Wydział Budownictwa i Architektury

Katedra Inżynierii Sanitarnej

Zespół Inżynierii Sanitarnej i Systemów Ochrony Środowiska

Kierunek studiów:	Budownictwo
Rok akademicki:	2012/2013
Nazwa przedmiotu:	Chemia budowlana
Tytuł ćwiczenia:	Ocena przydatności wody zarobowej do betonu.
Data wykonania:	20.12.2012
Skład zespołu z podpisami osób wykonujących ćwiczenie:	Sprawozdanie opracowane przez:
	Maciej Rybkowski Klaudia Sarzała
	Członkowie zespołu:
	Michał Papuszka Krzysztof Retajczyk Krzysztof Skorek

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

Zadaniem naszej grupy na ćwiczeniach laboratoryjnych w dniu 20.12.2012 roku było oznaczenie przydatności wody powierzchniowej jako wody zarobowej do betonu. W związku z powyższym wykonaliśmy szereg analiz odpowiednich do określenia danego parametru w celu określenia ich zawartości w próbce. Próbka została zaczerpnięta z rzeki Odry w miejscowości Szczecin 16 grudnia, badanie natomiast zostało wykonane w laboratorium chemicznym Wydziału Budownictwa i Architektury, Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego. Osobami odpowiedzialnymi za badania są wszyscy członkowie naszej podgrupy laboratoryjnej. Oznaczenia danych parametrów zostały wykonane w oparciu o normę PN – EN 1008:2004, która warunkuję ilości danych substancji.

1. Wyniki pomiarów:

Opis rodzaju i pochodzenia wody.	Woda powierzchniowa
Miejsce pobierania próbki	Rzeka Odra, Szczecin
Czas i data pobrania próbki	16.12.2012
Parametr	Metodyka
Cukry	Analiza półilościowa
Substancje humusowe	Analiza jakościowa
Zawiesiny	Analiza półilościowa
Barwa	Analiza półilościowa
Zapach	Analiza organoleptyczna
Detergenty	Analiza organoleptyczna
Oleje i tłuszcze	Analiza organoleptyczna
Kwasy	Analiza ilościowa (pomiar pH – metrem)
Fosforany	Analiza ilościowa (fotometria)
Azotany	--------------------------
Siarczany	Analiza półilościowa
Chlorki	Analiza ilościowa (miareczkowa – argentometryczna)

1. Wykonanie pomiarów poszczególnych parametrów.

1. Cukry.

Do pomiaru zawartości cukrów wykonaliśmy analizę półilościową. Do próbki wody (50 ml), dodaliśmy 1 ml kwasu solnego, a następnie ogrzewaliśmy ją przy pomocy łaźni wodnej przez 30 minut. Kolejno ostudzoną już wodą, przepłukaliśmy suchą probówkę kilka razy, gdyż w dalszym badaniu brała udział tylko woda pozostająca na ściankach naczynia. Kolejno dodaliśmy 3 krople 5% roztworu naftanolu oraz 1 ml stężonego kwasu siarkowego. Po wykonaniu tych czynności woda zabarwiła się natychmiastowo na kolor fioletowo – brunatny, co odpowiada w przybliżeniu zawartości powyżej 500 mg/dm³.

1. Substancje humusowe.

Aby zbadać czy substancje humusowe występują w próbce wody wykonaliśmy analizę jakościową. Do 5 ml badanej wody dolaliśmy 5 ml roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 3%. Po godzinie zaobserwowaliśmy, że nasza próbka nie zmieniła barwy.

1. Zawiesiny.

Do zbadania ilości zawiesin wykonaliśmy również analizę półilościową. W tym celu 80 ml badanej wody, po uprzednim wstrząśnięciu, przelaliśmy do leja Imhoffa i odstawiliśmy na 30 minut w miejsce, które nie było narażone na jakiekolwiek drgania. Po upływie danego czasu osad, który opadł wynosił poniżej 4 ml.

1. Barwa.

Oznaczenie barwy odbywało się również metodą półilościową. 100 ml próbki przelane zostało do cylindra Nesslera, wstrząśnięte i odstawione na 30 minut w miejsce, które nie było narażone na drgania. Po upływie tego czasu woda miała bladożółtą barwę.

1. Zapach.

Aby określić zapach posłużyliśmy się analizą organoleptyczną. Do kolby stożkowej (200 – 300 ml) wlane zostało 80 ml zimnej wody. Ponieważ próbka nie pachniała jak woda pitna, zapach został sklasyfikowany jako roślinny, bardzo słaby (z2R). Równolegle do innej próbki 80 – mililitrowej zostało dolane 0,5 ml 10% roztworu kwasu chlorowodorowego, by sprawdzić obecność siarkowodoru. W naszym przypadku nie stwierdzono jego obecności.

1. Detergenty i oleje i tłuszcze.

Oznaczenie wykonane zostało metodą organoleptyczną. Do 100 – mililitrowego cylindra została wprowadzona próbka o objętości 80 ml, następnie energicznie wstrząśnięta przez 30 sekund i odstawiona w miejsce nienarażone na drgania. Powstała piana na powierzchni zniknęła po 2 minutach oraz nie zostały odnotowane żadne ślady olejów i tłuszczy.

1. Kwasy.

Aby otrzymać stężenie jonów wodorowych obecnych w naszej wodzie wykonaliśmy analizę ilościową, mierząc pH pH – metrem. Po kilku minutach nasze pH utrzymało się na poziomie 7,35 pH.

1. Fosforany.

Otrzymanie tego parametru wykonane było metodyką ilościową, fotometryczną. Po wykonaniu odpowiednich czynności i dodaniu danych odczynników potrzebnych do określenia ilości fosforanów w próbce, fotometr wykorzystując kolor w niej powstały ustalił wartość PO₄^3- na 25,2 mg/l. Jednak normy warunkują nie ilość PO₄^3-, a P₂O₅. Aby obliczyć ilość tlenku fosforu korzystamy z proporcji:

1 mol P₂O₅ = 2 mol PO₄^3-

142 g P₂O₅ = 190 g PO₄^3-

1g = 1000mg

142000 mg P₂O₅ – 190000 mg PO₄^3-

X mg P₂O₅ – 25,2 mg PO₄^3-

X – 142000*25,2

190000

X – 18,83368421 mg P₂O₅

X ≈ 18,83 mg P₂O₅ w 1 dm³

1. Azotany.

W przypadku azotanów ilość ich jest tak znikoma, iż odgórnie przyjmujemy, że mieści się w naszych normach.

1. Siarczany.

Aby określić zawartość siarczanów w naszej próbce posługujemy się metodyką półilościową. Do probówki zostało wlane 5 ml badanej wody oraz 2,5 ml HCl
o stężeniu 10% , wymieszano i wprowadzono 2,5 ml 10% BaCl_2. W tym momencie uruchomiono stoper. Zmętnienie powstało po 22 sekundach, co opowiada ich zawartości około 50 mg/dm³.

1. Chlorki.

Do oznaczenia ilości chlorków wykorzystaliśmy metodę ilościową, miareczkowo – argentometryczną. Aby ją wykonać do kolb Eldermayera wlewamy 100 ml próbki i korygujemy jej odczyn wodorotlenkiem sodu lub kwasem siarkowym
do przedziału 6,5 – 10 pH, jeśli zachodzi taka potrzeba. Następnie dodajemy 1 ml K₂CrO₄ o stężeniu 5% i miareczkujemy roztworem 0,1 m AgNO₃ do zmiany barwy z żółtej na żółtawoczerwoną. W naszym przypadku objętość użytego roztworu wynosiła kolejno:

V₁ = 2,8 ml V₂ = 2,7 ml

gdzie średni wynik pomiarów wynosi: (2,8 + 2,7) ml / 2 = 2,75 ml.

Aby przeliczyć ilość chlorków korzystamy z reakcji:

Ag⁺ + Cl^- -> AgCl

Wiemy, że stężenie titrantu wynosiło 0,1 mola/ dm³ z tego wynika:

0,1 mola – 1 litrze

X mola – 0,001 litra

X = 0,0001 mola/mililitrze = 0,1 mmola / ml

Co oznacza, że mamy 0,1 mmola Ag⁺ w 1 ml AgNO₃.

Kolejno rozumując, stosunek molowy Ag⁺ do Cl^- wynosi 1:1

Układamy kolejną proporcję:

1 mol – 35,5 g

0,0001 mola – X g

X = 0,00355 g = 3,55 mg

Oznacza to, że 1 ml r-ru AgNO₃ odpowiada 3,55 mg Cl^-

Średni wynik miareczkowania to 2,75 ml.

1 ml – 3,55 mg

2,75 ml – X mg

X = 9,7625 mg / 100 ml = 97,625 mg / 1000 ml = 97,625 mg / dm³

1. Wyniki oznaczeń.

Parametr	Jednostka	Wartość zmierzona	Wartość dopuszczalna	Określenie przydatności tak/nie
Cukry	dm^3	>500	100	NIE
Substancje Humusowe		Brak zmiany zabarwienia	Barwa żółtawobrązowa lub jaśniejsza	TAK
Zawiesiny	ml	≤ 4	≤ 4	TAK
Barwa		Bladożółta	Barwa bladożółta lub jaśniejsza	TAK
Zapach		Z2R, brak zapachu siarkowodoru	Bez zapachu z wyjątkiem dopuszczalnego w przypadku wody pitnej. Bez zapachu siarkowodoru pod dodaniu kwasu chlorowodorowego.	TAK
Detergenty		Po 2 minutach piana znikła	Ewentualna piana powinna zniknąć w ciągu 2 minut.	TAK
Oleje i Tłuszcze		Brak śladów	Nie więcej niż widoczne ślady.	TAK
Kwasy	pH	7,35	≥ 4	TAK
Fosforany	mg/l PO4^3- mg/l P2O5	25,2 -> 18,83	≤ 100 mg/l	TAK
Siarczany	mg/dm^3	50	≤ 2000	TAK
Chlorki	ml mg	2,8 i 2,7 -> 97,625	≤ 500 * ≤ 1000* ≤ 4500*	TAK

*w zależności dla jakiego typu betonu :

a) ≤ 500 Dla betonu sprężonego lub zaczynów iniekcyjnych do kanałów kablowych.
b) ≤ 1500 Dla betonu zawierającego zbrojenia lub elementy metalowe.

c) ≤ 4500 Dla betonu nie zawierającego zbrojenia ani elementów metalowych.

1. Wnioski.

Woda badana podczas zajęć laboratoryjnych nie nadaję się do betonu jako woda zarobowa, ponieważ zawartość cukrów przekracza wartość dopuszczalną opisaną w normach. Już niewielka ich ilość (kilkanaście gramów) może znacznie opóźnić początek i czas jego wiązania. Większa zawartosć może sprawić, że beton po prostu nie wiąże. Jedynym przypadkiem kiedy woda ta może zostać użyta jest pozytywny wynik badań ze względu na czas wiązania i wytrzymałości na ściskanie.