0 引言

    1945年美國(guó)人Paker[1]首次提出污水管道環(huán)境下混凝土的腐蝕破壞與微生物的新陳代謝有關(guān)，此后混凝土的微生物腐蝕便受到了歐美國(guó)家的廣泛關(guān)注.混凝土的微生物腐蝕是指由微生物新陳代謝造成的混凝土腐蝕，它會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土表面污損、表層疏松、砂漿脫落、骨料外露，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生開(kāi)裂和鋼筋銹蝕，使鋼筋混凝土設(shè)施服役壽命縮短，因而導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年因微生物腐蝕造成的損失為30億~50億美元。

    由于混凝土的微生物腐蝕具有嚴(yán)重的危害性，歐美國(guó)家很早就給予了高度重視，并一直對(duì)其腐蝕機(jī)理、影響因素和防護(hù)措施進(jìn)行深入研究。相比而言，混凝土的微生物腐蝕這一在國(guó)際范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注的研究在國(guó)內(nèi)卻剛剛開(kāi)始起步。目前國(guó)內(nèi)涉及混凝土微生物腐蝕研究的是同濟(jì)大學(xué)和蘇州科技學(xué)院的張小偉、韓靜云等。他們初步分析了混凝土的微生物腐蝕機(jī)理，并初步探明了一些影響因素，同時(shí)模擬微生物代謝中間產(chǎn)物對(duì)混凝土的腐蝕，研究了在磷酸、檸檬酸緩沖液的腐蝕作用下，混凝土的外觀、強(qiáng)度、質(zhì)量和水泥石礦物組成及微觀結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。

    綜上，為進(jìn)一步引起國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)混凝土微生物腐蝕的關(guān)注，促進(jìn)相關(guān)研究，本文擬從混凝土的微生物腐蝕機(jī)理、影響因素（材料、環(huán)境），評(píng)價(jià)指標(biāo)和防護(hù)技術(shù)等方面詳細(xì)闡述國(guó)內(nèi)外混凝土的微生物腐蝕的研究進(jìn)展。

    1 微生物腐蝕機(jī)理

    美國(guó)人Parker指出混凝土的失效與微生物的新陳代謝作用有關(guān)，硫氧化細(xì)菌（SOB）、硫酸鹽還原細(xì)菌（SRB）等細(xì)菌的新陳代謝形成的生物硫酸是造成混凝土腐蝕的主要原因，并提出了混凝土微生物腐蝕的作用機(jī)理（圖1）：厭氧環(huán)境下，硫酸鹽還原菌將管道底部的硫酸鹽或有機(jī)硫還原成硫化氫（H2S），H2S進(jìn)入管道未充水空間；好氧環(huán)境下，H2S被硫氧化細(xì)菌氧化成生物硫酸。生物硫酸會(huì)與混凝土中的氫氧化鈣（Ca（OH）2）發(fā)生反應(yīng)形成石膏，石膏會(huì)繼續(xù)與混凝土中多余的鋁酸三鈣（C3A）進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成膨脹性產(chǎn)物鈣礬石，從而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。與此同時(shí)，隨著上述反應(yīng)的進(jìn)行，混凝土中的水化硅酸鈣（C-S-H）凝膠會(huì)發(fā)生分解，生成不溶且無(wú)膠結(jié)作用的膠體，從而進(jìn)一步降低混凝土的性能。

    隨后Islander等針對(duì)污水中存在的嗜中性硫氧化細(xì)菌和嗜酸性硫氧化細(xì)菌對(duì)混凝土的腐蝕進(jìn)行了研究，進(jìn)一步深化了Parker的腐蝕機(jī)理：混凝土表面的初始pH 值高達(dá)11~13,不適合細(xì)菌生長(zhǎng)，往往需由H2S和二氧化碳（CO2）的中性化作用降低混凝土表面的pH 值，當(dāng)pH 值降低到9時(shí)，嗜中菌開(kāi)始在混凝土表面生長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)新陳代謝作用使混凝土表面的pH值繼續(xù)降低至4~5,此時(shí)，嗜酸菌以嗜中菌的代謝產(chǎn)物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，大量繁殖產(chǎn)酸，進(jìn)一步降低pH值，從而使混凝土遭受嚴(yán)重腐蝕。其中，嗜中性硫氧化細(xì)菌只在混凝土表面大量生長(zhǎng)繁殖，而嗜酸性硫氧化細(xì)菌則能與代謝生成的生物硫酸一起滲入混凝土，并進(jìn)一步代謝產(chǎn)酸，使混凝土內(nèi)部遭受腐蝕。

    另外，微生物新陳代謝形成的生物硫酸對(duì)混凝土的腐蝕作用遠(yuǎn)大于化學(xué)硫酸[22],這是因?yàn)槲⑸镌诨炷帘砻娓街笮纬缮锬ぃ锬た刂苽髻|(zhì)過(guò)程，使膜中微生物的生長(zhǎng)數(shù)量和分布不同于污水環(huán)境水質(zhì)，進(jìn)而對(duì)混凝土的腐蝕動(dòng)力學(xué)過(guò)程產(chǎn)生明顯的影響。

    2 微生物腐蝕的影響因素

    促進(jìn)或抑制混凝土微生物腐蝕的因素大致可分為材料因素和環(huán)境因素兩類。材料因素主要包括微生物種類和混凝土材料；環(huán)境因素主要包括H2S濃度、相對(duì)濕度和溫度。

    通過(guò)分析混凝土微生物腐蝕的影響因素，為尋找滅殺/抑制微生物生長(zhǎng)繁殖或降低其活性的方法提供基礎(chǔ)，以便減少生物硫酸的生成，進(jìn)而降低混凝土的微生物腐蝕破壞。

    2.1 材料因素

    2.1.1 微生物種類

    目前，研究發(fā)現(xiàn)參與混凝土微生物腐蝕的微生物主要包括硫酸鹽還原細(xì)菌、硫氧化細(xì)菌和真菌。在厭氧環(huán)境下，硫酸鹽還原細(xì)菌主要是脫硫弧菌屬的細(xì)菌，將管道底部硫酸鹽或有機(jī)硫還原為H2S。H2S是一種酸性氣體，可以降低混凝土表面的pH 值，為硫氧化細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖提供條件。在好氧環(huán)境下，硫氧化細(xì)菌主要是硫桿菌屬的細(xì)菌，將H2S轉(zhuǎn)化為生物硫酸，并且實(shí)驗(yàn)證明硫氧化細(xì)菌的數(shù)目與混凝土的劣化程度成正比。真菌主要是鐮刀菌屬，通過(guò)新陳代謝產(chǎn)生有機(jī)酸，有機(jī)酸會(huì)和混凝土內(nèi)部的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致混凝土劣化。Gu和George等研究發(fā)現(xiàn)鐮刀菌屬對(duì)混凝土造成的破壞比硫桿菌屬更為嚴(yán)重。近年來(lái)，研究還發(fā)現(xiàn)污水中混凝土的腐蝕與硝化細(xì)菌有關(guān)，硝化細(xì)菌能夠通過(guò)對(duì)胺的硝化作用生成硝酸，同樣會(huì)導(dǎo)致C-S-H 分解破壞，使混凝土遭受酸腐蝕。

    2.1.2 混凝土材料

    通過(guò)改變膠凝材料的組成和結(jié)構(gòu)可以提高混凝土的抗酸和抗中性化性能，從而減緩混凝土的酸腐蝕進(jìn)程。Alexander等通過(guò)原位測(cè)試方法研究了三種不同混凝土的微生物腐蝕，這三種混凝土分別為波特蘭水泥/硅質(zhì)骨料、波特蘭水泥/白云質(zhì)骨料以及高鋁水泥/硅質(zhì)骨料。12年后的測(cè)試結(jié)果表明波特蘭水泥/硅質(zhì)骨料混凝土的腐蝕破壞最為嚴(yán)重，波特蘭水泥/白云質(zhì)骨料混凝土次之，而高鋁水泥/硅質(zhì)骨料混凝土只遭受了輕微的腐蝕破壞。圖2是12年后波特蘭水泥/硅質(zhì)骨料區(qū)域與高鋁水泥/硅質(zhì)骨料區(qū)域的對(duì)比圖。

    Ehrich等分別研究了遭受微生物腐蝕的鋁酸鹽水泥系列和硅酸鹽水泥系列砂漿的性能，其中SC和CC代表鋁酸鹽水泥砂漿，OPC代表普通硅酸鹽水泥砂漿，srPC代表抗硫酸鹽硅酸鹽水泥砂漿，BFC代表礦渣硅酸鹽水泥。圖3為不同種類水泥砂漿的質(zhì)量損失隨時(shí)間的變化規(guī)律。由圖3可以看出，與波特蘭水泥系列砂漿相比，鋁酸鹽水泥系列砂漿的質(zhì)量損失較小。不同種類水泥砂漿的pH值隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖4所示。由圖4可以看出，兩種系列水泥砂漿的pH 值變化規(guī)律在開(kāi)始時(shí)相似，在100d左右pH值達(dá)到3~4時(shí)，變化趨勢(shì)明顯不同，鋁酸鹽水泥系列砂漿表面的pH值趨于平緩，而硅酸鹽水泥系列砂漿表面的pH 值繼續(xù)降低。由此說(shuō)明了采用鋁酸鹽水泥系列砂漿配制的水泥基材料的耐微生物腐蝕效果較好。

    此外，纖維增強(qiáng)可以有效控制混凝土的開(kāi)裂，在一定程度上能夠提高混凝土的抗生物腐蝕性能。然而，鋼纖維在混凝土中性化后存在膨脹、銹蝕等問(wèn)題，玻璃纖維存在耐堿性問(wèn)題。與鋼纖維相比，有機(jī)纖維不僅不會(huì)產(chǎn)生銹蝕，而且與混凝土的粘接性較好。但研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，有機(jī)纖維在微生物環(huán)境中存在降解問(wèn)題，可能會(huì)影響混凝土的長(zhǎng)期耐腐蝕性能。此外，已有研究表明，纖維混凝土可以有效抑制真菌和細(xì)菌的生長(zhǎng)。

    2.2 環(huán)境因素

    環(huán)境因素是指遭受微生物腐蝕的混凝土所處環(huán)境的H2S濃度、相對(duì)濕度和溫度。H2S本身對(duì)混凝土無(wú)明顯的腐蝕作用，但遇上混凝土表面的凝聚水膜，H2S則會(huì)被硫氧化細(xì)菌經(jīng)過(guò)新陳代謝轉(zhuǎn)化成生物硫酸，其氧化速率與H2S濃度密切相關(guān)。研究表明：對(duì)于長(zhǎng)期暴露在下水道系統(tǒng)中的試樣，H2S濃度是影響腐蝕速率的一個(gè)重要因素。另外，相對(duì)濕度在微生物腐蝕初期起著重要作用，通過(guò)模擬污水管道腐蝕實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，提高相對(duì)濕度會(huì)影響管道頂部試樣的腐蝕速率，但處于管壁的試樣，其腐蝕速率不受影響。研究表明，硫氧化速率會(huì)隨著溫度的升高而增大，但是溫度對(duì)混凝土腐蝕的長(zhǎng)期影響不明顯。此外，H2S的氣-液轉(zhuǎn)換是污水管道腐蝕的一個(gè)重要過(guò)程，其轉(zhuǎn)換速率也會(huì)隨著溫度的升高而逐漸增大。

    3 微生物腐蝕的評(píng)價(jià)指標(biāo)

    3.1 腐蝕速率

    腐蝕速率采用混凝土每年的深度損失（mm/year）來(lái)表征。預(yù)測(cè)混凝土的腐蝕速率對(duì)于設(shè)計(jì)和管理混凝土設(shè)施（例如污水管道系統(tǒng)）具有十分重要的意義。利用Pomeroy模型,通過(guò)計(jì)算可以預(yù)測(cè)混凝土的腐蝕速率：

    3.2 H2S吸收速率

    H2S的吸收速率可作為反映混凝土腐蝕程度的一個(gè)指標(biāo)。首先在恒溫-濕度氣密反應(yīng)器中測(cè)量硫化氫濃度隨時(shí)間的變化，H2S的吸收速率即為H2S濃度隨時(shí)間變化的斜率。

    通過(guò)改變反應(yīng)器內(nèi)部條件（100%相對(duì)濕度的濕氣、75%相對(duì)濕度的空氣以及30%相對(duì)濕度的氮?dú)猓芯苛薍2S吸收速率的變化規(guī)律。如圖5所示，對(duì)比另外兩種條件，在100%相對(duì)濕度的濕氣中H2S濃度隨時(shí)間變化的斜率較大，表明提高相對(duì)濕度可以提高H2S的吸收速率。如圖6所示，三種條件下H2S吸收速率均會(huì)隨著H2S濃度的增大而增大，但濕空氣條件下H2S吸收速率要大得多，這與上述結(jié)論保持一致。

    3.3 化學(xué)成分

    通過(guò)分析腐蝕前后試件的礦物組成（硅酸三鈣、硅酸二鈣等）。水化產(chǎn)物（Ca（OH）2、鈣礬石、C-S-H 等）和微觀結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律，可以研究混凝土的微生物腐蝕過(guò)程。常用的化學(xué)成分分析方法有掃描電子顯微鏡（SEM）、X 射線衍射（XRD）、X射線熒光（XRF）、傅里葉紅外光譜（FTIR）和熱分析（DTA/TG）。

    3.4 其他指標(biāo)

    除了上述評(píng)價(jià)指標(biāo)外，混凝土的微生物腐蝕研究中還采用強(qiáng)度變化、斷面pH值分布變化、質(zhì)量損失、表面粗糙度（測(cè)量方法分為兩種，一種是通過(guò)視力觀察進(jìn)行粗略比較，另一種是激光測(cè)量）等多種指標(biāo)來(lái)反映混凝土的腐蝕程度。同時(shí)，還可以通過(guò)測(cè)量腐蝕介質(zhì)的濃度變化、細(xì)菌（種類、數(shù)量、分布）變化以及生物膜參數(shù)變化等指標(biāo)間接反映混凝土的微生物腐蝕程度。

    4 防護(hù)技術(shù)

    混凝土微生物腐蝕防護(hù)技術(shù)的研究建立在生物腐蝕機(jī)理和影響因素的基礎(chǔ)之上，主要從三方面考慮：一是混凝土的改性，通過(guò)選擇膠凝材料復(fù)摻、聚合物改性和纖維增強(qiáng)等手段，提高混凝土的抗酸、抗裂和抗?jié)B性能，以降低混凝土的腐蝕破壞；二是控制微生物腐蝕傳質(zhì)過(guò)程；三是抑制或減少生物硫酸的形成？即混凝土的防護(hù)技術(shù)包括混凝土改性、保護(hù)涂層和生物滅殺技術(shù)。

    4.1 混凝土改性

    根據(jù)不同的環(huán)境選用合適的膠凝材料，同時(shí)選定合適的水灰比和砂率。研究表明，污水環(huán)境中抗硫酸鋁酸鹽水泥具有較優(yōu)性能，但與硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥+硅粉、硅酸鹽水泥+粉煤灰相比優(yōu)勢(shì)似乎并不明顯，經(jīng)過(guò)兩年的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)所有試件均遭到輕微侵蝕。理論上，當(dāng)普通混凝土中摻加粉煤灰和礦粉等礦物摻合料時(shí)，可降低水化硅酸鈣凝膠中的鈣硅比，同時(shí)發(fā)生火山灰反應(yīng)，降低石膏和鈣礬石的生成量，從而減少混凝土的膨脹開(kāi)裂，并且火山灰反應(yīng)產(chǎn)生的界面效應(yīng)可以改善骨料-水泥石界面過(guò)渡區(qū)，提高混凝土的抗?jié)B性。研究表明，污水環(huán)境下砂漿的微生物腐蝕防護(hù)措施中，摻礦物摻合料的改善效果優(yōu)于添加殺菌劑，并且摻入礦粉的改善效果要優(yōu)于粉煤灰。

    聚合物能夠在混凝土中穿插形成三維網(wǎng)絡(luò)，從而改善了骨料的界面過(guò)渡區(qū)，提高了混凝土的密實(shí)度和抗?jié)B性，因而能夠增強(qiáng)混凝土的抗酸性能。在模擬污水和現(xiàn)場(chǎng)污水環(huán)境下，聚苯乙烯-丙烯酸樹脂改性混凝土能夠略微改善微生物腐蝕，聚苯乙烯-丁二烯樹脂和聚乙烯沒(méi)有效果，而聚丙烯酸樹脂則降低了混凝土的抗微生物腐蝕性能。因此，通過(guò)聚合物改性可提高混凝土的密實(shí)度和抗?jié)B性，但不能有效地改善其微生物腐蝕。

    纖維增強(qiáng)能有效控制混凝土的開(kāi)裂，在一定程度上可改善混凝土的微生物腐蝕。研究表明，有機(jī)纖維在污水環(huán)境下不會(huì)產(chǎn)生銹蝕，與混凝土粘接性好，但在微生物環(huán)境中存在降解，可能會(huì)影響混凝土的長(zhǎng)期耐腐蝕性能。

    4.2 保護(hù)涂層

    混凝土表面保護(hù)涂層可以預(yù)防混凝土的微生物腐蝕，主要分為兩類：一類是惰性涂層，可以避免混凝土與微生物接觸，從而降低混凝土遭受生物硫酸侵蝕的影響，常使用的是耐酸的有機(jī)樹脂涂料，如環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、聚酯樹脂等。

    Muynck等通過(guò)加速化學(xué)和微生物模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹脂顯示出較好的防腐性能？另一類是功能涂料，主要作用是抑制生物硫酸的產(chǎn)生，效果較好的是氫氧化鎂和氧化鎂。

    此外，硫磺砂漿涂層具有高強(qiáng)耐磨、耐酸性能，可有效抑制硫氧化細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。

    4.3 生物滅殺技術(shù)

    生物滅殺技術(shù)指抑制微生物在混凝土表面或內(nèi)部生長(zhǎng)，減少生物硫酸的形成，是一種有效控制混凝土微生物腐蝕的方法。

    殺菌劑是指可以抑制微生物繁殖或殺死微生物的試劑。

    常見(jiàn)的殺菌劑分兩類：氧化性殺菌劑，如溴及其衍生物、過(guò)氧化氫、臭氧和氯氣等；非氧化性殺菌劑，如噻唑基化合物、戊二醛、亞甲基二硫氰酸鹽和季胺鹽化合物等。殺菌劑有多種應(yīng)用方法：作為防腐蝕功能組分直接摻入混凝土中，其中液體殺菌劑可采用沸石等載體吸附后制成粉劑使用；以膠凝材料為載體在混凝土表面形成殺菌功能涂層；直接投放到腐蝕環(huán)境中。

    目前，國(guó)外專利已報(bào)道的用于混凝土的殺菌劑有季胺鹽化合物、鹵代化合物、碘代炔丙基化合物、（銅、鋅、鉛、鎳）金屬氧化物、烷基氮苯溴化物、酞菁、鎢粉或鎢的化合物、有機(jī)錫、銀鹽等。其中，烷基氮苯溴化物能夠提高砂漿和混凝土拌合物的流動(dòng)度，并且不會(huì)影響混凝土強(qiáng)度，同時(shí)可作金屬的阻銹劑，保護(hù)鋼筋不被銹蝕？有機(jī)錫制劑具有非常好的殺菌性能，摻入混凝土中可提高混凝土的耐水性[42]?國(guó)內(nèi)對(duì)殺菌劑加入到混凝土的研究表明，將溴化鈉加入到混凝土試件中可以明顯改善污水環(huán)境下的微生物腐蝕？將鎢酸鈉加入到混凝土中制成試件對(duì)污水的腐蝕也有防護(hù)作用，但是效果不如溴化鈉明顯。而將十二烷基二甲基芐基氯化銨加入混凝土中制成的試件浸泡在污水中，效果不太理想，它的抗腐蝕效果甚至比污水中未加殺菌劑的試件還差，因此不適合摻在混凝土中。

    孫紅堯等將殺菌劑加入涂料中，通過(guò)調(diào)整涂料配方，研制出MPU型和EA型兩種殺菌功能涂料。MPU 型涂料通過(guò)穩(wěn)定釋放殺菌劑來(lái)抑制微生物的生長(zhǎng)，EA型涂料通過(guò)阻止微生物接觸結(jié)構(gòu)表面，將微生物阻隔在涂層之外。研究表明，二氧化氯對(duì)硫酸鹽還原細(xì)菌、腐生細(xì)菌、鐵細(xì)菌的殺菌效果隨投加濃度的增加而提高，當(dāng)投加量為10mg/L時(shí)，殺菌率接近100%,硫化物含量低于0?02mg/L,污水站出站及注水井井口細(xì)菌含量可持續(xù)達(dá)到回注污水指標(biāo)要求。

    同時(shí)，研究表明二氧化氯不僅可以滅殺污水管道中的細(xì)菌，還可以抑制粘附在管壁上的細(xì)菌細(xì)胞分裂和生物聚合物的合成，對(duì)生物粘泥進(jìn)行控制[45-46]?此外，Yamanaka等研究了甲酸鹽對(duì)硫氧化細(xì)菌和嗜酸性鐵氧化細(xì)菌的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，甲酸鈉？甲酸銨和甲酸鈣均能抑制兩種細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，并且濃度在50mmol/L以上的甲酸鈣（常用的混凝土早強(qiáng)劑）抑制效果最佳。

    除此之外，通過(guò)引入某些微生物，利用微生物的新陳代謝作用可以抑制硫酸鹽還原細(xì)菌或硫氧化細(xì)菌對(duì)混凝土的腐蝕,或者利用微生物的新陳代謝作用修復(fù)混凝土裂縫。國(guó)外專利報(bào)道了將某些桿菌引入混凝土，利用其代謝生成殺菌劑，抑制硫酸鹽還原細(xì)菌生長(zhǎng)的防護(hù)技術(shù)。國(guó)內(nèi)錢春香等開(kāi)展了利用微生物誘導(dǎo)礦化技術(shù)修復(fù)混凝土表面缺陷及裂縫的研究，但是目前該技術(shù)仍停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。

    5 存在的問(wèn)題及展望

    混凝土的微生物腐蝕問(wèn)題日益嚴(yán)重，所造成的危害已引起國(guó)外學(xué)者的普遍關(guān)注，為引起國(guó)內(nèi)學(xué)者的關(guān)注，并有針對(duì)性地開(kāi)展國(guó)內(nèi)混凝土的微生物腐蝕與防護(hù)技術(shù)研究，本文詳細(xì)闡述了混凝土的微生物腐蝕機(jī)理、影響因素、監(jiān)測(cè)指標(biāo)以及防護(hù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)混凝土的微生物腐蝕研究仍存在一些不足，主要表現(xiàn)在：

    （1）盡管初步探明了混凝土的微生物腐蝕機(jī)理，但混凝土的微生物腐蝕作用機(jī)理復(fù)雜，涉及材料學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境學(xué)等眾多交叉學(xué)科，許多方面仍需進(jìn)一步深入研究與驗(yàn)證。本課題組初步研究發(fā)現(xiàn)，硫氧化細(xì)菌不僅能將硫化氫氣體轉(zhuǎn)化成硫酸根離子，還能將可溶性硫化物（硫化鈉、硫代硫酸鹽）轉(zhuǎn)化成硫酸根離子。由此可知，混凝土的微生物腐蝕機(jī)理仍需進(jìn)一步研究完善。

    （2）由微生物腐蝕機(jī)理和影響因素可知，微生物在代謝形成生物硫酸之前，首先附著在混凝土表面形成生物膜。而生物膜的形成與微生物種類，混凝土材料組成以及混凝土表面特性等因素有關(guān)，同時(shí)生物膜中的pH值、微生物數(shù)量和種類因環(huán)境不同而不同。生物膜控制傳質(zhì)過(guò)程，使膜中微生物的生長(zhǎng)代謝和分布不同于污水環(huán)境水質(zhì)，從而對(duì)混凝土的腐蝕動(dòng)力學(xué)過(guò)程產(chǎn)生影響。由此可知，生物膜對(duì)混凝土的微生物腐蝕具有重要影響，但相關(guān)研究非常缺乏。因此，后續(xù)研究微生物與混凝土材料之間附著形成生物膜的過(guò)程，性質(zhì)和作用對(duì)進(jìn)一步理解混凝土的微生物腐蝕機(jī)理具有重要意義。

    （3）盡管已證明污水環(huán)境下礦物摻合料和殺菌劑改性混凝土均可以有效改善混凝土的微生物腐蝕，但并不是所有在溶液中殺菌效果好的殺菌劑都適用于混凝土。因此，應(yīng)加強(qiáng)殺菌劑在混凝土中的適應(yīng)性研究，探討不同種類殺菌劑的引入是否會(huì)影響混凝土的性能，同時(shí)研究殺菌劑摻量對(duì)混凝土微生物腐蝕改善作用的影響。另外，將殺菌劑加入到涂料中，可以制成殺菌功能型涂料，然而，由于微生物腐蝕發(fā)生在液體環(huán)境中，表面涂層一旦破壞，則起不到修復(fù)作用。因此，需研究保護(hù)涂層的涂覆方式以及使用年限。混凝土改性與保護(hù)涂層兩種手段復(fù)合使用，可使混凝土的微生物腐蝕防護(hù)效果更佳，可作為未來(lái)的一個(gè)研究方向。此外，在混凝土中引入某些新的微生物，利用微生物的新陳代謝來(lái)抑制硫酸鹽還原細(xì)菌或硫氧化細(xì)菌的腐蝕作用，也可作為未來(lái)研究的方向。

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責(zé)任編輯：王元

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