Юрченко В.А., Горох Н.П., Кухарская А.В.
Аннотация. Показана необходимость защиты бетона в сетях водоотведения для повышения его надежности и долговечности. Установлен химический состав коррозионной агрессивной среды, воздействующей на бетон в сетях водоотведения и пути ее происхождения. Установлена высокая эффективность полиэтиленовых покрытий в защите бетона от биогенной сернокислотной агрессии.
Ключевые слова: микробиологическая коррозия бетона, противокоррозионные мероприятия, защитные покрытия, полиэтиленовая пленка, вторичный полиэтилен.
Введение
Протяженность бетонных трубопроводов водоотведения составляет 25 % всех канализационных сетей. Бетон, который использовали в качестве конструктивного материала для трубопроводов большого диаметра, специалисты считали универсальным материалом, гарантирующим надежную эксплуатацию коллекторов в течение 50 лет. Однако опыт эксплуатации самотечных бетонных трубопроводов водоотведения показал, что агрессивная среда, формирующаяся в сетях водоотведения, настолько активно разрушает бетон, что системы водоотведения выходят из строя намного раньше нормативного срока.
В настоящее время большинством отечественных и зарубежных специалистов механизм коррозии бетона/железобетона в трубопроводах водоотведения представляется как результат микробиологической сернокислотной агрессии (микробиологической коррозии) – воздействия серной кислоты, образуемой на своде тионовыми бактериями [1-3].
Анализ публикаций
В целом схема образования агрессивной среды в сетях водоотведения и ее воздействие на бетон/железобетон свода коллектора представляется состоящей из нескольких этапов [1-4]:
- образование сероводорода в транспортируемой сточной воде вследствие микробиологической сульфатредукции или других микробиологических процессов;
- выделение сероводорода из сточной жидкости в подсводовое пространство;
- растворение сероводорода в конденсатной влаге на поверхности труб и окисление его тионовыми бактериями до серной кислоты, разрушение материала строительных конструкций.
Самотечный канализационный коллектор можно рассматривать как техногенную экосистему, которая включает три фазы: жидкую (транспортируемые сточные воды), газообразную (атмосферу коллектора) и твердую (бетон свода), и их микробиоценозы (рис. 1). Каждая фаза имеет свои доминирующие химические элементы и характерные соединения. В стабильную, гармоничную экологическую систему эти фазы связывают последовательные реакции биогеохимических круговоротов четырех биогенных элементов – серы, углерода, азота и фосфора.
Рисунок 1 – Схема трансформации серосодержащих соединений в экосистеме канализационного коллектора
Главным движителем трансформаций соединений, окисления-восстановления элементов, их миграции из жидкой фазы в газообразную, затем в твердую и из нее (частично) – в исходную жидкую, являются микроорганизмы [1, 3].
Процессы, протекающие в канализационном коллекторе, позволяют представить его постоянно действующим биологическим «реактором», в результате работы которого происходят трансформации соединений биогенных элементов, их миграция через жидкую, газообразную и твердую фазы экосистемы коллектора и образование коррозионно-агрессивных соединений. На рис.1 представлен детальный биогеохимический цикл серы в экосистеме коллектора, включающий образование таких агрессивных соединений как Н2S и Н2SO4 [2-4].
К настоящему времени разработан ряд мероприятий, реализуемых на этапах проектирования, строительства и эксплуатации систем водоотведения, которые повышают надежность бетонных сооружений водоотведения, находящихся в условиях биогенной сернокислотной агрессии. Одно из основных направлений этих мероприятий, реализуемых на этапе нового строительства, ремонта и восстановления – противокоррозионная защита бетона с помощью покрытий и пропиток.
Цель и постановка задачи
Целью работы является оценка возможности защиты конструкций систем водоотведения полимерными материалами.