SPRAWOZDANIE Z OCENY AGRERSYWNOŚCI WODY DLA BUDOWLI NA PODSTAWIE ANALIZY CHEMICZNEJ I NORM BUDOWLANYCH

1. CEL I ZAKRES ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest określenie rodzaju i stopnia agresywności środowiska wodnego wobec posadowionych w nim konstrukcji betonowych i żelbetowych na podstawie analizy chemicznej wody oraz zgodnie z Polską Normą PN-80/B-01800 “Antykorozyjne zabezpieczenia w budownictwie. Konstrukcje betonowe i żelbetowe. Klasyfikacja i określenie środowiska”.

2. WIADOMOŚCI OGÓLNE

Szeroko rozumiane pojęcie agresywności środowiska dla budowli obejmuje wszystkie niepożądane reakcje tworzyw konstrukcyjnych i powłokowych z otoczeniem, powodujące niszczenie betonu lub żelbetu. Oddziaływanie środowiska agresywnego jest to oddziaływanie powodujące korozję betonu lub zbrojenia albo ich jednoczesną korozję

W celu zwiększenia odporności konstrukcji na czynniki korozyjne podejmuje się specjalne działanie ochronne:

• ochrona materiałowo - strukturalna - zwiększenie odporności betonu lub żelbetu na działanie środowisk agresywnych przez dobór składu lub struktury betonu wykonywania konstrukcji;

• ochrona powierzchniowa - zwiększenie odporności konstrukcji z betonu na działanie środowisk agresywnych przez ograniczenie lub odcięcie dostępu środowiska agresywnego do elementu konstrukcji.

Agresywność wody

W wodach wyróżnia się różne rodzaje agresywności w zależności od czynnika powodującego korozję betonu:

Rodzaj korozji betonu	Czynnik powodujący korozję betonu	Wskaźnik agresywności
ługująca	wody miękkie	twardość
kwasowa	kwasy lub roztwory kwaśne	stężenie H^+
węglanowa	agresywny CO2 zawarty w wodzie *)	stężenie agresywnego CO2
magnezowa	sole magnezowe	stężenie Mg^2+
amonowa	sole amonowe	stężenie NH4^+
siarczanowa	siarczany	stężenie SO4^2-
korozja pod wpływem innych czynników chemicznych	np. stężone ługi, cukry, fenole, siarkowodór i inne

*) agresywny CO₂ - nadmiar dwutlenku węgla w stosunku do stechiometrycznej ilości potrzebnej do utrzymania kwaśnego węglanu wapniowego w roztworze.

Przy poszczególnych stopniach agresywności stosuje się następującą ochronę betonu:

słaby (la)	ochrona materiałowo - strukturalna
średni (ma)	ochrona materiałowo - strukturalna oraz powierzchniowa
silny (ha)	ochrona materiałowo - strukturalna i powierzchniowa oddzielająca konstrukcję od agresywnego środowiska

Do ochrony powierzchniowej betonu stosowane są różnego rodzaju powłoki, m. in. niepalne i nietoksyczne dyspersje asfaltowo-gumowe lub masy asfaltowo kauczukowe.

3. Wykonana analiza chemiczna wody w zakresie oznaczeń:

Do badań wykorzystaliśmy próbki o numerach 8 i 12.

a) odczynu:

Badanie to wykonaliśmy pHmetrem, kalibrując uprzednio urządzenie.

pH₈ = 4,5

pH₁₂ = 8,0

b) zasadowości wobec feneloftaleiny:

Użyliśmy 0,1 n HCl jako odczynnika

Zp₈ = brak zasadowości

Zp₁₂ = 0,9 [mval/dm³]

gdzie:

a - ilość 0,1 n HCl zużyta do miareczkowania [cm³].

c) zasadowości ogólnej (węglanowa i wodorowęglanowa “m”)

Użyliśmy 0,1 n HCl jako odczynnika

Zm₈ = brak zasadowości

Zm₁₂ = 5,2 [mval/dm³]

gdzie:

b - całkowita ilość 0,1 n HCl zużyta do miareczkowania próbki wody [cm³]

d) twardości przemijającej (węglanowa):

X₈ = brak

X₈ = brak

X₁₂ = 5,2 [mval/dm³]

X₁₂ = 14,58 [⁰niem.]

b - całkowita ilość 0,1 n HCl zużyta do miareczkowania próbki wody [cm³] (pkt.c)

e) twardości ogólnej:

Próbki gotowaliśmy w celu odpędzenia węglanów.

X₈ = brak

X₈ = brak

X₁₂ = 5,2 [mval/dm³]

X₁₂ = 14,58 [⁰niem.]

gdzie:

b - ilość 0,01 n EDTA zużyta do miareczkowania próbki wody [cm³] - b₁₂=26

f) wolnego CO₂:

X₈ = 184,8 [mg CO₂/dm³]

X₁₂ = brak

gdzie:

a - ilość 0,1 n NaOH zużyta do miareczkowania [cm³] - a₈ = 4,2 ml

g) agresywnego CO₂:

Próbki przez 7 dni trzymaliśmy nad marmurem.

X₈ = 114,4 [mg CO₂/dm³]

X₁₂ = wynik ujemny |26.4|

gdzie:

V₁ - ilość 0,1 n HCl dla wody z marmurem [cm³]; V_1,8=2,6 , V_1,12=4,6

V₂ - ilość 0,1 n HCl dla wody bez marmuru (zasadowość ogólna) [cm³]

h) zawartości jonów wapnia Ca²⁺:

X₈ = 16,03 [mg Ca²⁺/dm³]

X₁₂ = 88,18 [mg Ca²⁺/dm³]

gdzie:

a - ilość 0,01 n EDTA zużyta do miareczkowania próbki wody [cm³]; a₈=4 ; a₁₂=22;

i) zawartości jonów magnezu Mg²⁺:

X₈ = brak

X₁₂ = 9,73 [mg Mg²⁺/dm³]

gdzie:

b - ilość EDTA zużyta do miareczkowania próby wody [cm³] w punkcie e)

a - ilośc EDTA zużyta do miareczkowania wobec mureksydu - punkt i)

j) zawartości jonów amonowych NH₄⁺:

badanie wykonane metodą bezpośredniej nessleryzacji

X₈ = 0,08 [mg NH₄⁺/dm³]

X₁₂ = 100 [mg NH₄⁺/dm³]

gdzie:

a - ilość jonu NH₄⁺ w próbce (porównanie ze skalą wzorców) ; a₈=0,004; a₁₂=100*0,05

V - objętość próbki wody użytej do oznaczenia [cm³]; V_8,12=50

k) zawartości jonów siarczanowych SO₄^2-:

oznaczenie wykonane metodą turbidymetryczną

X₈ = 0,2 [mg SO₄^2-/dm³]

X₁₂ = 0,6 [mg SO₄^2-/dm³]

gdzie:

a - ilość jonu SO₄^2- w próbce (skala wzorców i krzywa kalibracji); a₈=0,01 ; a₁₂=0,03

V - objętość próbki wody użytej do oznaczenia [cm³]; V_8,12=50

l) kwasowości ogólnej:

X₈ = 4,2 [mval/dm³]

X₁₂ = brak

gdzie:

a - ilość 0,1 n NaOH zużyta do miareczkowania przy oznaczaniu wolnego CO₂

ł) kwasowość mineralna:

brak w obu próbkach

4. Ocena i wnioski

Ocena rodzaju i stopnia agresywności środowiska wobec posadowionych w nim konstrukcji betonowych i żelbetonowych, a także odpowiednie działania ochronne, przedstawiają się następująco:

Rodzaj korozji	Nr próbki	Stopień korozji	Działania ochronne
Ługująca	8	silny (ha)	mat.-strukt. i pow.
			oddzielająca od środowiska
Kwasowość	8	średni (ma)	mat.-strukt. oraz pow.
Węglanowa	8	silny (ha)	mat.-strukt. i pow.
			oddzielająca od środowiska
Magnezowa	12	średni (ma)	mat.-strukt. oraz pow.
Amonowa	8	słaby (la)	mat.-strukt.
	12	silny (ha)	mat.-strukt. i pow.
			oddzielająca od środowiska
Siarczanowa	8	słaby (la)	mat.-strukt.
	12	słaby (la)	mat.-strukt.

Znajdując średni stopień korozji, w przypadku obu badanych prób, można by było stwierdzić, że jest on średni. Dla próby nr 8 jednak nie występuje tylko korozja magnezowa, a powoduje środowisko zawarte w tej próbce wszystkie pozostałe rodzaje korozji. Badając sam odczyn otrzymanych prób widzimy, że próbka nr 8 jest silnie kwasowa (4,5 pH), nr 12 tylko lekko zasadowa (8 pH) - to już świadczy o silniejszej agresywności środowiska zawartego w próbie nr 8.

Na podstawie otrzymanych wyników, umieszczonych w powyższej tabeli, można stwierdzić, że próbka nr 8 reprezentuje silniej agresywne środowisko niż próba nr 12.

1

---