Jacek Baryłka Grupa 3 zespół 11

TEMAT I CEL ĆWICZENIA: Ocena przydatności wody do celów budowlanych

DATA: 26.10.2009

PODSTAWY TEORETYCZNE:

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

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

Oleje, tłuszcze i detergenty - powodują zakłócenia procesu wiązania betonu, a ponadto mogą obniżać wytrzymałość betonu stwardniałego

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

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

Chlorki - jony Cl^- powodują znaczne przyspieszenie wiązania cementu ,ponadto powodują korozje żelbetu i betonu

Alkalia - tlenki i wodorotlenki sodu i potasu mogą wchodzić w reakcje ze składnikami niektórych kruszyw co prowadzi do korozji wewnętrznej betonu.

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

Fosforany - reagując ze związkami wapnia powodują opóźnienie wiązania betonu

Azotany - działają odwrotnie niż fosforany, przyspieszając wiązanie spoiwa cementowego.

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

Wymagania
Barwa	Bezbarwna lub bladożółta
Zapach	Bez zapachu, z wyjątkiem lekkiego zapachu cementu
Zawiesina	Nie więcej niż 4 cm^3 w 80 cm^3
pH	Nie mniej niż 4
Oleje i tłuszcze	Nie więcej niż widoczne ślady
Detergenty	Ewentualna piana powinna zanikać w ciągu 2 min
Substancje hummusowe	Po dodaniu NaOH barwa żółtawobrązowa lub jaśniejsza

Wymagania dotyczące zawartości szkodliwych substancji w wodzie zarobowej

Wymagania
Alkalina , mg/dm^3, nie więcej niż	1500
Siarczany, mg/dm^3, nie więcej niż	2000
Cukry, mg/dm^3, nie więcej niż	100
Chlorki, mg/dm^3, nie więcej niż	500 - beton sprężany 1000 - beton zbrojony 4500 - beton niezbrojony
Fosforany mg/dm^3, nie więcej niż	100
Azotany, mg/dm^3, nie więcej niż	500
Ołów, mg/dm^3, nie więcej niż	100
Cynk, mg/dm^3, nie więcej niż	100

Doświadczenie:

1.Sprawdzanie wymagań podstawowych

Obecność substancji humusowych:

Do próbówki wlano 5cm³ badanej wody, dodano 5 cm³ 3% roztworu NaOH, wstrząśnięto i odstawiono na godzinne

Wynik: po godzinie woda nie zmieniła barwy

Zapach wody:

Do cylindra miarowego nalano 80 cm³ badanej wody. Następnie wstrząśnięto i sprawdzono zapach:

Wynik: Próbka nie odznaczała się wyczuwalnym zapachem.

Obecność detergentów:

Wstrząśniętą próbkę odstawiono na 2 minuty

Wynik: utworzyła się piana ale szybko znikła

Zawiesiny:

Próbkę odstawiono na 30 minut

Wynik: wydzieliło się około 2 cm³ osadu

Przejrzystość wody:

Przebieg: Jedną probówkę napełniono wodą destylowaną, a drugą badaną wodą.

Obie umieszczono obok siebie przed arkuszem białego papieru.

Wynik: Próbka była mętna i jasnofioletowa.

Wykładnik stężenia jonów wodorowych (pH):

Przebieg: Do badania użyto papierka uniwersalnego. Naniesiono na niego kilka kropel wody, a następnie porównano jego zabarwienie ze skalą wzorcową.

Wynik: pH≈9

Zawartość siarkowodoru H₂S:

Probówkę w ½ napełniono badaną wodą dodano niewielką ilość stężonego kwasu solnego (HCl), przykryto papierkiem ołowiawym, który umocowano na wlocie probówki przy pomocy zacisku i podgrzano w płomieniu palnika.

Wynik: Papierek nie wykazał zaczernienia-brak soarkowodoru

2. Zawartość jonów chlorkowych:

Dwie próbki wody po 10 cm³ umieszczono w kolbach stożkowych. Do każdej dodano 4 krople K₂CrO₄. Następnie dodawano stale mieszając porcje po 0,5 cm³ AgNO₃ o stężeniu 0,5 mol/dm³

Wynik: Roztwór zmienił barwę po dodaniu ponad 6 kropel.

3.Zawartość jonów siarczanowych SO₄^2-

Do probówki nalano 5 cm³ badanej wody. Dodano 2,5 cm³ HCl (10%) oraz 2,5 cm³ BaCl₂ (10%).

Wynik: na dnie probówki pojawił się osad.

4.Zawartość cukrów:

Do zlewki o pojemności 100 cm³ odmierzono cylindrem 50 cm³ badanej wody i 1 cm³ kwasu solnego

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

Wynik: Próbka przyjęły barwę jasnoróżową

5.Zawartość fosforanów:

Próbkę ok. 5cm³ badanej wody umieszczono w próbówce i dodano 5 cm³ roztworu AgNO₃ o stężeniu

Wynik: powstanie lekkiego osadu.

6. Zawartość fosforanów:

Próbkę ok. 5cm³ badanej wody umieszczono w próbówce i dodano 1 cm³ stężonego H₂SO₄ i 4 cm³ roztworu siarczanu żelaza

Wynik: brak osadu

7. Zawartość ołowiu

Próbkę ok. 5cm³ badanej wody umieszczono w próbówce i dodano 5 cm³ KI o stężeniu 1mol/dm³ i wstrząśnięto

Wynik: roztwór zabarwił się na żółto, brak osadu

8. Zawartość cynku

Próbkę ok. 5cm³ badanej wody umieszczono w próbówce i dodano 5 cm³ NaOH o stężeniu 1mol/dm³ i wstrząśnięto

Wynik: brak osadu

KOŃCOWE WYNIKI:

substancja		Wymagania		Wynik		Ocena
Barwa		Bezbarwna lub bladożółta		mętna i jasnofioletowa		-
Zapach		Bez zapachu, z wyjątkiem lekkiego zapachu cementu		Brak zapachu		+
Zawiesina		Nie więcej niż 4 cm^3 w 80 cm^3		Ok. 2 cm^3		+
pH		Nie mniej niż 4		pH≈9		+
Oleje i tłuszcze		Nie więcej niż widoczne ślady		Brak		+
Detergenty		Ewentualna piana powinna zanikać w ciągu 2 min		Piana szybko znikła		+
Substancje hummusowe		Po dodaniu NaOH barwa żółtawobrązowa lub jaśniejsza		Bezbarwna		+
Siarczany, mg/dm^3,		2000		<2000		+
Cukry, mg/dm^3,		100		<100		+
Chlorki, mg/dm^3		500 - beton sprężany 1000 - beton zbrojony 4500 - beton niezbrojony		Ok. 4500		- - +
Fosforany mg/dm^3,		100		>100		-
Azotany, mg/dm^3,		500		<500		+
Ołów, mg/dm^3,		100		Ok. 100		+
Cynk, mg/dm^3,		100		<100		+

WNIOSKI:

Badana woda ze względu na dużą zawartość fosforanów nie spełnia wszystkich podstawowych wymagań dotyczących wody, zarobowej, więc nie nadaje się do celów budowlanych.

---