В данной статье показано, как с помощью Penetron BioMIC - новейшей разработки американской компании ISCPenetron - обеспечивается защита бетонных конструкций от микробиологической коррозии. Приводятся данные экспериментальных тестов с образцами бетона, инокулированными бактериями рода Thiobacillus. Анализируются возможности и области применения Penetron BioMIC.
Американская компанияISCPenetron,головной офис которой находится в городе ВосточнийСетокет (EastSetauket), хорошо известна своими кристаллическими добавками, защищающими бетон. Пожалуй, самая знаменитая и наиболее часто используемая во всем мире - PenetronAdmix . При этом компания имеет и применяет множество иных технологических разработок, направленных на защиту бетона и бетонных конструкций . Одна из новейших технологичных присадок для бетона - PenetronBioMIC. Сфера применения PenetronBioMIC – канализационные и дренажные системы.
Когда мы слышим слова «бактерии», то сразу же вспоминаем о болезнетворных бактериях, которые поражают человеческийорганизм.Врачи в случае заболевания назначают нам лекарственные препараты для борьбы с этими бактериями.Если же характер инфекции не установлен или лекарства не эффективны, то эти бактерии делают нас больными, разрушают нашу иммунную систему до такой степени, что организм перестает сопротивляться поражающим факторам и может в итоге погибнуть.
И, конечно, слыша слово «бактерии» мы даже не вспоминаем или в самую последнюю очередь думаем о строительных материалах. Тем не менее, процессы, происходящие со строительными материалами в результате бактериальных атак, очень напоминают то, что происходит с живым организмом. Бактериальные атаки на стальные и бетонные конструкции являются весьма распространенными и приносят миллиардные убытки ежегодно.
Подвержен бактериальным атакам и бетон, который является наиболее часто используемым строительным материалом в мире. Именно бетон образует костяк мировой инфраструктуры. Причем, как в строительствевидимых сооружений(мостов, плотин,жилых домов и т.д.), так и сооруженийпочти невидимых, но не менее важных, к которым относятся прежде всего подземные канализационныеи дренажныесистемы. Когда эти подземные сооружения подвергаются губительным бактериальным атакам, торазрушаются не только они, риску быть разрушенными подвергаются и построенные на них тротуары, дороги и здания.
Незащищенные бетонные трубы, канализационные люки и иные конструкции в канализационных и дренажных системах неизбежно подвергаются воздействию неочищенных сточных вод, что приводит к быстрому износу бетона из-за микробиологической коррозии, известной как MIC(MicrobiologicallyInducedCorrosion).
MIC происходит, когда анаэробныебактерииТиобациллус(Thiobacillus), которые находятся в неочищенных стоках, стимулируются потоком сточных вод, в результате бактерии активизируются, и уже в результате их жизнедеятельности образуется сероводород. Этот газ в свою очередь вновьстимулирует рост бактерий, чтоведет к образованию в канализационных системах серной кислоты. Чтобы представить опасность бактерий Тиобациллусназовем лишь один факт: эти бактерии производят серной кислоты больше, чем вся мировая химическая промышленность.
Затем процесс набирает силу, становится более интенсивным. Серная кислота начинает постепенно разъедать цементную массу. По мере того как кислота проникает все глубже в бетонную матрицу, она также начинает поражать внутреннюю часть бетона и снижать его показатели рН, что приводит к нарушению защитного щелочного слоя на армирующей стали. В результате арматура ржавеет, нанося еще больший ущерб бетону, и в конечном итоге постепенно канализационные или дренажные сооруженияразрушаются. Причем, кислота не только воздействует на бетон и его составляющие, но в местах с усиленным газообразованием при недостаточной вентиляции, она «атакует»также металлические крепления и встроенные в канализационную системулестницы. Такое сочетание травмирующих факторов в итоге подрывает структурную целостность канализационной или дренажной системы, выводя ее из строя (Рисунки 1 и 2).
Рисунок 1. Серная кислота разрушает бетон в канализационных конструкциях
Рисунок 2. Серная кислота разъедает цементную пасту.
Именно для решения описанной проблемы компанией ISCPenetronбыла разработана уникальная антимикробная добавка PenetronBioMIC.
Бетонные трубы и люки, обработанные PenetronBioMIC в канализационных и дренажных системах, как показывают эксперименты и опыт применения, полностью защищены от микробной коррозии (MIC- MicrobiologicallyInducedCorrosion), вызываемой бактериями, продуцирующими кислоту. Способ действия PenetronBioMICможно кратко описать следующим образом: присадка запускает электрофизические механизмы разрушения стенок клеток бактерий, что вызывает их гибель; в результате кислота не образуется;без воздействия кислоты механизмы коррозии не запускаются. В итоге - полная защита бетона на весь срок службы конструкции .
PenetronBioMICдобавляется в бетонную смесь во время ее изготовления. Для предотвращения и защиты от высоких уровней микробиологической коррозии рекомендуется дозировать PenetronBioMIC из расчета пять литров на кубический метр (5л/м³) бетона. PenetronBioMIC вводится в бетон с начальной загрузкой воды.При этом температура бетонной смеси должна быть не ниже 4ºC.Следует также учитывать, что PenetronBioMIC должен быть защищен от замерзания. Если продукт перед применением был заморожен, то его использовать не рекомендуется. С другой стороны, хранение продукта должно осуществляться при температуре не выше 25ºC .
При соблюдении указанных выше условий PenetronBioMICобразует молекулярную связь с бетоном,препятствуя росту микроорганизмов и иных образований, повреждающих продукт и вызывающих запах, таких как бактерии, водоросли и грибы. Причем, полное электрофизическое разрушение бактерий и иных микроорганизмов, которые вступают в контакт сPenetronBioMIC, не истощает свойства самой присадки. Дело в том, что присадка PenetronBioMIC устойчива к выщелачиванию и не мигрирует через бетон. Исследования показали, что PenetronBioMICсохраняет свои свойства и эффективность в течение неопределенно длительного времени.
Указанные данные были подтверждены в ходе независимого тестирования. Главная цель теста заключалась в том, чтобы установить насколькоPenetronBioMIC защищает бетон от микробиологической индуцированной коррозии.
Первоначально все образцы, используемые при проведении теста, подвергались процессу старения, чтобы уменьшить рН поверхности, создавая подходящие условия для роста бактерий. Образцы считались готовыми к микробным испытаниям после того, как поверхностный рН был снижен до и оставался стабильным, в диапазоне рН 6,5 (+/-0,5).
Часть образцов бетона была предварительно обработанаPenetronBioMIC. После чего обработанные и необработанные (контрольные образцы) были подвергнуты «атаке» бактериями рода Тиобациллус (Thiobacillus). Указанный род бактерий содержит широкий спектр видов. Для проведения теста был выбран вид ТиобациллусНовеллус (Thiobacillusnovellus).
Образцы, инокулированные(«инфицированные», «пораженные») ThiobacillusNovellus, инкубировали в течение 24 часов с последующим извлечением и высеванием микроорганизмов с поверхности образцов. Испытания проводились методами, соответствующими международному стандарту ISO 22196 - измерение антибактериальной активности на поверхности материалов. Наконец, обработанные PenetronBioMIC образцы сравнивались с необработанными (контрольными) образцами.
В таблице и на диаграммах ниже приведены результаты испытаний.
.jpg)
Таблица 1: Результаты теста (стандарт ISO 22196)
SampleSet Interval Result
Log Reduction %
Control 24 чhr 0 0
PenetronBioMIC-treated 24 чhr 2.98 99.9
Рисунки 3 и 4. Результаты теста (стандартISO 22196)
Как видно по результатам тестовых испытаний, PenetronBioMIC успешно убивает 99,9% бактерий, производящих серную кислоту, в течение 24 часов.
Ареал применения PenetronBioMICвесьма многообразен. Во-первых, это сборный железобетон: люки, трубы, резервуары и другие подобные сборные конструкции, используемые в канализационных и дренажных системах. Во-вторых, добавка применима и в литых бетонных конструкциях, таких как очистные сооружения, системы канализации и дренажа, а также иных, где используется литой бетон. Кроме того, PenetronBioMIC применяется для лечения бетона.
Попробуем обобщить основные преимущества PenetronBioMIC:
- предотвращает микробную коррозию, вызванную кислотообразующими бактериями, запуская механизм электрофизического разрушения клеточных стенок бактерий;
- повторный контакт с бактериями не снижает эффективностьPenetronBioMIC. Срок службы добавки – весь срок службы самой бетонной конструкции;
- PenetronBioMICпри применении становится активной и неотъемлемой частью всей бетонной конструкции, поэтому присадка остается эффективной даже при шлифовании поверхности самой конструкции;
- PenetronBioMICне содержит тяжелых металлов или канцерогенов. Ее применение абсолютно безопасно для людей и экологии;
- PenetronBioMIC обеспечивает защиту широкого спектра, включая грамположительные и грамотрицательные бактерии, грибы, плесень и водоросли.
Penetron International Ltd.
45 Research Way, Suite 203
East Setauket, NY 11733 USA
Ph: 631-941-9700
Fax: 631-941-9777
E-mail: info@penetron.com
Web: www.penetron.com
Действие Penetron Bio MIC: https://www.youtube.com/watch?v=3PrkPBiP-CQ&feature=youtu.be
