Агресивність води

Опорні конструкції в основному виготовляються з бетону. Можна виділити три види агресивного впливу води на бетонні конструкції.

До першого виду корозії, що впливає у вигляді вилуговування розчинних компонентів бетону, відноситься бікарбонатна лужність. Другий вид корозії завдають розчинні сполуки, в результаті обмінних реакцій між компонентами цементного каменю і рідкого агресивного середовища. До другого виду корозії відносяться: водневий показник pH, вміст вільної вуглекислоти [[CO₂]], вміст магнезіальних солей (у перерахунку на іон Mg), вміст їдких лугів (у перерахунку на іони K і Na). Третій вид корозії утворює і накопичує в бетоні малорозчинні солі, які характеризуються збільшенням об'єму при переході в тверду фазу. До третього виду корозії відносяться вміст сульфатів (в перерахунку на іони SO₄), вміст їдких лугів ( хлоридів, сульфатів, нітратів тощо).

Загальна лужність води визначається аніонами слабких кислот: HCO₃, CO₃, H₃SiO₄ та ін. Загальна лужність виражається в миллімолях кислоти, необхідної для її нейтралізації до значень pH = 4.

Оцінка агресивності води наводиться за вмістом бікарбонатної лужності HCO₃. При вмісті бікарбонатної лужності понад 1,4 ммоль/л вода буде неагресивною для всіх випадків безнапірних споруд, а при вмісті понад 2,0 ммоль/л — неагресивною і для всіх випадків напірних споруд.

Бікарбонатна лужність природних вод не може бути нижче 0,7 ммоль/л, тому за ступенем впливу на бетон по 1-му виду корозії не нормується як «сильноагресивна».

Зазвичай природні води мають водневий показник, що змінюється від 6 до 8. Цей показник знижується до величин 5,5-5 в ультрапрісних підземних водах хлоридно-кальцієвого типу і деяких вуглекислих мінеральних водах. У болотних водах pH інколи знижується до 4,5-4.

Особливо низькі значення pH відзначаються для верхових боліт (4,0-4,9). Для перехідних боліт pH становить 5,0-5,5, для низинних 6,0-7,0.

Дощові води мають pH 6, річкові води — коло 7, морські води — 8-9.

В окремих випадках зустрічаються сильнокислі води, пов'язані з сульфідними родовищами, в яких pH менше 4. Низькі значення pH можуть відзначатися і в водах, пов'язаних з вулканічними проявами. Лужний характер зазвичай притаманний водам відкритих прісних водойм в літній період і води деяких термальних джерел, де величина цього показника перевищує 9. Води, пов'язані з засоленими ґрунтами, мають pH менше 10.

Агресивні властивості підземних вод до бетону проявляються при pH менше 6,5.

Вільна вуглекислота — це газ, розчинений у воді. Та частина вільної вуглекислоти, яка безпосередньо вступає в реакцію з сполуками кальцію, називається агресивною вуглекислотою. Термін «агресивна вуглекислота» є умовним. Агресивні властивості вільної вуглекислоти залежать як від кількості вільної вуглекислоти, так і від наявності та кількості іонів Ca²⁺, Cl^- і SO₄^- при певній бікарбонатній лужності, тобто від кількості компонентів, здатних зв'язувати вільну вуглекислоту і зменшувати тим самим частку агресивної вуглекислоти. Таким чином, слід розрізняти вільну, пов'язану і агресивну вуглекислоту.

Агресивна вуглекислота визначається експериментально та шляхом розрахунку. Зазвичай агресивні властивості притаманні м'яким водам, що мають кислу реакцію, і болотяним водам, що містять органічні кислоти. Агресивні властивості підземних вод підвищуються при значній інфільтрації дощових і талих вод.

При мінімально можливих вмістах іонів Cl^- і SO₄^- і при мінімальній бікарбонатній лужності вода є агресивною при вмісті вуглекислоти понад 15 ммоль/л для сильно- і середньофільтруючих ґрунтів і понад 55 ммоль/л для слабофільтруючих ґрунтів.

Оцінювали за вмістом у перерахунку на іон Mg²⁺. Води агресивні при вмісті магнезіальних солей понад 2000 мг/л у слабофільтруючих ґрунтах або більше 1000 мг/л у інших випадках.

Оцінюється в перерахунку на іони K⁺ і Na⁺. Води агресивні при вмісті іонів калію і натрію в слабофільтруючих ґрунтах понад 80 г/л, у середньофільтруючих ґрунтах — більше 50 г/л і для напірних споруд — понад 30 г/л.

Цей тип агресії оцінюється за вмістом іонів SO₄^2-. Сульфатна агресія пов'язана із вмістом хлору та складом бетону. При вмісті сульфат-іона менше 300 мг/л у всіх ґрунтах і менше 250 мг/л для напірних споруд води неагресивні. Дуже часто сульфатна агресивність пов'язана з місцевим забрудненням вод сульфатмісткими матеріалами.

Ця агресивність, як правило, пов'язана зі штучними джерелами забруднення ґрунтових вод при сумарному вмісті агресивних іонів понад 10 г/л і враховується тільки для випаровуючих бетонних поверхонь. Для напірних споруд цей вид агресивності оцінюється за спеціальними програмами.

Основні ознаки неагресивної для бетону води наведені в табл.[1]