Бактериологическое воздействие на сооружение из бетона

Бактерии могут играть активную роль при преобразовании безвредных для бетона химических веществ в кислоты или другие соединения, которые приводят к быстрому его разрушению. Наиболее распространенным примером является разрушение бетона, которое происходит в канализационных коллекторах. В сточных водах присутствуют соединения серы, как в органической, так и в неорганической форме.

Самыми опасными неорганическими соединениями в сточных водах являются сульфаты и сульфиды. Сульфаты в значительной степени присутствуют в бытовых сточных водах, а сульфиды встречаются в промышленных стоках.

Органические соединения серы присутствуют в аминокислотах и белках, которые всегда имеются в сточных водах предприятий относящихся к пищевой промышленности. Распад органических соединений и бактериологическое восстановление сульфидов и сульфатов в анаэробных условиях часто приводит к образованию сероводорода, который растворяется в воде, но выделяется из раствора, приходя в равновесие с газом в находящемся в своде тоннеля воздухе. Если в атмосфере тоннеля имеются в достаточном количестве углекислый газ, аммиак, то бактерии thiobacillus concretivirus производят окисление растворенного в конденсатной влаге сульфида водорода до сернистой, а затем серной кислоты, которые активно воздействуют на бетон. Илистые отложения в канализационных коллекторах могут стать идеальной средой для активного протекания процесса, поскольку из-за своей толщины они обеспечивают как аэробные, так и анаэробные условия. Слой ила в лотке канализационного тоннеля является наиболее биологически активным. Он не однороден, и при содержании кислорода в сточных водах более 1,6 мг/л его можно разделить на слои.
Внешний слой ила, находящийся в контакте с водой, является аэробным. В нем бактерии живут в контакте с воздухом. Внутренний слой является анаэробным. В нем бактерии живут без присутствия воздуха. Существует средний, промежуточный, слой ила; в нем происходит восстановление соединений серы, попадающих из воды. Восстановленные сульфиды растворяются в воде, а затем снова окисляются в анаэробном слое. Реакция имеет затухающий характер. Однако, если сточные воды являются анаэробными и содержание кислорода в них ниже 0,12 мг/л, поверхностный аэробный слой ила образовываться не будет и сульфиды не будут снова растворяться в воде, что может способствовать образованию H2S (сульфида водорода) в газообразной форме. В этом случае процесс разрушения бетона происходит, когда движение потока жидкости, примерно равное 0,6 м/с, из ламинарного переходит в турбулентное, что наблюдается на уступах, в камерах и сопряжениях. Интенсификация разрушения бетона происходит с увеличением температуры в тоннеле.

Бытовые сточные воды обычно содержат 53- 100 мг/л сульфатов, из которых может образоваться 15 — 30 мг/л сульфида водорода. Из белков и аминокислот образуется еще около 5,1 мг/л. Таким образом, суммарная концентрация сульфида водорода может достигнуть 20 — 35 мг/л. Если тоннель не является напорным, то в своде всегда образуется конденсат, в котором происходит «формирование бактериями» «кислого» слоя с pH до 1, так как самые устойчивые к кислотам бактерии могут существовать и в такой среде. Повреждения бетона в канализационных системах, связанные с биологической коррозией, имеют широкое распространение. Средняя скорость коррозии при наличии бетона нормальной пористости (