Jacek Olender, I rok KiR
ĆWICZENIE VI - SPRAWOZDANIE
Część teoretyczna
Ćwiczenie 6a i 6b
Zasolenie prowadzi do dezintegracji materiałów porowatych. Sole rozpuszczalne w wodzie w materiałach porowatych mogą pochodzić z reakcji chemicznych zachodzących wewnątrz materiałów, zanieczyszczenia i pyły z atmosfery. Ponadto sole mogą trafiać do materiałów porowatych na skutek podciągania kapilarnego, z opadów atmosferycznych, lub z rozpylonej w powietrzu wody morskiej.
Sole są transportowane wewnątrz materiałów porowatych wraz z przemieszczającą się kapilarnie wodą. Po odparowaniu wody sole krystalizują wewnątrz porów materiału, wobec czego największe skupiska Krzyształów znajdują się w miejscach największego parowania, czyli przy powierzchni materiału. Część soli pozostaje wewnątrz materiałów trzymana siłami adsorpcji.
Na powierzchni materiałów porowatych obecność soli objawia się w postaci wykwitów, plam szklistych, zacieków itp.
Dezintegracja materiałów porowatych na skutek zasolenia polega na niszczącym działaniu kryształów soli, powiększających swoją objętość wewnątrz porów podczas kolejnych procesów rozpuszczania i krystalizacji. Tym samym szkodliwość działania soli zależy od częstotliwości nawilżania i schnięcia materiału, jego porowatości oraz higroskopijności soli. Ponadto znaczenie ma stężenie soli – jego wzrost powoduje szczelniejsze wypełnianie kapilar wewnątrz materiału porowatego i tym samym wzrost ciśnienia kryształów na ścianki kapilar, co w konsekwencji powoduje szybszą dezintegrację materiału. Ponadto sole dysocjują na kwasy oraz zasady, od których pochodzą, co może powodować rozkład materiału na skutek reakcji z tymi kwasami oraz zasadami.
Ponadto szkodliwy wpływ na materiały porowate ma higroskopijność soli. Wynika to ze zdolności niektórych soli do hydratacji. Materiały zasolone pozostają dłużej wilgotne oraz zawilgacają się w większym stopniu, co biorąc pod uwagę szkodliwy wpływ wody na strukturę tych materiałów uwidacznia potencjalne zagrożenia.
Hydratacja – (inaczej: uwodnienie), proces w wyniku którego woda zostaje chemicznie związana. W procesie hydratacji soli woda zostaje wbudowana w strukturę krystaliczną na dwa sposoby jako woda sieciowa (bezpośrednio, całe cząsteczki wody zostają przyłączone), lub jako woda konstytucyjna (cząsteczki wody ulegają rozbiciu i zostają przyłączone jako grupy wodorotlenowe).
Hydratacja może też dotyczyć jonów. Podczas hydratacji jonowej dipole wody powodują rozerwanie struktury krystalicznej i oderwanie jonu, a następnie otoczenie go dipolami wody – utworzenie otoczki hydratacyjnej.
Higroskopijność – właściwość niektórych substancji polegająca na zdolności pochłaniania wilgoci (pary wodnej i wody). Substancjami higroskopijnymi mogą być substancje chemicznie wiążące wodę, substancje dobrze rozpuszczające się w wodzie, ciała porowate o silnie rozwiniętej powierzchni wewnętrznej, pochłaniające wodę (wilgoć) poprzez adsorpcję.
Metody odsalania dzieli się na:
Odsalanie na drodze migracji soli do rozszerzonego środowiska
Metoda swobodnej migracji
Metody wymuszonej migracji
- odsalanie na drodze kapilarnej
- odsalanie pod ciśnieniem słupa wody
- odsalanie pod próżnią
Odsalanie na drodze dyfuzji soli
Metoda kąpieli statycznej
Metoda kąpieli dynamicznej
Metoda dyfuzji soli do kompresów
Odsalanie na drodze działania stałego pola elektrycznego
Metody odsalania na drodze elektroosmotycznej
- odsalanie w kąpieli
- odsalanie z zastosowaniem kompresów
Metoda elektrodializy membranowej