Sprawozdanie z doświadczeń laboratoryjnych z chemii budowlanej.
Prowadzący doświadczenie: Iwona Chudyk
Grupa 1.
Zespół 7.
Rok studiów: I
Wydział Inżynierii Lądowej
Data wykonywania doświadczenia: 04.11.2013r.
Data oddania sprawozdania: 14.11.2013r.
Nr doświadczenia: 6.1
Temat doświadczenia: Ocena przydatności wody do celów budowlanych.
I. Cel prowadzonego doświadczenia
Zbadanie, czy otrzymana próbka wody jest przydatna do celów budowlanych.
II. Wstęp teoretyczny
Woda zarobowa to woda stosowana w budownictwie do zarabiania zaczynów, zapraw, betonów oraz mas ceramicznych.
Składnikami, które wpływają na jakość wody zarobowej są:
Kwasy (jony wodorowe) – reagując ze składnikami cementu tworzą łatwo rozpuszczalne związki, co utrudnia lub czasem uniemożliwia wiązanie spoiwa
Oleje, tłuszcze i detergenty – powodują zakłócenia procesu wiązania betonu, a ponadto mogą obniżać wytrzymałość betonu stwardniałego.
Jony siarczkowe – łatwo ulegają reakcji utleniania przechodząc w jony siarczanowe, lub tworzą Ca(HS)2 – wodorosiarczan wapniowy, który jest łatwo rozpuszczalny i nie wykazuje właściwości wiążących betonu.
Jony siarczanowe – mogą reagować ze składnikami cementu tworząc związki znacznie zwiększające swoją objętość (np. gips), przez co mogą być przyczyną rozsadzania betonu.
Chlorki - jony Cl- powodują znaczne przyspieszenie wiązania cementu, ponadto powodują korozję żelbetu i betonu.
Alkalia – tlenki i wodorotlenki sodu i potasu mogę 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 wyróżniamy dwie twardości :
- węglanową (przemijająca), wywołana obecnością wodorowęglanów wapnia i magnezu. Zanika w wyniku ogrzewania wody
- niewęglanową (trwałą), wywołaną obecnością innych soli wapniowych i magnezowych, np. chlorków, siarczków, azotanów itp.
Całkowita twardość wody jest sumą twardości trwałej i nietrwałej.
Woda o zbyt dużej twardości zmniejsza rozpuszczalność składników cementu w wodzie, utrudnia proces przechodzenia do roztworu jonów wapniowych przez co utrudnia proces wiązania zaczynu cementowego. Woda miękka natomiast jest przyczyną korozji ługującej betonu.
Tabela 1 – Wymagania dotyczące wody zarobowej
| Badanie | Wymagania |
|---|---|
| Barwa | Bezbarwna/bladożółta |
| Zapach | Bez zapachu, z wyjątkiem lekkiego zapachu cementu |
| Zawiesina | Nie więcej niż 4 cm3 na 80cm3 wody |
| pH | Nie mniej niż 4 |
| Oleje i tłuszcze | Nie więcej niż widoczne ślady |
| Detergenty | Ewentualna piana powinna zniknąć w ciągu 2 min |
| Substancje humusowe | Po dodaniu NaOH barwa żółtawobrązowa lub jaśniejsza |
| Alkalia, mg/dm3 | ≤1500 |
| Siarczany, mg/dm3 | ≤2000 |
| Cukry, mg/dm3 | ≤100 |
| Chlorki, mg/dm3 | ≤500 - beton sprężany ≤1000 - beton zbrojny ≤4500 - beton niezbrojny |
| Fosforany, mg/dm3 | ≤100 |
| Azotany, mg/dm3 | ≤500 |
| Ołów, mg/dm3 | ≤100 |
| Cynk, mg/dm3 | ≤100 |
III. Przebieg ćwiczenia, obserwacje i analiza wyników
Tabela 2 - Sprawdzanie wymagań podstawowych
| Substancja/cecha | Przebieg | Obserwacje | Analiza wyniku | Ocena |
|---|---|---|---|---|
| Oleje i tłuszcze | Do cylindra miarowego wlałam 80 cm3 wody, wstrząsnęłam i odstawiłam na 2 minuty. | Brak śladów. | --- | + |
| Obecność detergentów | Do cylindra miarowego wlałam 80 cm3 wody, wstrząsnęłam i odstawiłam na 2 minuty. | Wytworzyła się duża ilość piany, która utrzymywała się ponad 2 minuty. | Badana woda zawiera detergenty. | - |
| Barwa | Jedną probówkę napełniłam wodą destylowaną, a drugą badaną wodą. Obie próbki porównałam na tle białej kartki papieru. | Próbka z badaną wodą miała barwę bladożółtą. | --- | + |
| Zawiesiny | Uprzednio wstrząśniętą próbkę, którą odstawiłam na 2 minuty, odstawiłam na kolejne 30. | Brak widocznego osadu. | --- | + |
| Zapach | Do cylindra miarowego nalałam 80 cm3 badanej wody, następnie wstrząsnęłam i sprawdziłam zapach. | Brak zapachu siarkowodoru; zapach inny niż wymagany. | --- | - |
| Obecność siarkowodoru | Probówkę w ½ napełniłam badaną wodą, dodałam niewielką ilość stężonego kwasu solnego, przykryłam papierkiem nasyconym octanem ołowiu, który umieściłam na wlocie probówki. Probówkę ogrzałam. | Papierek nie wykazał zaczernienia. | Brak siarkowodoru w badanej próbce. | + |
| Kwasy (pH) | Do probówki z badaną próbką wody dodałam papierek uniwersalny a następnie porównałam ze skalą wzorcową. | pH=6 | --- | + |
| Obecność substancji humusowych | Do probówki wlałam 5 cm3 badanej wody, dodałam 5cm3 3% roztworu NaOH, wstrząsnęłam i odstawiłam na godzinę. | Woda nie zmieniła barwy. | --- | + |
| Zawartość jonów chlorkowych | Dwie probówki badanej wody po 10 cm3 umieściłam w kolbach stożkowych. Do każdej dodałam 3-4 krople K2CrO4. Następnie dodałam najpierw kroplę, później po 0,5 cm3 AgNO3 o stężeniu 0,5 mol/dm3 cały czas mieszając. | Obie probówki natychmiast (po dodaniu 1 kropli AgNO3) zmieniły barwę. | Badana woda zawiera 500-100 mg/dm3 jonów chlorkowych. | - |
| Zawartość jonów siarczanowych | Do probówki wlałam 1cm3 badanej wody, dodałam 4cm3 wody destylowanej. Dodałam 2,5 cm3 10% roztworu HCl oraz 2,5 cm3 10% roztworu BaCl2. | Brak osadu. | Zawartość jonów siarczanowych nie przekracza 2000 mg/dm3. | + |
| Cukry | --- | Brak | --- | + |
| Zawartość fosforanów | Próbkę ok. 5 cm3 badanej wody umieściłam w probówce i dodałam 5 cm3 roztworu AgNO3. | Powstał osad. | Zawartość jonów fosforanowych > 100 mg/dm3. | - |
| Zawartość azotanów | Próbkę ok. 5 cm3 badanej wody umieściłam w probówce i dodałam 1 cm3 stężonego H2SO4 i 4cm3 roztworu siarczanu żelaza. | Brak osadu. | Zawartość jonów azotanowych < 500 mg/dm3. | + |
| Zawartość ołowiu | Próbkę ok. 5 cm3 badanej wody umieściłam w probówce, dodałam 5 cm3 roztworu KI o stężeniu 1mol/dm3 i wstrząsnęłam. | Brak osadu. | Zawartość jonów ołowiu (II) < 100 mg/dm3. | + |
| Zawartość cynku | Próbkę ok. 5 cm3 badanej wody umieściłam w probówce i dodałam 5 cm3 roztworu NaOH o stężeniu 1mol/dm3 i wstrząsnęłam. | Brak osadu | Zawartość jonów cynku < 100 mg/dm3. | + |
IV. Wnioski
Badana próbka wody nie może służyć jako woda zarobowa. Powodem jest zbyt duża zawartość detergentów, jonów chlorkowych i fosforanowych w badanej próbce oraz jej zapach, który nie spełnia wymagań.
V. Bibliografia
L. Czarnecki, P. Łukowski, A. Garbacz, B. Chmielewska, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej, Warszawa 2007