Введение к работе
Актуальность проблемы
Одним из видов разрушения бетонных строительных конструкций является биокоррозия. Поэтому большое внимание в настоящее время уделяется определению влияния биологического фактора на старение структур бетона, так же как оценке риска биокоррозии конструкций сооружений, находящихся в контакте с грунтовыми водами.
Микроорганизмы участвуют в процессе старения бетонов, что приводит к изменению их свойств в зависимости от времени и со временем материалы теряют свою первоначальную функцию.
Строительные материалы подвергаются множеству более или менее интенсивных и продолжительных синергических воздействий.
Разработка и совершенствование промышленных технологий контроля и управления биокоррозией цементных материалов требует широких экспериментальных и теоретических исследований процессов биоразрушения бетонных строительных конструкций
В целом, такие исследования, завершающиеся разработкой моделей выщелачивания и высаливания, позволят обеспечить создание наиболее рациональных и эффективных методов прогноза, контроля и управлением явлениями биоразрушения бетонных строительных конструкций, находящихся в контакте с грунтовыми водами.
Существенный вклад в разработка комбинированный систем физико-химического и биологического биоразрушения бетонных строительных конструкций при контакте с грунтовыми водами внесли: Андреюк Е.И.. Анисимов А.А., Баженов Ю.М., Богатов А.Д., Герасименко А.А., Горленко М.В., Горшин С.Н., Денисов А.А., Ерофеев В.Т., Иванов Ф.М., Ильичев В.Ф., Каневской И.Г., Каравайко Г.И., Коваль Э. 3., Комохов П.Г., Кондращенко В.И., Лугаускас А.Ю., Морозов Е.А., Орловский Ю.И., Пащенко А.А., Ревин
4 B.B., Рожанская А. М., Рудаков А.К., Сидоренко А. И., Смирнова В.Ф., Степанова В.Ф., Тарасова Н.А., Туркова З.А., Федорцов А.П., Федосов СВ., Черкасов В.Д., Чуйко А.В., Блатник Р., Кинг Б., Палмер Р., Роберте Г. и другие. Материалы настоящей диссертации изложены в следующем порядке: влияние состава материала и физико-химических характеристик среды на биокоррозию цементных материалов; микробиология биоповреждения и биоразрушения строительных конструкций; моделирование процессов биоразрушения цементных материалов.
Цели и задачи исследований
Целью настоящей работы являлась разработка моделей комбинированной системы физико-химического и биологического биоразрушения бетонных строительных конструкций при контакте со сточными и грунтовыми водами.
При выполнении работы были поставлены следующие задачи:
* экспериментальные исследования биовосприимчивости и
биоразрушения бетонных строительных конструкций в контакте со сточными и
грунтовыми водами;
определение влияния процессов выщелачивания и высаливания на физико-химические характеристики бетонных конструкций в статических и динамических условиях;
биохимические и микробиологические исследования биокоррозии бетонных конструкций: определение трансформации питательных веществ и минеральных элементов конструкции, идентификация и определение биоценозов участвующих в процессе бактериальных сообществ;
разработка моделей системы биоразрушения бетонных конструкций и проверка сходимости результатов моделирования с экспериментальными данными испытаний лабораторных и пилотных образцов.
5 Научная новизна
1. Получены экспериментальные данные по функционированию
бетонных строительных конструкций в условиях контакта со сточными и
природными водами; определены основные характеристики и параметры
процессов, влияющих на биокоррозию конструкций в процессе эксплуатации;
-
Определены условия культивирования биомассы активного ила в аэротенках, обеспечивающие максимальное ингибирование роста биокорродирующих бактерий, и разработаны методы борьбы с контаминацией внешних поверхностей элементов бетонных конструкций при их контакте с со сточными грунтовыми водами.
-
Определены физико-химические параметры пористости цементных материалов, формирующих эквивалентные и гомогенные сети пор преимущественно в диапазоне 0,004 - 7 мкм;
4. Определен порядок качественной значимости параметров в
зависимости от их влияния на высаливание и выщелачивание
химических элементов: рН > L/S > температура;
5. Выявлены наиболее колонизованные зоны поверхности
конструкции: сколы, трещины и разрывы, неполированные зоны;
6. Идентифицированы потенциально опасные для бетонных конструкций
тиосульфат-восстанавливающие, сульфат-восстановливающие и сульфат-
окисляющие бактерии.
7. Разработана модель эмиссии химических элементов из бетонных
конструкций в воду и проведено сравнение модельных и экспериментальных
данных, показавшее высокую степень сходимости, что свидетельствует о
надежности разработанной модели и возможности ее использования в
практике изготовления и контроля бетонных строительных конструкций в
условиях контакта с пресными грунтовыми водами.
Практическая ценность
Полученные результаты и выводы базируются на материалах теоретических, модельных и натурных исследований биовосприимчивости и биокоррозии бетонных строительных конструкций при контакте с грунтовыми водами и позволяют с высокой степенью надежности рекомендовать их к практическому использованию в промышленных масштабах при создании и эксплуатации бетонных конструкций.
Апробация работы
Материалы диссертационной работы доложены на Всероссийской научной конференции с международным участием «ЭКОБИОТЕХ» посвященной 60 летаю ин-та Биологии Уфимского научного центра РАН, УФА 2011; II Международной научно-практической конференции «СТРОИТЕЛЬНАЯ ИНДУСТРИЯ: вчера, сегодня, завтра». Пенза, 2011.
На основании проведенных исследований разработано Методическое руководство «Ингибирование развития биокоррозии бетоных строительных конструкций в контакте с пресной водой». (Утв. Россельхозакадемией 24.04.2011г).
Структура и объем диссертации.
Похожие диссертации на Ингибирование роста биокорродирующих бактерий активного ила аэротенков
