gototopgototop

УДК 556

Влияние химического состава подземных вод на здания и сооружения

Заика Александр Михайлович – эксперт, генеральный директор ООО "ПромТехЭкспертиза".

Макарова Наталья Владимировна – инженер ООО "ПромТехЭкспертиза".

Коннов Эдуард Юрьевич – инженер ООО "ПромТехЭкспертиза".

Аннотация: В статье рассматриваются необходимость проведения исследования химического состава воды в условиях промышленных предприятий.

Ключевые слова: Подземные воды, химический состав воды, агрессивность подземных вод, инженерно-геологические изыскания.

С течением времени строительные конструкции подвержены различным воздействиям физического и химического характера: происходит износ и старение материалов, разрушение вследствие химического и механического воздействия. Особенно опасным фактором в условиях промышленных предприятий, требующим контроля со стороны владельца сооружения, являются жидкие агрессивные среды. В производственных зданиях они попадают на стены, полы, колонны и др. элементы при недостаточной организации сточной системы, вследствие её устаревания или утечек от плохо герметизированного оборудования. Особенностью жидких сред является огромное разнообразие их как по составу, так и по степени коррозионного влияния на сталь, бетон, кирпич, асбестоцемент. В существующих нормах, оценивающих степень агрессивности вод по отношению к бетону, кроме химического состава воды, учитывается коэффициент фильтрации пород. Одна и та же вода может быть агрессивной и неагрессивной. Это обусловлено различием в скорости движения воды — чем она выше, тем больше объемов воды войдет в контакт с поверхностью бетона и, следовательно, значительнее будет агрессивность. Критерии оценки агрессивности подземных вод и нормативы влияния на основания сооружений приведены в документе [2].

Наиболее опасным является воздействие подземных вод на строительные конструкции в связи с тем, что данный процесс, как правило, происходит ниже уровня земли и трудноконтролируем без специальных гидрогеологических изысканий. В основном такому виду воздействия подвергаются фундаменты, заглубленные сооружения, подпорные стенки и т.д.

Гидрохимические исследования являются составной частью комплексных инженерно-геологических изысканий[1], которые включают в себя комплекс работ необходимых для изучения качественного состава подземных вод для выявления закономерности его формирования в условиях естественного и нарушенного гидродинамического режима; оценки агрессивности подземных вод по отношению к различным строительным материалам и оборудованию; изучение химического состава инфильтрационных вод при их взаимодействии с различными почвами и горными породами, изменяющими агрессивные свойства этих пород; составление прогноза при нарушении естественного водного режима и т.д.

Целью лабораторных исследований химического состава воды является определение ее агрессивности к строительным конструкциям (прогноза изменения состояния и свойств в процессе строительства и эксплуатации объектов), оценки влияния на развитие геологических и инженерно-геологических процессов которые выполняются для предотвращения неблагоприятных экологических и других последствий.

Уровень загрязненности вод оценивается по данным химического анализа при изысканиях с сопоставлением концентраций загрязняющих компонентов с ПДК.

В зависимости от химического состава вод можно судить о степени ее агрессивности: общекислотные; выщелачивающие; сульфатные; углекислотные и др.

Например, колебания уровня грунтовых вод активизируют выщелачивание извести из бетонных конструкций, а дождевая вода, захватывая из атмосферы большое количество производственных выбросов, содержит в себе оксиды углерода, серу, азот, фосфор, аммиак, хлор, имеет очень низкий водородный показатель, что приводит к разрушению бетонных конструкций, силикатного кирпича и увеличивает количество трещин на них. Для определения химического состава воды рекомендуется осуществлять стандартный анализ, а проведение полного или специального анализа требуется для получения более полной гидрохимической характеристики. Рассмотрим виды испытаний по некоторым определяемым показателям и выделим как влияет то или иное содержание вещества на бетон и другие строительные материалы.

1.Водородный показатель(рН). Если водородный показатель анализируемой воды менее 6, среда считается общекислотной и может повлиять на свойства бетона. Повышается растворимость карбоната кальция.

2. Общая щелочность. Выражается в миллимолях кислоты, необходимой для ее нейтрализации до значения рН = 4.

Оценка агрессивности воды приводится по содержанию бикарбонатной щелочности. 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 одному виду коррозии не нормируется как «сильноагрессивная».

Вода, содержащая более 0,4-1,5 мг. экв. гидрокарбаната- выщелачивающая. Проявляется в растворении карбоната кальция и выносе из бетона гидроксида кальция. Степень агрессивности воды определяется растворимостью карбоната кальция. Вынос гидроксида кальция увеличивается в присутствии хлорида магния, который вступает в обменную реакцию с гидроксидом кальция, образуя хорошо растворимый хлорид кальция.

Простыми словами- бикарбонатная щелочность оказывает воздействие в виде выщелачивания растворимых компонентов бетона.

3.Сульфат-ионы. Вода, содержащая свыше 250 мг/л сульфатных ионов, приобретает агрессивные свойства. Присутствующие в воде в больших концентрациях сульфатные ионы, проникая в бетон, при кристаллизации образуют кристаллогидрат сульфата кальция, являющийся причиной вспучивания и разрушения бетона. Очень часто сульфатная агрессивность связана с местным загрязнением вод сульфатсодержащими материалами.

4.Хлорид-ионы; нитрат-ионы. Агрессивность по содержанию хлоридов и нитратов 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.

В старых постройках во влажных местах выступают соляные пятна, тут речь и идет о вредных солях группы хлоридов, сульфатов, нитратов.

В условиях промышленного производства доминирующими техногенными факторами являются: большие объемы сброса жидких и твердых отходов производства; высокая инфильтрация сточных вод; значительные утечки производственных растворов; потери сырья и готовой продукции; большие содержания ингредиентов в промышленных отходах; высокая загазованность атмосферы газовыбросами промпредприятий и транспорта; большие испаряющие площади зеркала сточных вод в накопителях и коллекторах; наличие в сточных водах летучих соединений.[1]. Наиболее глубокие изменения химического состава и физических свойств подземных вод происходят в результате инфильтрации промышленных стоков.

Учтен большой опыт анализа разнообразных поверхностных и подземных вод накопленный в аналитических лабораториях.

Список литературы

1. Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) ГОССТРОЯ СССР «Руководство по инженерным изысканиям для строительства». Москва, Стройиздат, 1982.

2. СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85

Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail

Отправить статью

...

Форма оплаты

Номер статьи, присвоенный редакцией
Количество страниц в статье
Количество экземпляров журнала
Доставка: РФСНГ
Скидка (%)
Заказать свидетельство о публикации
1. Стоимость публикации каждой страницы статьи составляет 200 рублей.
2. Стоимость каждого экземпляра журнала, включая его печать и доставку, составляет 350 рублей для России и 420 рублей для стран СНГ.
3. Стоимость свидетельства о публикации составляет 120 рублей

Реквизиты для оплаты через банк