Микробная коррозия бетона (MICC) в канализации, известная как биогенное сернокислотное поражение: под водой сульфатредуцирующие бактерии (СРБ) восстанавливают сульфаты до сероводорода (H2S); газ переходит в воздушную зону трубы, где сероокисляющие бактерии (СОБ) во влажной биоплёнке свода окисляют его до серной кислоты, растворяющей гидраты цементного камня с образованием гипса и эттрингита. Страдает верхняя дуга неполных коллекторов, колодцев и аэротенков выше уровня жидкости — участок, где решает футеровка.
TL;DR — pH поверхностной плёнки на своде падает до 1-3 при pH межпоровой жидкости 12,5-13,5. Защита разрывает обе стадии: плотный бетон (В/Ц ≤0,45, слой ≥40 мм, класс XA по EN 206), кислотостойкий барьер (эпоксидный со стеклочешуей, винилэфирный мортар, полимочевина или нержавеющая футеровка) и, при необходимости, подавление H2S реагентами. Приёмка — по измеряемым показателям: сухая толщина, сплошность, адгезия отрыва.
Ключевые данные
- Межпоровая жидкость бетона сильнощелочная (pH ≈ 12,5-13,5); при постоянном выделении кислоты биоплёнкой поверхностная плёнка опускается до pH 1-3 — зоны быстрого разрушения гидратов.
- Содержание H2S в воздушной зоне обычно <10 млн-1 при нормальном бытовом стоке, но на застойных септических участках доходит до десятков и сотен млн-1; запах чувствуется уже от 0,1 млн-1.
- Окисление идёт по суммарной схеме H2S + 2O2 → H2SO4 + H2O при микробном катализе; на корродирующих поверхностях доминирует Acidithiobacillus thiooxidans, существующий при pH <1 (Appl. Environ. Microbiol., 2007, PMID 17142362).
- Обзоры натурных наблюдений и ускоренных испытаний дают порядок потерь материала на своде 0,5-2 мм/год на сильно поражённых участках (Materials Reports 2025, 39(7):108-118).
- Гипс (CaSO4·2H2O) и эттрингит занимают больший объём, чем исходные фазы: внутренние напряжения снижают прочность на изгиб раньше, чем на сжатие.
- Основа проектирования: классы XA1-XA3 по EN 206 задают марку, В/Ц и защитный слой (ориентир В/Ц ≤0,45, слой ≥40 мм); промышленные здания — GB/T 50046; суммарная сухая толщина футеровки ≥1,5-2,5 мм.
Механизм: двухстадийная цепочка от сульфата до кислоты
Затопленная зона: СРБ образуют H2S
Сульфаты стоков и донного ила (в бытовом стоке обычно 30-300 мг/л сульфат-иона, больше с промстоками) служат акцептором электронов для Desulfovibrio в анаэробной биоплёнке; образующийся сульфид растворяется как H2S. Тёплая вода, малая скорость, застой и отложения ила многократно усиливают продукцию; точки выброса — сбросные колодцы и турбулентные участки.
Свод: СОБ производят кислоту на месте
H2S из воздушной зоны поглощается капиллярно-конденсационной плёнкой бетона. Сероокисляющие бактерии (Acidithiobacillus/Thiobacillus в сообществе с Beggiatoa) ступенчато окисляют его до серной кислоты. Кислый слой стекает вниз — поражение максимально в короне и убывает по бокам: это полевой признак MICC.
Разрушение: растворение плюс расширение
Кислота сначала нейтрализует портландит, затем разлагает C-S-H гель с образованием гипса и эттрингита. Мягкий растворимый гипс сносится потоком воздуха, открывая свежий щелочной слой под новую биоплёнку; эттрингит в ограниченном пространстве расширяет, растрескивает и отслаивает поверхность. Когда низкий pH и хлориды доходят до арматуры, коррозионное расширение ускоряется. Проектируйте защиту на суммарное воздействие: внутренняя биогенная кислота плюс сульфаты и CO2 со стороны грунта.
Пять факторов, определяющих скорость
Температура (20-35 °C — активное окно городских стоков); застой и отложения ила (продукция H2S); уклон и степень наполнения (время увлажнения свода); состав стоков (фон сульфатов, серосодержащие промстоки, биогены); и качество бетона — В/Ц, уплотнение, проницаемость поверхности. На одних и тех же участках разница партий бетона обычно объясняется последним фактором.
Сравнение защитных систем
| Метод | Принцип | Зона применения | Условия нанесения | Контроль |
|---|---|---|---|---|
| Бетон повышенной плотности | Меньшая проницаемость замедляет проникновение кислоты | Новые трубы и колодцы | На этапе производства и твердения | Марка, водонепроницаемость, слой |
| Толстослойный эпоксид со стеклочешуей | Чешуйки удлиняют путь диффузии | Свод выше уровня жидкости, стенки колодцев | ≥5 °C, сухое основание | Сухая толщина ≥1,5 мм, без пропусков |
| Винилэфирная смола + кварцевый мортар | Кислотостойкая смола с гранулометрическим наполнителем | Сильнокислые участки, лотки | Ручное нанесение / шпатель | Толщина, простукивание, твердость Barcol |
| Напыляемая полимочевина | 100 % сухого остатка, быстрое схватывание, перекрывает трещины | Ремонт, подвижные основания | Высоконапорная установка, сухая поверхность | ≥2 мм, швы, адгезия |
| Реагентный режим (соли железа, нитрат кальция, аэрация) | Осаждение сульфида либо удержание окисления | Сеть целиком, приёмные камеры насосных | Постоянное дозирование | Снижение H2S по газовому мониторингу |
Нанесение и приёмка
Основание решает всё
Корродированный слой — ложное основание: снять рыхлую корку до плотного бетона (обычно 2-5 мм), промыть водой высокого давления, высушить до <6-8 % влажности под эпоксидные системы; раковины заполнить эпоксидным мортаром. При прочности отрыва ниже 1,0-1,5 МПа сначала укрепить, затем футеровать.
Окно условий
Наносить при ≥5 °C и минимум на 3 °C выше точки росы; на свод — тиксотропные, не стекающие рецептуры. Систему «стеклочешуйчатый эпоксид» строить как грунт — два толстых слоя — финиш, соблюдая интервалы между слоями; суммарная сухая толщина ≥1,5-2,5 мм.
Наблюдение в эксплуатации
Ранжировать участки по риску; следить за цветом свода (серая рыхлая корка = кислотная активность), измерять толщину покрытия и долю отслоений, тренды H2S и поверхностного pH как индикаторы. Локальный ремонт: расчистка, шлифовка, нахлест заплаты ≥50 мм.
Частые вопросы
Почему страдает свод, а дно выглядит целым?
Окислению нужен кислород: кислота образуется только выше уровня жидкости, во влажной биоплёнке. Под водой СРБ дают H2S, но не кислоту; разрушение дна — это абразия, коррозия арматуры или внешний агрессор — другие механизмы, другая защита.
То же самое или промышленная серная кислота?
Материальный ответ пересекается (кислотостойкая футеровка), но химическая кислота может действовать на любую смоченную поверхность в более высоких концентрациях, а биогенная сосредоточена в зоне свода. Смотрите на анализ стоков и гидравлический профиль вместе.
Заменит ли дозирование реагентов футеровку?
Реагент подавляет H2S, пока система работает, но остановки на обслуживание и ливневые сбросы делают окна без защиты. На критичных участках практика — два слоя обороны: реагент плюс футеровка.
Работает ли на своде гидрофобизирующая пропитка силанами?
Как профилактика слабо поражённых поверхностей: гидрофобизация истончает жидкую плёнку и лишает биоплёнку среды. Если рыхлая корка уже есть — сначала ремонт основания; пропитка не является конструктивным решением.
Как сделать приёмку количественной?
Три группы показателей: сухая толщина (магнитный/ультразвуковой прибор, правило 80/20 по площади), адгезия (отрыв на месте), сплошность (низковольтный влажный губчатый контроль на тонких системах). Внесите значения в техническое приложение — споров не останется.
С чего начать отбор образцов для B2B-проекта?
Пришлите фото участка, значения H2S и анализа стоков, целевую толщину и график — подберём стеклочешуйчатую эпоксидную или винилэфирную систему с условиями испытаний, цена EXW/FOB, инструктаж по нанесению в техсоглашении.
Обновлено: 2026-09-26
Источники: US EPA/OSMA, Guidelines for Prevention of Corrosion on Concrete Sewer Pipe (1975); Appl. Environ. Microbiol. 2007 (PMID 17142362); Materials Reports 2025, 39(7):108-118; EN 206; GB/T 50046.
Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd.