TEMAT I CEL ĆWICZENIA: Ocena przydatności wody do celów budowlanych

DATA: 10.10.2005

PODSTAWY TEORETYCZNE:

Składnikami które w sposób zasadniczy wpływają na jakość wody zarobowej są:

jony siarczanowe - reagują ze składnikami zaczynu cementowego, tworząc związki znacznie zwiększające swoją objętość i przez to mogące być przyczyną rozsadzania betonu

jony siarczkowe - stosunkowo łatwo ulegają reakcji utleniania przechodząc w jony siarczynowe, a potem siarczanowe (patrz wyżej)

lub tworzyć Ca(HS)₂ - wodorosiarczan wapniowy (łatwo rozpuszczalny i nie wykazujący wł. wiążących)

kwasy (jony wodorowe) - reagując ze składnikami cementu tworzą łatwo rozpuszczalne związki. Utrudnia to lub nawet uniemożliwia wiązanie spoiwa

cukry - sacharoza tworząc z wodorotlenkiem wapniowym cukrzany wapniowe utrudnia proces wiązania betonu i obniża jego wytrzymałość

substancje humusowe - zawierają kwas huminowy, uluminowy i kreonowy. Kwas huminowy ma cztery grupy kwasowe zdolne do reakcji charakteryzuje się dużą masą cząsteczkową. kwas ten reaguje z wodorotlenkiem wapniowym obecnym w zaczynie cementowym tworząc nierozpuszczalny huminian wapniowy. Niebezpieczne dla struktury betonu mogą być również składniki towarzyszące kwasom humusowym

sole wapnia i magnezu - określające tzw. twardość wody (zawartość w przeliczeniu na CaO). Ze względu na rodzaj związków rozróżniamy dwie twardości:

węglanową (przemijającą), wywołaną obecnością wodorowęglanów wapnia i magnezu. Znika w czasie ogrzewania wody, w reakcji:

Ca(HCO₃)₂ → ↓CaCO₃ + H₂O + ↑CO₂

Mg(HCO₃)₂ → ↓MgCO₃ + H₂O + ↑CO₂

niewęglanową (trwałą), wywołaną obecnością innych soli wapniowych i magnezowych, np. chlorków, siarczków, azotanów itp.

Całkowita twardość wody jest sumą twardości węglanowej i niewęglanowej. Woda o zbyt dużej twardości utrudnia proces wiązania zaczynu cementowego, ponieważ zmniejsza rozpuszczalność składników cementu w wodzie, utrudnia proces przechodzenia do roztworu jonów wapniowych. Woda miękka natomiast jest przyczyną korozji ługującej betonu

Wymagania wobec wody zarobowej określa norma PN-88/B-32250

Wymagania
barwa	powinna odpowiadać barwie wody wodociągowej
zapach	woda nie powinna wydzielać zapachu gnilnego
zawiesina	woda nie powinna zawierać zawiesiny, np. grudek, kłaczków
pH	nie mniej niż 4

Odmiany wody:

I - woda do betonów, zapraw i zaczynów, w których jest spoiwo cementowe lub cementowo-wapienne
II - woda do betonów i zapraw wykonywanych z innych niż w odmianie I spoiw

Wymagania		Odmiana wody
Wymagania				I	II
siarkowodór, mg/dm³, nie więcej niż	20	+	-
siarczany, mg/dm³, nie więcej niż	600	+	-
cukry, mg/dm³, nie więcej niż	500	+	-
chlorki, mg/dm³, nie więcej niż	400	+	-
twardość ogólna, mwal/dm³, nie więcej niż	10	+	+
sucha pozostałość, mg/dm³, nie więcej niż	1500	+	+
obniżenie wytrzymałości zaprawy na zginanie lub ściskanie w stosunku do próbek zarobionych wodą destylowaną, %	10	+	-
+/- oznacza cechę wymaganą/niewymaganą

PRZEBIEG:

Zapach wody:

Przebieg: Do probówki wymytej wodą destylowaną i przepłukaną badaną wodą nalałem 1/3 objętości probówki badanej wody. Następnie wstrząsnąłem zakrytą palcem probówkę, odsłoniłem wlot i powąchałem

Wynik: Próbka nie odznaczała się wyczuwalnym zapachem.

Przejrzystość wody:

Przebieg: Jedną probówkę napełniłem wodą destylowaną, a drugą badaną wodą. Następnie obie umieściłem obok siebie przed arkuszem białego papieru.

Wynik: Próbka była mieszaniną jednorodną o barwie błękitnej opalizującej.

Wykładnik stężenia jonów wodorowych (pH):

Przebieg: Do badania użyłem papierka uniwersalnego. Zanurzyłem go w badanej wodzie na 15 s, a następnie porównałem jego zabarwienie ze skalą wzorcową.

Wynik: pH=5

Zawartość siarkowodoru H₂S:

Przebieg: Probówkę w ½ napełniłem badaną wodą (5 cm³) dodałem niewielką ilość stężonego kwasu solnego (HCl), przykryłem papierkiem ołowiawym, który umocowałem na wlocie probówki przy pomocy zacisku i podgrzałem w płomieniu palnika.

Wynik: Papierek nie wykazał zaczernienia, co potraktowałem jako zaniedbywanie małe stężenie siarkowodoru w próbce.

Zawartość jonów siarczanowych SO₄^2-

Przebieg: [Powtórzone 2-krotnie] Do probówki nalałem 5 cm³ badanej wody. Dodałem 2,5 cm³ HCl (10%) oraz 2,5 cm³ BaCl₂ (10%). W wraz z rozpoczęciem dodawania uruchomiłem sekundomierz.

Wynik: Po ok. 5 s dało się zauważyć zmętnienie badanej wody, a po ok. 120 s na dnie probówki pojawia się osad.

Zawartość cukrów:

Przebieg: [Powtórzone 3-krotnie] Do zlewki o pojemności 100 cm³ odmierzyłem cylindrem 50 cm³ badanej wody i 1 cm³ kwasu solnego

(HCl 1 mol/dm³) i podgrzewałem przez około 30 min nad palnikiem (izolowane płytką ceramiczną) tak, by nie doprowadzać do wrzenia. Po przestygnięciu, parokrotnie przepłukałem badaną wodą probówkę (uprzednio dobrze wymytą wodą dest.) i dolałem do probówki 3 krople 5% roztworu naftolu oraz 1 cm³ stężonego H₂SO₄. Zamieszałem zawartość probówki.

Wynik: Próbki przyjęły barwę jasnoróżową po upływie 120 s. Oznacza to, iż w próbce znajdowało się ok. 5 mg/dm³ cukrów.

KOŃCOWE WYNIKI:

Badana cecha	Wynik badania	Ocena
zapach	brak wyczuwalnego zapachu	+
przezroczystość	błekitna opalizująca	+
odczyn (pH)	5	+
siarczany (SO₄^2-)	100 mg/dm³	+
siarkowodór	zawartość zaniedbywanie mała	+
cukier	ok. 5 mg/dm³	+

WNIOSKI:

Badana woda spełnia wszystkie podstawowe wymagania dotyczące wody zarobowej, więc nadaje się do celów budowlanych.

BIBLIOGRAFIA: Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej, praca zbiorowa pod red. Lecha Czarneckiego, OWPW 1999