7.2.2.3. Определение признаков биохимической коррозии

Биохимическая коррозия вызывается в основном бактериями, находящимися в грунтах, водоемах, грунтовых водах. Биокоррозию металлов могут также вызвать различные роды микро­скопических грибов. Биохимическая коррозия носит сезонный характер и наиболее интенсивна в весенний период, когда создаются наилучшие условия для развития и существования бактерий. Бактерии, вызывающие коррозию, подразделяются на аэробные и анаэробные. Аэробные бактерии существуют и развиваются только при условии наличия кислорода, анаэробные бактерии развиваются при отсутствии кислорода.

Аэробные бактерии, способствующие коррозии, подразделяются на бактерии – окислители серы и железо-бактерии, осаждающие железо. Первые лучше всего развиваются в кислой среде (рН 0–6). Сущность их действия состоит в том, что они могут окислять серу до серной кислоты, местная концентрация которой может доходить до 10 %. Железобактерии хорошо развиваются в интервале рН 4–10. Они поглощают железо в ионном состоянии и выделяют его в виде нерастворимых соединений. Эти соединения неравномерно распределены по поверхности металла и имеют отличный от основного металла электродный потенциал. Возникающая электрохимическая гетерогенность поверхности усиливает коррозию.

Анаэробные бактерии в основном бывают сульфатвосстанавливающими и восстанавливают сульфат-ионы в сульфид-ионы. Эти бактерии развиваются при рН 5–9, активно поглощают водород, выделяющийся при катодном процессе. Присутствие в коррозионной среде сульфидов и сероводорода ускоряет коррозию. Находящиеся в растворе ионы двухвалентного железа связывают выделяющийся сероводород, на поверхности металла образуется налет сульфида железа, который облегчает протекание реакции катодной деполяризации. Коррозия имеет питтинговый характер [78].

Биокоррозионную агрессивность грунта [45] на глубине укладки подземного сооружения определяют следующие качественные признаки:

• окраска грунта (сероватые, зеленоватые и сизые тона указывают на анаэробную обстановку при избыточном увлажнении и преобладание восстановленных форм железа, алюминия, марганца);

• наличие в грунте восстановленных соединений серы, являющихся продуктами жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий.

Определение наличия восстановленных соединений серы [45]. На пробу грунта, продуктов коррозии или отложений объемом 1 см³ с помощью пипетки наносят 2–3 капли соляной кислоты, разбавленной дистиллированной водой в соотношении 1:3 (плотность исходной кислоты 1,47 г/см³). По характерному запаху выделяющегося сероводорода делают вывод о наличии восстановленных соединений серы (гидросульфидов, сульфидов железа, некоторых органических соединений серы).

8. Физико-механические свойства грунтов

Физико-механические свойства грунтов это свойства, характеризующие возникновение, распределение и изменение механических напряжений и деформаций в грунтах при воздействии механических нагрузок. В песчаных, крупнообломочных и глинистых грунтах при этом происходит изменение внутреннего сложения и объема (уплотнение), т. е. уменьшение пористости и увеличе­ние концентрации минеральных частиц в единице объема. Чем значительнее изменения грунтов под воздействием определен­ной нагрузки, тем большей деформируемостью они обладают. Когда под влиянием внешних усилий в грунтах возникают ка­сательные силы, превышающие силы сопротивления сдвигу, грунты начинают разрушаться, наступает потеря прочности. Поэтому, в зависимости от условий взаимодействия грунтов с нагрузками выделяются:

• деформационные свойства, проявляющиеся при нагрузках ниже критических, т. е. не приводящих к разрушению,

• прочностные свойства, проявляющиеся при нагрузках превышающих критические, т. е. при разрушении грунта.

Особенности проявления физико-механических свойств грунтов во времени характеризуются реологическими свойствами (проявляющимися при действии во времени статических нагрузок) или виброреологическими (проявляющимися при действии во времени многократных динамических нагрузок).

В зависимости от характера приложения действующих нагрузок различают:

• статические физико-механические свойства, проявляющиеся при действии однократных постоянных стационарных полей механических напряжений,

• динамические физико-механические свойства, проявляющиеся при действии многократных переменных нагрузок или многократных нестационарных полей напряжений [50].