霉菌对粮仓混凝土结构耐久性的影响

金立兵 张新丽 丁苹聚

河南工业大学土木建筑学院（450001）

霉菌对粮仓混凝土结构耐久性的影响

金立兵 张新丽 丁苹聚

河南工业大学土木建筑学院（450001）

混凝土遭受霉菌的腐蚀不仅影响建筑物的美观和使用功能，也给人们的身心健康带来极大的危害。这里主要针对霉菌是怎样产生的进行说明，阐述了霉菌对混凝土造成的危害及机理，提出了提高混凝土防腐性能的有效措施。

混凝土；粮仓；霉菌；腐蚀；措施

0 引言

在我国，粮食储藏是极重要的，。粮仓大多数是钢筋混凝土结构，粮食长时间储藏在粮仓中，会发生氧化，产生许多霉菌等微生物，这些微生物给混凝土造成的危害却不容忽视。越来越多的钢筋混凝土结构在使用寿命之内就受所处环境的影响而失效，造成国家财力损失，对人们的生活和安全也构成了威胁。

1 霉菌的产生来源

霉菌生长需要有营养(有机物质)、水分、温度和空气。当基底含水率为18%以上和湿度为80%以上时,粮食最容易发霉。温度不同，生长的霉菌种类也不相同。霉菌生长的适宜温度范围是0～54℃。因此,凡能满足这样条件的粮仓，粮食都会发霉。大多数霉菌细胞是漂浮在空气中的,当室内有发霉污染时，空气中霉菌袍子较没有发霉的室内多几十倍。

一般把霉菌按其生活习性分为仓储性霉菌和田间霉菌两种。仓储性霉菌主要是指储存的饲料或粮食，在适宜的温度、湿度等条件下产生的霉菌，以曲霉菌属为主。该类霉菌最适生长温度为25～30℃，相对湿度为80%～90%。路曲霉例外，可在田间感染，低温下亦可繁殖。当农作物收割后，普遍会带有一些霉菌，在干燥的过程中，霉菌会受到破坏，所以不易察觉,然而许多霉菌孢子会存活下来，在储存期间、制作饲料的过程中开始萌发生长。

粮仓的仓体是由钢筋混凝土建成的，粮仓中储存大量的粮食。粮食中含有大量的蛋白质、脂肪及碳水化合物等丰富的营养物质，是霉菌生长的天然培养基。

2 霉菌对粮仓混凝土造成的危害及机理

据资料介绍，第六届国际微生物学会列出混凝土建筑产生霉变的霉种达48种。霉变的颜色有红、绿、黄、白、灰、黑等多种。这些霉菌仅用肉眼很难判断出它属于哪一种。霉菌的孢子存在粮仓内的空气中,一旦附着在仓壁上,或材料本身存在着霉菌孢子,只要发育条件具备,几天之内就能大量繁殖。霉菌生存的条件主要有温度、湿度、营养、氧气以及适宜的pH值等。粮食霉变在粮仓中对混凝土有一定的腐蚀作用，而且引起混凝土腐蚀的霉菌有多种，硫酸还原菌、硝化细菌、几乎各种厌氧菌、真菌，这些细菌不仅造成混凝土的劣化，对其中的钢筋、铁件也会造成强烈的腐蚀[1]。

霉菌的危害在混凝土中主要存在两个方面。首先，在粮仓当中，霉菌对粮仓内的空气造成了一定的污染，就像在墙壁和天花板当中有黄葡萄球菌寄生。在冬天，粮仓内的温度相对较低,黏附在仓壁的病菌对混凝土耐久性的影响也是不可低估的。其次，混凝土结构中含有的微生物会对结构造成很大的侵蚀，对于混凝土结构的耐久性以及强度造成了严重的影响。前苏联有关研究单位对许多钢筋混凝土污水净化构筑物的调查表明，使用7～10年构筑物,有污水经过的区域，混凝土的耐久性要比其他地方低很多。因为微生物的生命活动产生许多侵蚀性产物，包括硫化氢、氮、二氧化碳、有机酸以及挥发性脂肪酸等,从而对水泥石造成侵蚀，还会引起钢筋的锈蚀。

3 提高混凝土防腐性能的主要措施

3.1 除湿

霉菌的污染多发生在高湿环境。自然界中的霉菌大部分属于好湿性霉菌，相对湿度在95%～100%最适合其生长,如毛霉、根霉、镰刀霉、交链孢霉、短柄霉、木霉等。少数种类的霉菌属于耐干性霉菌，在相对湿度85%～90%的环境下也能正常生长，如青霉、曲霉等。只有很少种类属于好干性霉菌，在相对湿度为70%的环境下也能生长，如局限曲霉、Euroti-um、walleia等。由于绝大多数霉菌属于好湿菌,将相对湿度降低到90%以下就可抑制其生长，大大降低污染。如果能将相对湿度降低到80%以下，就可以基本控制霉菌污染的发生。控制环境的温度和食品的水分,是防霉的基本手段之一。

3.2 增加混凝土断面

增大混凝土断面是提高混凝土耐久性的最简单的方法。增大混凝土断面可使混凝土有足够的体积，最大限度地延长使用寿。但是这种提高耐久性的方法有很大弊端，不仅浪费材料，提高成本，而且还不能有效地从根源上来解决霉菌对混凝土的腐蚀。

3.3 在混凝土内壁涂覆防护涂料

大部分物理、化学、生物腐蚀都是由外来介质渗入混凝土孔隙而发生的。如果在混凝土表层涂覆涂料，可使混凝土与腐蚀物质隔离开来，以便阻拦混凝土遭遇侵蚀。这个方案既经济又方便可行。

3.4 改善混凝土材料

霉菌腐蚀混凝土已经成为一个不可争议的事实，造成了严重的损失。要减小霉菌对混凝土的腐蚀程度，可以采用高性能新材料来代替一般的混凝土，比如在混凝土中掺加粉煤灰。采用耐腐蚀混凝土制造混凝土管，在混凝土管的内表面涂刷防腐涂料层，使用抗菌混凝土，采用较低的水胶比，在混凝土中掺入矿物掺合料如粉煤灰、矿渣、硅灰等，都可以有效改善混凝土的抗腐蚀能力，提高混凝土的密实度，延缓细菌对混凝土的腐蚀。

4 结语

防止微生物腐蚀混凝土是一门新兴学科，是涉及材料学、微生物学、生物化学、环境保护和土木工程等多学科的综合性学科。由混凝土耐久性问题引起的建筑工程事故不仅造成了经济损失，也引起了恐慌，应针对混凝土腐蚀问题采取综合有效的措施进行预防，严把质量关，充分考虑混凝土结构耐久性的评估预测、极限状态及施工检测等因素，并结合混凝土的应用环境制定合理有效的修护措施[2]。

[1]雷彩霞.论粮食霉变与预防[J].四川粮油科技,2003,04：20-22.

[2]李月,李荣涛.谈储粮微生物的危害及控制[J].粮食储藏, 2009,02：16-19.