Основные водозащитные мероприятия при строительстве

курсовая работа

2.1 АГРЕССИВНОСТЬ ВОДЫ

Большинство опорных конструкций изготавливается из бетона. Со временем происходит его разрушение, оголение арматуры и ее коррозия. Для фундаментов установлены нормы содержания химических веществ в грунтовой воде, при которых вода считается агрессивной по отношению к бетону (см. табл.1).

Типизация коррозионной активности подземных вод

Можно выделить множество типов подземных вод по их коррозионному воздействию на бетонные и железобетонные конструкции, но наиболее типичные виды следующие:

Первый вид коррозии, оказывающий воздействие в виде выщелачивания растворимых компонентов бетона, это бикарбонатная щелочность.

Второй вид коррозии образовывает растворимые соединения, в результате обменных реакций между компонентами цементного камня и жидкой агрессивной среды. Ко второму виду коррозии относятся: водородный показатель pH, содержание свободной углекислоты CO2, Содержание магнезиальных солей (в пересчете на ион Mg), содержание едких щелочей (в пересчете на ионы K и Na).

Третий вид коррозии образовывает и накапливает в бетоне малорастворимые соли, характеризующиеся увеличением объема при переходе в твердую фазу. К третьему виду коррозии относятся содержание сульфатов (в пересчете на ионы SO4), содержание едких щелочей (хлоридов, сульфатов, нитратов).

Таблица 1. Содержание химических компонентов, при которых воды являются неагрессивной средой для бетона.

Показатель агрессивности

Сильно и среднефильтрующие грунты, Кф более 0,1 м/сут

Слабофильтрующие грунты Кф менее 0,1 м/сут

Бикарбонатная щелочность HCO3, ммоль/л

более 1,4

Не нормируется

Водородный показатель pH

более 6,5

более 5

Содержание свободной углекислоты CO2, ммоль/л

менее 15

менее 55

Содержание магнезиальных солей (на ион Mg), мг/л

менее или равно 1000

менее или равно 2000

Содержание едких щелочей (на ионы K и Na), г/л

менее или равно 50 (для напорных сооружений менее или равно 30)

менее или равно 80

Содержание сульфатов (на ион SO4), мг/л

менее 300 (для напорных сооружений менее 250)

менее 300

Содержание хлоридов, сульфатов, нитратов и других солей и едких щелочей при наличии испаряющих поверхностей

менее 10 (для напорных сооружений по специальным указаниям)

менее 10

Агрессивность по значению бикарбонатной щелочности.

Общая щелочность воды обуславливается анионами слабых кислот: HCO3, CO3, H3SiO4 и др. Общая щелочность выражается в миллимолях кислоты, необходимой для нейтрализации раствора до значений pH =4.

Оценка агрессивности воды приводится по содержанию бикарбонатной щелочности HCO3. При содержании бикарбонатной щелочности более 1,4 ммоль/л вода будет неагрессивной для всех случаев безнапорных сооружений, а при содержании более 2,0 ммоль/л - неагрессивной и для всех случаев напорных сооружений.

Бикарбонатная щелочность природных вод не может быть ниже 0,7 ммоль/л, поэтому по степени воздействия на бетон по 1 виду коррозии не нормируется как «сильноагрессивная».

Агрессивность по водородному показателю (pH).

Обычно природные воды имеют водородный показатель, изменяющийся от 6 до 8. Этот показатель снижается до величин 5,5-5 в ультрапресных подземных водах хлоридно-кальциевого типа и некоторых углекислых минеральных водах. В болотных водах pH иногда снижается до 4,5-4.

Особо низкие значения pH отмечаются для верховых болот (4,0-4,9). Для переходных болот pH составляет 5,0-5,5, для низинных 6,0-7,0.

Дождевые воды имеют pH 6, речные воды - около7, морские воды - 8-9.

В отдельных случаях встречаются сильнокислые воды, связанные с сульфидными месторождениями, в которых pH меньше 4. Низкие значения pH могут отмечаться и в водах, связанных с вулканическими проявлениями. Щелочным характером обычно обладают воды открытых пресных водоемов в летний период и воды некоторых термальных источников, где величина этого показателя превышает 9. Воды, связанные с засоленными почвами, имеют pH меньше 10.

Агрессивные свойства подземных вод к бетону проявляются при pH меньше 6,5.

Агрессивность по содержанию свободной углекислоты (CO2).

Агрессивные свойства свободной углекислоты зависят как от количества свободной углекислоты, так и от наличия и количества ионов Ca2+,Cl- и SO4 при определенной бикарбонатной щелочности, т.е. от количества компонентов, способных связывать свободную углекислоту и уменьшать тем самым долю агрессивной углекислоты. Таким образом, следует различать свободную, связанную и агрессивную углекислоту.

Агрессивная углекислота, определяется экспериментально и путем расчета. Обычно агрессивными свойствами обладают мягкие воды, имеющие кислую реакцию, и болотные воды, содержащие органические кислоты. Агрессивные свойства подземных вод повышаются при значительной инфильтрации дождевых и талых вод.

При минимально возможных содержаниях ионов Cl и SO4 и при минимальной бикарбонатной щелочности вода является агрессивной при содержании углекислоты более 15 ммоль/л для сильно- и среднефильтрующих грунтов и более 55 ммоль/л для слабофильтрующих грунтов.

Агрессивность по содержанию магнезиальных солей.

Оценивается по содержанию в пересчете на ион Mg2+. Воды агрессивны при содержании магнезиальных солей более 2000 мг/л в слабофильтрующих грунтах или более 1000 мг/л в остальных случаях.

Агрессивность по содержанию едких щелочей.

Оценивается в пересчете на ионы K+ и Na+. Воды агрессивны при содержании ионов калия и натрия в слабофильтрующих грунтах более 80 г/л, в среднефильтрующих грунтах - более 50 г/л и для напорных сооружений - более 30 г/л.

Сульфатная агрессия.

Этот тип агрессии оценивается по содержанию ионов SO42-. Сульфатная агрессия связана с содержанием хлора и составом бетона. При содержании сульфат - иона менее 300 мг/л во всех грунтах и менее 250 мг/л для напорных сооружений воды неагрессивны. Очень часто сульфатная агрессивность связана с местным загрязнением вод сульфатсодержащими материалами.

Агрессивность по содержанию хлоридов, нитратов и других солей едких щелочей. Эта агрессивность, как правило, связана с искусственными источниками загрязнения грунтовых вод при суммарном содержании агрессивных ионов более 10 г/л и учитывается только для испаряющих бетонных поверхностей. Для напорных сооружений этот вид агрессивности оценивается по специальным программам

Делись добром ;)