Wydział Budownictwa i Architektury

Katedra Inżynierii Sanitarnej

Zespół Inżynierii Sanitarnej i Systemów Ochrony Środowiska

Kierunek studiów:	Budownictwo
Rok akademicki:	2009/2010			Rok studiów semestr		Rok II Semestr III
Nazwa przedmiotu:	Chemia budowlana
Tytuł ćwiczenia:	Agresywność wody gruntowej w stosunku do betonu
Data wykonania:	2.12.2009		Godzina rozpoczęcia zajęć		15.00	Obowiązujący termin oddania sprawozdania (data wykonania + 10 dni)		12.12.2009
Skład zespołu z podpisami osób wykonujących ćwiczenie:		Sprawozdanie opracowane przez:					Podpis
				Paweł Wasiluk
				Członkowie zespołu:					Oświadczam, że zapoznałam (em) się z treścią sprawozdania
				Bartłomiej Piejaś Wojciech Szóstakiewicz

lista sprawdzająca

Nr.		TAK/NIE^*
	Sprawozdanie zostało wydrukowane z ponumerowanymi stronami.
	Po wydrukowaniu sprawozdanie zostało przeczytane.
	Do sprawozdania dołączono jego poprzednią wersję z zaznaczonymi, przez prowadzącego, błędami.
	Wszystkie zawarte w sprawozdaniu informacje dotyczą tego ćwiczenia, które wymienianie jest na stronie tytułowej.
	Zamieszczono wykaz źródeł i materiałów, które stanowiły źródło treści zamieszczonych w sprawozdaniu
	Fragmenty cytowane - w tym z innych sprawozdań - zostały zaznaczone z podaniem źródła i autora oryginalnej treści
	W powielanych fragmentach sprawozdania poprawione zostały, zaznaczane wcześniej przez prowadzącego, błędy.
	Strona tytułowa zawiera komplet informacji.
	Na stronie tytułowej znajduje się lista i podpisy osób wykonujących to ćwiczenie
	Znana jest mi treść instrukcji dotyczącej tego ćwiczenia i określony w niej zakres opracowania wyników i wniosków.
	Sprawozdanie zawiera krótki wstęp z podstawowymi informacjami dotyczącymi badanego procesu i syntetyczny opis wykonania ćwiczenia.
	W sprawozdaniu podano wyniki własnych pomiarów i sprawdzono ich zgodność z notatkami z zajęć.
	W sprawozdaniu umieszczono wszystkie dane i wielkości pomierzone.
	Zakres wykonanych przeliczeń jest zgodny z instrukcją
	Sprawozdanie zawiera, czytelnie zebrane, wyniki wszystkich wymaganych przeliczeń (zgodnie z instrukcją)
	Sprawozdanie zawiera wszystkie wymagane wykresy (zgodnie z instrukcją)
	Zakres wniosków jest zgodny z wymaganiami podanymi w instrukcji

^*wpisać odpowiednio TAK lub NIE

Jeśli, w którejś z rubryk wpisano „NIE” niżej należy podać wyjaśnienie:

Nr	Wyjaśnienie

Podpis(y) przygotowujących sprawozdanie.......................................................................

Wstęp teoretyczny

Na zajęciach laboratoryjnych zajmowaliśmy się badaniem agresywności chemicznej wody gruntowej w stosunku do betonu. Naszym zadaniem było ustalenie odpowiedniej klasy ekspozycji środowisk agresywnych poprzez wykonanie ilościowych i półilościowych analiz jakości wody gruntowej.. Klasy te oznaczamy symbolami XA1, XA2 oraz XA3; każda klasa posiada odpowiednią charakterystykę chemiczną do której możemy zaliczyć odczyn pH, zawartość agresywnego CO₂ i siarczanów, ilość kationów amonowych oraz ilość kationów magnezu. W celu ustalenia wyżej wymienionych parametrów należało wykonać szereg oznaczeń. Wyniki naszych badań zostały zebrane w poniższej tabeli.

Parametr	Metodyka		Obserwacje/Wyniki analizy
Odczyn	Odczyt z pH-metru		pH - 6,37
Przewodnictwo	Odczyt z konduktometru		1,01 mS/cm
Kation amonowy	Sposób rozcieńczenia próbki:	25 ml próbki + 75 ml wody destylowanej	3,24 mg/l
Zasadowość	Stężenie r-ru HCl: 0,1n HCl		Objętość zużytego r-ru HCl: V1= 3,1 ml V2= 3,1 ml
		Objętość próbki: 100 ml
	Wolny CO2	Stężenie r-ru NaOH: 0,05 mol/dm^3		Objętość zużytego r-ru NaOH: V1= 3,4 ml V2= 3,5 ml
		Objętość próbki: 100 ml
	Twardość ogólna	Stężenie r-ru wersenianu: 0,05 mol/dm^3		Objętość zużytego r-ru wersenianu: V1= 2,4 ml V2= 2,5 ml
		Objętość próbki: 50 ml
	Twardość wapniowa	Stężenie r-ru wersenianu: 0,05 mol/dm^3		Objętość zużytego r-ru wersenianu: V1= 3,4 ml V2= 3,3 ml
		Objętość próbki: 100 ml
Temperatura	Odczyt z pH-metru		21,9^oC
Siarczany	Próbka nie rozcieńczona:		Mętność wystąpiła natychmiast
		Próbki rozcieńczone: 5ml próbki + 20 ml wody destylowanej		Próbka zmętniała po 45 sekundach; 30 mg/dm^3

Obliczenia

Obliczenia poszczególnych parametrów będą przedstawione poniżej w poszczególnych punktach, a następnie zestawione w formie tabeli.

Przewodnictwo:

Zawartość substancji rozpuszczonych [mg/dm³] = Przewodnictwo wody [μS/cm] x 0,63

1,01 mS/cm = 1010 μS/cm 1010 μS/cm x 0,63 = 636,3 mg/dm³

Twardość ogólna:

V₁= 2,4 ml V₂= 2,5 ml V_śr= 2,45 ml = 0,000245 dm³

Stężenie r-ru wersenianu: 0,05 mol/dm³ = 50 mmol/dm³

Próbka wody: 50 ml = 0,05 dm³

0,00245 dm³ x 50 mmol/dm³ = 0,1225 mmola

1 mmol wersenianu - 2 mval twardości ogólnej

0,1225 mmola wersenianu - X mval twardości ogólnej

X = 0,245 mval (tyle znajduje się w 50 ml)

W dm³ znajduje się natomiast: 20 x 0,245 mval = 4,9 mval (wapnia i magnezu)

Twardość wapniowa:

V₁= 3,4 ml V₂= 3,3 ml ml V_śr=3,35 ml = 0,00335 dm³

Stężenie r-ru wersenianu: 0,05 mol/dm³ = 50 mmol/dm³

Próbka wody: 100 ml = 0,1 dm³

0,00335 dm³ x 50 mmol/dm³ = 0,1675 mmola

1mmol wersenianu - 2 mval Ca

0,1675 mmola - X mval Ca

X = 0,335 mval Ca (tyle znajduję się w 100 ml )

W dm³ znajduje się natomiast: 10 x 0,335 mval = 3,35 mval (wapnia)

Zawartość Ca⁺²:

1 mval Ca⁺² - 20 mg Ca⁺²

3,35 mval Ca⁺² - X mg Ca⁺²

X = 67 mg Ca⁺²

Zawartość Mg⁺²:

4,9 mval/dm³ - 3,35 mval/dm³ = 1,55 mval/dm³

1 mval Mg⁺² - 12 mg Mg⁺²

1,55 mval Mg⁺² - X mg Mg⁺²

X = 18,6 mg Mg⁺²

Zasadowość:

Stężenie HCl - 0,1 n HCl = 0,1 val/dm³ = 100 mval/dm³

V₁= 3,1 ml V₂= 3,1 ml V_śr = 3,1 ml = 0,0031 dm³

0,0031 dm³ x 100 mval/dm³ = 0,31 mval (tyle znajduję się w 100 ml )

W dm³ znajduję się natomiast 0,31 mval x 10 = 3,1 mval

Wolny CO_2:

Stężenie r-ru NaOH - 0,05 mol/dm³ = 50 mmol/dm³

V₁= 3,4 ml V₂= 3,5 ml V_śr = 3,45 ml = 0,00345 dm³

0,00345 dm³ x 50 mmol/dm³ = 0,1725 mmola

1 mmol NaOH - 44 mg wolnego CO₂

0,1725 mmola - X mg wolnego CO₂

X = 7,59 mg wolnego CO₂ (tyle znajduję się w 100 ml )

W dm³ znajduję się natomiast 7,59 mg x 10 = 75,9 mg wolnego CO₂

Agresywny CO₂:

CO_2(Agresywny) = CO_2(wolny) - CO_{2(przynależny)}

CO_{2(przynależny)} - wartość odczytana z nomogramów (nomogramy załączone osobno)

CO_2(Agresywny) = 75,9 mg/dm³ - 22 mg/dm³ = 53,9 mg/dm³

Tabelaryczne zestawienie wykonanych oznaczeń:

Parametr	Jednostka	Wartość
Substancje rozpuszczone	mg/dm^3	636,3
Zasadowość	mval/dm^3	3,1
Wolny CO2	mg/dm^3	75,9
Twardość ogólna	mval/dm^3	4,9
Twardość wapniowa	mval/dm^3	3,35
Zawartość Ca^+2	mval/dm^3	3,35
		mg/dm^3	67
Zawartość Mg^+2	mval/dm^3	1,55
Zawartość SO4^-2	mg/dm^3	Krotność rozcieńczenia	Wartości
						Bezpośrednio odczytana	Z uwzględnieniem rozcieńczenia
				1	~ 600	-
				5	30	150
Wartości odczytane z nomogramów
Współczynnik „A”	-	0,7
Przynależny CO2	mg/dm^3	22

Wyznaczenie klasy ekspozycji

Do wyznaczenia klasy ekspozycji środowisk agresywnych potrzebne jest 5 charakterystyk chemicznych, które przedstawiam w poniższej tabeli.

Charakterystyka chemiczna	Woda gruntowa
		Wartość	Klasa ekspozycji
SO4^-2 [mg/l]	150	-
Odczyn [pH]	6,37	XA1
Agresywny CO2 [mg/l]	53,9	XA2
NH4^+ [mg/l]	3,24	-
Mg^+2 [mg/l]	18,6	-
Łączna klasa ekspozycji		XA2

Klasa ekspozycji jaka wyszła dla naszej próbki wody gruntowej oznaczona jest symbolem XA2. Określenie klasy ekspozycji ma duże znaczenie, gdyż dzięki niemu możemy określić wartości graniczne dotyczące składu oraz właściwości betonu. Dla klasy XA2 mamy następujące wartości graniczne:

- maksymalna W/C = 0,50

- minimalna klasa wytrzymałości - C30/37

- minimalna zawartość cementu (kg/m³) wynosi 320

Dzięki określeniu klasy ekspozycji wiemy jakich mieszanek betonowych możemy użyć na terenie gdzie wstępuje taki rodzaj wody gruntowej jak nasza.

---