стоматита, бронхиальной астмы, дерматита, экземы, пищевой и лекарственной аллергии.  
        Например известно, что одной из ведущих причин формирования бронхиальной астмы является сенсибилизация к различным аэроаллергенам жилищ. Плесневые грибы, главным образом Mucor, Penicillium, Rhizopus и Aspergillus, являются распространенными компонентами домашней пыли и обладают выраженными антигенными свойствами. Отмечено, что в жилищах больных, страдающих бронхиальной астмой, содержание грибов и их спор в пыли в несколько раз выше, чем в домах здоровых людей. У людей с аллергией к плесневым грибам возможно также развитие перекрестной аллергии при употреблении в пищу продуктов при изготовлении которых применялись ферменты, применяемые в пищевой промышленности. 
         Весьма перспективным и даже необходимым является применение грунтов для очистки и защиты поверхностей строительных конструкций в морских и горных курортных зонах с тропическим и субтропическим климатом, в которых развитие биоорганизмов отличается очень высокой интенсивностью. 
         Обследование, предпринятое сотрудниками ООО НПФ "Строймост" в июле-августе 2006 года курортных зон Новороссийска, Лазаревского, Дагомыса и Сочи показало, что подавляющее количество поверхностей строительных конструкций, как старых, так и вновь построенных, нуждаются в биоочистке и биокоррозионной защите.   
        Парадоксальным является тот факт, что на всех без исключения обследованных курортах, большое внимание уделяется соблюдению санитарных норм и поддержанию чистоты внутри помещений санаториев, домов отдыха и пансионатов и совершенно не уделяется внимание вопросам биокоррозии зданий, сооружений и окружающей территории.     
         А ведь заселение и развитие микроорганизмов - микробов, бактерий, мхов, лишайников и грибов на кирпичных фасадах зданий, каменных лестницах, дорожках и площадках, бетонных ограждениях, черепичных кровлях и гипсовых малых архитектурных формах курортов, созданных и единственно предназначенных для отдыха и лечения людей, представляет серьёзную опасность не только для зданий и сооружений, но, и это главное, для здоровья и жизни этих самых отдыхающих или находящихся на излечении людей. 
          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7.Средства защиты от биокоррозии.

      Доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Института физической химии Российской Академии наук А.А.Герасименко – специалист, владеющий информацией в области защиты от биокоррозии. "Сотрудниками ИФХРАН разработаны и рекомендованы к производству высокоэффективные средства защиты техники и сооружений от микробиологических повреждений и биокоррозии металлов с учетом экологических аспектов проблемы. Эти средства позволяют подавлять жизнедеятельность бактерий и микромицентов и предотвращать развитие процессов разрушения органических, неорганических, полимерных, металлических, композиционных материалов как на военных, так и на гражданских объектах, включая индивидуальные жилища, - рассказывает ученый.

1. Средство "Биокор" предназначено для защиты материалов, узлов и изделий от биоповреждений и коррозии. Успешно защищает войлок, сукно, бумагу, картон, дерево, брезент, виниловые покрытия кабелей и проводов и т. п. Представляет собой раствор биоцида и пленкообразующего вещества, наносится погружением в раствор или аэрозольным напылением. К примеру, им могут быть обработаны деревянные стропила дома, балки и лаги под полом в гараже. "Биокор" эффективнее и безопаснее применявшихся ранее пентахлорфенолята натрия и других препаратов, не оказывает вредного влияния на полимерные материалы и лакокрасочные покрытия.
2. Средство "Электроконтакт-ДБА" предназначено для защиты деталей из цветных металлов сроком на 10 лет. Если вы хотите надежно защитить электроконтакты на распределительном щитке, электротрансформатор, существенно увеличить срок службы прецизионной радио- и электроаппаратуры, "Электроконтакт-ДБА" незаменим. Он не только защищает от воздействия микроорганизмов, но и предотвращает образование ориентированных кристаллов (дендритов) - "металлочумы" электропроводников. Средство представляет собой смесь органического растворителя и ингибитора (вещества, замедляющего процесс) коррозии комплексного действия. Наносится погружением изделия в раствор или аэрозольным напылением. Время сушки при 20С - 30-90 с.
3. Водно-восковой состав "ВВС-К3" предназначен для защиты от коррозии, биоповреждений и старения практически любых технических конструкций и сооружений из различных материалов в условиях эксплуатации или длительного хранения (к примеру, на стройплощадке). Состав включает 25-32% водную дисперсию церезина белого цвета и добавки, образует твердое, почти бесцветное покрытие, сохраняющее свои свойства в интервале температур от -10°С до +50°С, обладает водонепроницаемостью, низкой паро- и газопроницаемостью.
4. Преобразователь продуктов коррозии "ПКС-1" предназначен для восстановления и консервации внешних поверхностей стальных металлоконструкций, эксплуатирующихся в открытой атмосфере различных климатических зон, включая тропики. Хорош там, где атмосферные факторы и биодеструкторы уже начали разрушительную работу. Преобразователь обеспечивает повышение долговечности конструкций в 1,5-2 раза по сравнению с обычным способом восстановления покрытий, не требует очистки поверхностей специальными растворами, экологически чист.
5. Лакокрасочное покрытие "ЛКП-ВД" предназначено для защиты сложнопрофилированных поверхностей изделий из черных и цветных металлов от биологической и атмосферной коррозии. Возможно применение в жестких климатических условиях, включая тропики, Заполярье и высокогорье. Если вы приобрели бунгало на Багамах, выстроили горнолыжное убежище в швейцарских Альпах или на Северном Урале, при защите как внутренних, так и наружных металлических частей здания и оборудования покрытие "ЛКП-ВД" способно составить конкуренцию самому совершенному западному аналогу. Его преимущество – высокая плотность и защитная способность при меньшей толщине слоя. Способ нанесения покрытия технологичен и безопасен.
6. Многослойно-композиционное покрытие "КМК-ЦФ" предназначено для защиты поверхностей стальных изделий от биологической и атмосферной коррозии. Это покрытие более эффективно, нежели обычно применяемые цинк-хроматное или цинк-фосфатное. Достаточно нанести его на детали металлоконструкций вашего гаража и других сооружений, и они прослужат, как минимум, в два-три раза дольше. Покрытие нетоксично, вполне соответствует экологическим требованиям.

      Применение предлагаемых составов наряду с использованием воднодисперсионных лакокрасочных материалов, модификаторов и легкосъемных парафиновых покрытий (ЛСП) позволяет не только повысить защитные свойства покрытий, продлить, как минимум, в 2 раза эксплуатационные и межремонтные сроки для строительных конструкций, но и решить некоторые экологические проблемы в быту: не загрязнять окружающую среду, поставить надежный щит аллергическим и другим заболеваниям

К числу  ингибиторов, наиболее полезных в сфере  жилищного строительства, относятся  следующие:

1. Маслорастворимый ингибитор коррозии "ИФХАН-МФ". Предназначен для введения в масла, смазки, битумные покрытия, лакокрасочные и смазочно-охлаждающие жидкости, а также для непосредственного нанесения на металлоизделия с целью противокоррозионной защиты. "ИФХАН-МФ" выпускается в трех модификациях в различном агрегатном состоянии: "ИФХАН-1МФ" (твердое вещество), "ИФХАН-2МФ" (жидкость) и "ИФХАН-3МФ" (мазеобразное вещество). Ингибитор защищает сталь, свинец, алюминий, может быть использован для консервации строительных конструкций, металлических емкостей (к примеру, цистерны водонапорной башни), сантехнического оборудования, а также для защиты изделий, уже имеющих коррозионные поражения. Малотоксичен.
2. Ингибитор коррозии черных и цветных металлов и сплавов усиливающего действия "ИФХАН-25" предназначен для вышеописанных целей, состоит из нетоксичных органических веществ, обладает противокоррозионным действием и может быть использован в разнообразных бытовых ситуациях (к примеру, при временном складировании металлоконструкций на строительной площадке под открытым небом). Наносится при температуре не ниже -3°С, приготавливается простым смешиванием отдельных компонентов. Ингибитор коррозии черных и цветных металлов и сплавов усиливающего действия "ИФХАН-31" близок по характеристикам ингибитору "ИФХАН-25". Область применения та же.
3. Восковой состав "ИФХАН-29" предназначен для дополнительной защиты металлических поверхностей, например, крыш домов, гаражей, днищ автомашин и т.п., в том числе уже защищенных лакокрасочными покрытиями. Повышает защитную способность последних в несколько раз. Водонепроницаем, обладает высокой проникающей способностью. Хорошо сохраняется на шероховатых поверхностях, имея с ними высокое сцепление.
4. Ингибитор коррозии черных и цветных металлов для водных и водно-органических сред "ИФХАН-34" незаменим при защите от биокоррозии водопроводных и канализационных труб (к примеру, наружной водопроводной системы для полива газона, труб и емкости септика). Обладает биоцидным действием и защитным последействием, состоит из малотоксичных веществ, не содержит хроматов и нитритов, эффективно предотвращает коррозию металлов в широком диапазоне температур. Приготавливается в виде концентрированного раствора, вводимого затем в ингибируемую систему.

     Здесь приведена лишь малая часть рекомендуемых к применению биоцидов и ингибиторов, оптимальный выбор которых сможет сделать специалист в зависимости от конкретной ситуации. Экономический эффект применения данных биоцидов и ингибиторов в жилищном строительстве огромен. Их использование позволяет продлить срок службы материалов и бытового оборудования в 2 раза, снизить эксплуатационные расходы и повысить безопасность эксплуатации жилья при соблюдении экологических приоритетов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

      Исследования в области защиты от биокоррозии требуют наличия солидной экспериментальной базы, больших материальных затрат. Но все вышеизложенное, дает основание говорить, что проблема борьбы с микробной и грибковой биокоррозией зданий и сооружений может  технически и методологически успешно решаться.  Но она должна быть системной, комплексной и базироваться на научно обоснованных, эффективных технологиях воздействия непосредственно на сам  биоповредитель.

      Проблема биокоррозии актуальна для большинства городов многих стран и  наносит не только огромные экономические потери, требуя все новых и новых затрат на ремонт, восстановление, снос и возмещающее строительство зданий, которые значительно превышают затраты на профилактику биокоррозии. 
Фактически борьба с микробной и грибковой биокоррозией зданий и сооружений, профилактика ее  является сегодня проблемой не только строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), но и медицины, и  экологии. Поэтому для ее эффективного решения требуется участие и взаимодействие  специалистов различных отраслей. 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

1. http://www.krasko.ru/articles/art_313/

2.  http://ug-promstroi.ucoz.ru/publ/1-1-0-5

3. http://www.stroy-magazine.com/articles/show.php?id=632&PHPSESSID=e549624ad897043de96c67d72cd9f11b

4. http://stroy-server.ru/notes/khimicheskie-i-fiziko-khimicheskie-svoistva-stroimaterialov

5. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-33/19.htm

6.В.В.Канищев,А.Л.Лощенко ; УрФО_ Строительство_ ЖКХ_  Некоторые теоретические и практические аспекты проблемы биокоррозии конструкций зданий и сооружений.

7. http://www.germostroy.ru/kartocid_t.php

8. http://snip8.narod.ru/article/article_concrte_biocorrosion.html

9. http://www.prom-center.ru/ekologicheskie-aspekty-biorazrushenii-i-konstruktsion/ekologicheskie-aspekty-biorazrushenii-i-konstruktsionnye-mery-zaschity-derevyannyh-stroeniy.html

10. http://globalscience.ru/news/tehno/784-zashhita-betonov-ot-biorazrusheniya-i-biokorrozii.html

11. http://www.okorrozii.com/biokorrozia.html

12. http://www.bestreferat.ru/referat-197381.html

13. 2001-2011 Онлайн-энциклопедия «Кругосвет»  http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/energetika_i_stroitelstvo/KONSTRUKTSIONNIE_I_STROITELNIE_MATERIALI.html?page=0,0

14.  www.schiefer.ru