杀菌剂对混凝凝土性能的影响研究

杀菌剂对混凝凝土性能的影响研究

张海海

中铁上海工程局集团建筑工程有限公司 上海 201900

【摘要】现代社会工业和生活污水中经常会有很多种类的微生物，它们的代谢产物经常会给建筑中混凝土造成严重的腐蚀，给我们的经济带来很大的负担，因此，解决混凝土中微生物的腐蚀问题已经迫在眉睫。其中把杀菌剂加入混凝土中可以解决微生物腐蚀问题，但是需要研究不同种类、不同掺量的杀菌剂对混凝土的工作性、抗压强度、抗渗性的影响，根据这些我们做出本次试验，并通过试验初步找出合适的杀菌剂和掺量。

【关键词】杀菌剂；混凝土；工作性；抗压强度；抗渗性

1引言

现在生活中和工业生产中厂中常常会有大量的生活污水，在这些污水中经常会伴随着大量的微生物，这些微生物的代谢产物会对混凝土的各种性能产生很大的影响，并且会腐蚀混凝土，这便是微生物腐蚀。微生物的腐蚀可以造成混凝土出现许多裂纹，大部分表面砂浆掉落，混凝土里面的大部分骨料和钢筋等填充物出现损坏，会造成混凝土的年限使用时间。这样的现象发生往往会加重现代社会人们的财政支出来修复或者重新建造，造成许多人力物力的浪费。

2国内外研究现状

2.1微生物对混凝土的腐蚀

现在好多细菌都能够生活在下水道环境下的污水中，在这样的环境下好多细菌能够生存，但是它们也有自己生活的温度等环境，其中这里面的细菌可以分成2类，分别是嗜中性硫氧化细菌和嗜酸性硫氧化细菌。

2.2混凝土的防治研究

到现在为止，国内外在对混凝土遭到微生物破坏的防治上有了很大的认识，首先认识到的是要搞清微生物腐蚀的基本的原理，寻找出来大家认为的主要原因是硫氧化细菌将H2S氧化为生物硫酸造成的破坏。要做到缓解微生物破坏，根据现在已有的理论是改变混凝土的内部结构，改变胶凝材料的性能、能够够抑制甚至阻断微生物腐蚀混凝土代谢物质的传递、能够利用某种手段减少甚至消除微生物的存在。由这些可以推导出微生物腐蚀防治上的措施为混凝土改性、表面涂层保护。

2.3混凝土改性防治

混凝土改性会使混凝土的各种性能得到一定的提升，其中能够使抗渗性能得到提升。提高混凝土抗酸性能的主要目的是改变胶凝材料的组成和结构，增强混凝土的抗中性化性能或减缓酸腐蚀进程。提高混凝土的抗渗性能主要目的在于防止生物硫酸向混凝土内部的渗透，从而延缓混凝土的中性化和强度的衰减。提高混凝土的抗裂性能主要目的在于控制微生物腐蚀产物钙矾石膨胀所导致的裂缝扩展，从而延缓腐蚀介质和产物在混凝土内部的传质过程，降低混凝土的失效速度。但是混凝土的改性防治主要是改变混凝土的内部孔隙结构，这样会对混凝土各种性能造成比较严重的影响。

2.4表面涂层防治

防治混凝土微生物腐蚀的涂层保护措施分为功能涂层能够对酸性的物质有一定的抵消中和的作用，同时也能够起到对菌的一定消灭和减少它们的活性，对他们有一定的抑制作用。功能涂层主要就是能够对菌有一定的减少其产生的酸进行很大程度的中和多用，在这种情况下尽量使混凝土的破坏程度减小到最低。中和性能涂层实际上是一种牺牲保护措施，即在混凝土表面形成一层碱性材料保护层，用于中和生物硫酸，并提高混凝土表面pH值，从而抑制硫氧化细菌的繁殖，这种涂层只能用于可更换的场合，常用的碱性材料有碳酸钠、氧化钙，采用氧化镁、氢氧化镁效果更佳。防腐涂料是一种微生物筛选技术的具体应用,基于无机或有机凝胶材料为载体,添加杀菌剂,在混凝土表层形成杀菌、抑制硫酸生产涂层。此外，硫磺砂浆涂层具有高强耐磨、耐酸，可抑制硫氧化细菌的繁殖，并已获得实际应用。

2.5主要内容和目标

2.5.1主要内容

本试验主要根据上边内容研究几个问题：

(1)不同品种、不同掺量杀菌剂对新拌混凝土工作性的影响。

(2)不同品种、不同掺量杀菌剂对硬化混凝土的抗压强度的影响。

(3)不同品种、不同掺量杀菌剂对硬化混凝土的抗渗的影响。

2.5.2试验目标

根据上文提出的微生物灭杀防治是控制混凝土微生物腐蚀最有效的措施，由此展开下边不同品种不同掺量杀菌剂对硬化混凝土的工作性、抗压强度、抗渗性能的影响与作用机理，为混凝土的微生物腐蚀防治的应用提供理论依据。

2.6十二烷基二甲基苄基氯化铵

物理性质：十二烷基二甲基苄基氯化铵分子式：C21H38NCl，相对分子质量：340.00。易溶于水，水溶液显碱性，微溶于醇。摇晃会产生泡沫，易潮解。静置存放会有晶体析出。性质不活泼，为浅黄色粘稠液体，有芳香气味并带苦仁味。含有效成分50%的产品相对密度0.980kg/m3，粘度为60mPa·s，pH值为6~8。

用途：十二烷基二甲基苄基氯化铵是一种很好的杀菌剂，可以具有很好的杀灭藻类的能力。它的毒性很小，不会对人体造成太高的危害，但是对抑制硫酸盐还原菌的生存有非常明显的效果。

2.7氧化锌

物理性质：氧化锌化学式ZnO，分子量81.39，密度5.606g/cm3，熔点1975℃，沸点2360℃。白色粉末或六角晶系结晶体。无嗅无味，无砂性。溶于酸、浓氢氧化碱、氨水和铵盐溶液，不溶于水、乙醇。

用途：①氧化锌的应用很多方面，其中最常用的方面就是增强剂和活性剂，能够有效的对橡胶物质起到作用，同时还可以对白色的橡胶进行染色和填充，还具有作为硫化剂的作用。

2.8铜酞菁

物理性质：铜酞菁分子式C32H16CuN8，相对分子质量为574。不溶于水，溶于油。

用途：铜酞菁主要的功能是染色，它有很强的让着色能力，也是很重的有机染料的中间体。同时处理很好的额蓝色着色外还有很良好的额杀菌效果，可以针对很多的微生物进行灭杀。还有的铜酞菁对很多强光高热，无机和有机溶剂中都能有有特别好的稳定性质。

3试验方案的确定

为了研究不同品种不同掺量的杀菌剂对混凝土的影响，在阅读了大量文献和调研的基础上，确定杀菌剂的不同的掺量为0.05%，0.1%，0.2%，0.4%。分别研究不同品种不同掺量杀菌剂对新拌混凝土工作性以及硬化混凝土强度、抗渗性能的影响规律。具体方法如下：

①对比研究不掺杀菌剂剂、单掺杀菌剂的新拌混凝土坍落度及经时损失的变化规律，以考察杀菌剂对新拌混凝土工作性的影响以及与混凝土减水剂的相容性；

②对比研究不掺杀菌剂以及掺不同量杀菌剂的混凝土7d、28d的抗压强度的变化规律，以考察杀菌剂的掺入对硬化混凝土抗压强度的影响；

③对比研究不掺杀菌剂以及掺不同量杀菌剂的混凝土7d、28d的抗渗性能的变化规律，以考察杀菌剂的掺入对硬化混凝土抗渗性能的影响。

4.结论

（1）当溴化钠掺量0.05%时，新拌混凝土的坍落度较基准混凝土降到最低；之后随溴化钠产量的增加，混凝土坍落度有所提高；不同掺量的溴化钠对硬化混凝土的抗压强度和抗渗性都有些许降低但总体来说影响不大，当掺量为0.2%时，能够达到最优效果。

（2）当铜酞菁掺量小于0.1%时，新拌混凝土的坍落度较基准混凝土有所增大，之后随掺量增加，混凝土坍落度开始降低；

（3）当十二烷基二甲基苄基氯化铵掺量小于0.2%时，新拌混凝土的坍落度较基准混凝土基本没有变化；此后随掺量的增加，混凝土坍落度增加明显；不同掺量的十二烷基二甲基苄基氯化铵对硬化混凝土的抗压强度和抗渗性总体来说是随产量的增加而降低的，当掺量为0.05%时，和基准混凝土的抗压强度和抗渗性几乎相同。

（4）3种杀菌剂中，铜酞菁能够增强混凝土抗压强度和抗渗性，对混凝土工作性也有改善，为最适合杀菌剂。本文主要研究了杀菌剂对混凝土性能的影响，可为混凝土配合比设计时提供参考。

参考文献:

[1]柯伟.中国工业与自然环境腐蚀调查[J].全面腐蚀控制,2003(1):1～10.

[2]韩静云,张小伟,田永静,等.污水处理系统中混凝土结构的腐蚀现状调查及分析[J].混凝土,2000:31～34.