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
edytuj
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
edytuj
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
edytujTworzywa 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].
| 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
edytuj
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
edytujKorozją magmową nazywa się zachodzące w zbiornikach magmowych nadtapianie już wydzielonych minerałów przez powtórnie rozgrzaną magmę (zobacz: skały magmowe)[1]
Zobacz też
edytujPrzypisy
edytuj- ↑ a b "Leksykon naukowo-techniczny z suplementem". T. A-O. Warszawa: WNT, 1989, s. 485. ISBN 83-204-0969-1.
- ↑ a b "Leksykon naukowo-techniczny z suplementem". T. P-Ż. Warszawa: WNT, 1989, s. 1153. ISBN 83-204-0969-1.
- ↑ Encyklopedia techniki, Materiałoznawstwo. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1969, s. 269–271.
- ↑ Witold Węglewski (Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN: Modelowanie zniszczenia betonu wywołanego korozją siarczanową. [w:] Doktoraty [on-line]. www.ippt.gov.pl. [dostęp 2011-04-21].
- ↑ Justyna Kuziak: Ochrona zbrojenia przed korozją w elementach żelbetowych. [w:] Prace Katedry Inżynierii Materiałów Budowlanych, Politechnika Warszawska [on-line]. www.il.pw.edu.pl. [dostęp 2011-04-21].
- ↑ Polska Norma: PN-B-03264:2002. Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie. Warszawa: Polski Komitet Normalizacyjny, 2002, s. 89-90, 108. ISBN 83-236-9228-9.
- ↑ a b c d e f g Korozja niemetali. [w:] Materiały pomocnicze do ćwiczeń laboratoryjnych [on-line]. www.ig.pwr.wroc.pl. [dostęp 2011-04-21].