Korozja materiałów niemetalicznych

Korozja materiałów niemetalicznych (łac. corrosio - zżeranie) – procesy stopniowego niszczenia (korozji) takich materiałów, jak beton i żelbet, drewno (zgnilizna korozyjna drewna), skały, szkło, tworzywa sztuczne, w wyniku reakcji chemicznych, oddziaływań mikrobiologicznych lub fizycznych, np. rozpuszczanie (ługowanie), przemiany fazowe, oddziaływanie promieniowania, drgań, tarcia^[1][2][3].

Korozja betonu

Osobne artykuły: beton i żelbet.

Efekty korozji żelbetu

Beton i żelbet są popularnymi materiałami konstrukcyjnymi, które cechuje ogniotrwałość, wytrzymałość na znaczne obciążenia statyczne i dynamiczne oraz swoboda w kształtowaniu elementów. Rodzaj chemicznej korozji betonu zależy od składu wody, migrującej przez porowatą strukturę Wyróżnia się korozję:

• ługującą, spowodowaną działaniem wód miękkich
• ogólno–kwasową, związaną z kwasowością
• kwasowo węglową, zależną od zawartości agresywnego dwutlenku węgla ,
• siarczanową, zależną od zawartości jonów siarczanowych
• magnezową, zależną od zawartości jonów magnezowych

Ochrona betonu przed korozją polega przede wszystkim na zmniejszaniu porowatości (przepuszczalności dla wody), np. przez właściwe zagęszczenie układanej mieszanki betonowej i dodatkowe zabiegi wypełniania porów na powierzchni. Stosowane są również zabezpieczenia powłokowe, zwiększające szczelność powierzchni. Odrębnym problemem jest ochrona prętów zbrojeniowych żelbetu przed korozją elektrochemiczną^[4][5]. W celu ochrony elementów żelbetowych przed korozją w zależności od agresywności środowiska wymagane jest stosowanie odpowiedniej grubości otulenia oraz ograniczenie dopuszczalnej szerokości rozwarcia rys^[6].

Korozja szkła

Osobny artykuł: szkło.

BC Place Stadium – dach z włókna szklanego i teflonu w Vancouver

Szkło jest materiałem o odpornym na działanie większości czynników chemicznych, w tym mocnych kwasów, z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego. Odporność na działanie ługów jest wielokrotnie mniejsza. Działanie czystej wody powoduje hydrolizę zawartych w szkle krzemianów z utworzeniem krzemionki w formie żelu (nalot). Zjawisko nie występuje w przypadku specjalnych gatunków szkła, takich jak szkło borowe (np. Pyrex, naczynia laboratoryjne)^[7].

Korozja tworzyw sztucznych

Osobne artykuły: tworzywa sztuczne i polimery.

Tworzywa sztuczne są stosunkowo odporne na działanie kwasów, zasad i soli. Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych jest na ogół zgodna z zasadą podobnej polarności (dobra rozpuszczalność związku polarnego w rozpuszczalniku polarnym i niepolarnego w niepolarnym). Zdecydowana większość polimerów nie rozpuszcza się w wodzie, a tylko w różnym stopniu pęcznieje, co utrudnia biodegradację tworzyw odpadowych. Polimerem o największej chemicznej odporności jest policzterofluoroetylen (teflon)^[7].

Chemiczna odporność niektórych tworzyw sztucznych^[7]

Rodzaj tworzywa	Mocne kwasy	Mocne alkalia	Węglowodory aromatyczne	Alkohole	Ketony	Benzyna
Poli(chlorek winylu) twardy	+	+	+	+	0	+
Poli(chlorek winylu) miękki	0	0	-	-	-	-
Polistyren	+	+	-	+	-	0
Polietylen sztywny	+	+	0	+	+	0
Żywice epoksydowe	+	+	+	+	0	0
Szkło akrylowe	+	0	-	+	-	-
Octan celulozy	-	-	+	+	0	0
Nitroceluloza	0	0	+	+	-	0
Teflon	+	+	+	+	+	+

Korozja drewna

Uszkodzona tkanka drewna

Impregnowana deska sosnowa

Strukturę drewna tworzy celuloza (do 60%) i lignina (ok. 30%) ligniny, składniki nierozpuszczalne w wodzie i w większości rozpuszczalników organicznych. Drewno, jako materiał stosowany w technice, charakteryzuje brak odporności na roztwory alkaliów i kwasy nieorganiczne (pęcznienie i hydroliza). Pod działaniem stężonego kwasu siarkowego może następować zwęglenie celulozy. Większość soli mineralnych impregnuje i konserwuje drewno^[7].

Przyczyną niszczenia struktury drewna zwanego „murszem” (inaczej: zgnilizna drewna) jest porażenie przez grzyby. Równocześnie następują zmiany barwy. Wyróżnia się^[2]:

• zgniliznę korozyjną drewna (mursz twardy) – objawiającą się powstawaniem licznych zagłębień, bez pękania i kurczenia się materiału
• zgniliznę destrukcyjną drewna (mursz miękki) – zaawansowany rozkład struktury, wywołany przez grzyby niszczące celulozę

W kontakcie ze zmurszałym drewnem ulegają korozji takie materiały budowlane, jak cement i cegła (działanie kwasów wydzielanych przez grzybnię)^[7].

Ochrona drewna przed korozją chemiczną polega na nasyceniu żywicami syntetycznymi, ulegającymi kondensacji lub polimeryzacji w tkankach drewna. Drewno zabezpieczone przez bakelizowanie (nasycanie żywicami fenolowo–formaldehydowymi) jest wykorzystywane do budowy zbiorników i rurociągów do cieczy agresywnych i przewodów wentylacyjnych^[7].

Drewno zabezpiecza się przed murszeniem metodą impregnacji z użyciem, np.^[7]:

• związków organicznych, np. destylatów smołowych z węgli, fenoli, chlorobenzenów
• związków metaloorganicznych, np. naftenianów miedzi i cynku
• roztworów soli, np. NaCl, CuSO₄, ZnSiF₆, MgSiF₆, K₂Cr₂O₇.

Korozja magmowa

Korozją magmową nazywa się zachodzące w zbiornikach magmowych nadtapianie już wydzielonych minerałów przez powtórnie rozgrzaną magmę (zobacz: skały magmowe)^[1]

Zobacz też

• Korozja
• Erozja
• Korozja metali