Korozja klimatyczna – jak niszczy materiały budowlane?  

Skąd zanieczyszczenia i czym jest korozja klimatyczna?

Właściwości fizyczne i chemiczne materiałów budowlanych coraz silniej zmieniane są ze względu na intensywność oddziaływania na te elementy czynników zewnętrznych o charakterze naturalnym i antropogenicznym. Przemysłowe zanieczyszczenia gazowe oraz zanieczyszczenia stałe powietrza (między innymi pyły), bez wątpienia mają charakter nienaturalny ze względu na budowę chemiczną jak i emitowane stężenia. Rezultatem są zmiany nie tylko estetyczne, ale w przeważającej części strukturalne. Ponadto zmiana składu materiałów budowlanych wywołana przez czynniki zewnętrzne może wpływać na zdrowie osób mieszkających w środowisku zabudowanym. Coraz częściej w dyskusji pojawiają się głosy dotyczące przenikania mikro- i nanoplastiku do powietrza poprzez różnego rodzaju mikrouszkodzenia. Zagadnienie wpływu jakości powietrza na materiały budowlane należy rozważać zarówno w skali makroskopowej jak i lokalnej. Brak jednolitości jakości mas powietrza, kierunki ich ruchu oraz nieregularne rozmieszczenie emitorów zanieczyszczeń w zdecydowany sposób utrudniają zuniwersalizowanie metod przeciwdziałania tak zwanej korozji klimatycznej w przypadku materiałów wykorzystywanych w budownictwie. 

Co niszczy materiały budowlane?

 Szeroka gama materiałów służących polepszeniu gospodarowania energetyką budynków, w obecnych czasach nie wykazuje takiej samej odporności na działanie czynników zewnętrznych, jak kilkanaście lat temu. Do najważniejszych zanieczyszczeń powietrza wpływających na jakość i trwałość materiałów zaliczamy: dwutlenek siarki, ozon, chlorki, dwutlenek azotu, azotany, dwutlenek węgla oraz organiczne związki węgla, które oddziałują najintensywniej w skali lokalnej. Duże znaczenie mają również zanieczyszczenia stałe takie jak pyły, a w skrajnych przypadkach podczas porywów wiatru, tak zwane pociski powietrzne. Są nimi różnego rodzaju elementy porywane przez wiatr i zderzane z budynkami. Warto również dodać, że infrastruktura kubaturowa zlokalizowana na obszarze oddziaływania wiatru wiejącego od strony morza, narażona jest na agresywne działanie aerozolu solnego. Duże znaczenie w destrukcji materiałów budowlanych przez zanieczyszczenia powietrza ma również ukształtowanie zabudowy. Zwarta struktura oraz duże zagęszczenie wysokich budynków, wywołuje efekt zastoin powietrznych oraz efekt kanionu, powodując recyrkulację zanieczyszczeń powietrza. W rezultacie wydłużony czas ekspozycji na szkodliwą chemię oraz pyły powoduje zwiększenie korozji materiałów budowlanych. Istotne jest również zwrócenie uwagi na koncentrację spalin samochodów w takich warunkach zurbanizowanej przestrzeni. 

Korozja nie odpuszcza nawet syntetykom

Zniszczenia w obrębie materiałów budowlanych wykorzystywanych w termomodernizacji przejawiają się w głównej mierze w: utracie ich masy, zmiany w porowatości, zmiany w spójności warstw klejowych i zgrzewalnych, pojawianiu się przebarwień, dekoloryzacji elewacji oraz zwiększeniu obecności mikrouszkodzeń. Te ostatnie są szczególnie ważne na terenach, na których możliwe jest występowanie długoterminowych spadków temperatury poniżej zera. W powstające przestrzenie wnika woda, która ulega wielokrotnemu procesowi zamarzania i rozmarzania, prowadząc tym samym po poszerzania pęknięć lub pojawiania się nowych poprzez zwiększanie swojej objętości w minusowych warunkach temperaturowych. Zauważono, że zanieczyszczenia zawarte w powietrzu, najszybciej korodują elementy złożone z metali żelaznych oraz materiały zawierające w swoim składzie węglan wapnia, w tym okładziny kamienne i tynki. Dwutlenek siarki oraz kwas siarkowy obecny w kwaśnych deszczach silnie reaguje z węglanem wapnia, w wyniku czego na powierzchni materiałów budowlanych odkłada się gips o luźnej strukturze. Ponadto dowiedziono, że wymienione związki chemiczne, chlorki oraz ozon wpływają na niszczenie wiązań obecnych w materiałach polimerowych, co powoduje rozluźnienie struktury, a tym samym zwiększa jej kruchość.  

Przykład skorodowanego budynku - fot. Pixabay

Odporność na zanieczyszczenia powietrza - czy materiały budowlane będą coraz trwalsze? 

Sporym wyzwaniem stojącym przed producentami materiałów budowlanych oraz przed wykonawcami prac staje się uwzględnianie korozji klimatycznych. Sektor produkcji wymaga opracowania nowych materiałów, w szczególności różnego rodzaju powłok, które zdecydowanie spowolnią destrukcję wywoływaną przez zanieczyszczenia powietrza. Ogromnym wyzwaniem stają się termomodernizacje budynków zabytkowych oraz drewnianych, w których ze względu na wysokie temperatury powietrza i susze dochodzi do ponadnormatywnego przesychania drewna. Nowe technologie powłok mogą być połączone z produktami malarskimi lub tynkarskimi, dzięki czemu będzie można zahamować spadek wytrzymałości na ściskanie materiałów skorodowanych przez zanieczyszczenia obecne w powietrzu. Należy rozważyć również możliwość zwiększenia udziału zieleni w warunkach miejskich, ze względu na ich zdolność kumulowania i dezaktywowania różnego rodzaju chemii w postaci gazowej. Dotyczy to zarówno wprowadzania zieleni wysokiej, jak np. drzew i dopuszczenie do zazieleniania między innymi elewacji przez dokonywania nasadzeń odpowiednich gatunków pnączy.