Определить качество воды по отношению к бетону

Обновлено: 02.05.2024

Во всех случаях допускается к применению не любая вода, а лишь отвечающая техническим требования (ГОСТ 23732—79). Качество воды оценивают по содержанию вредных примесей, которые могут препятствовать нормальному схватыванию и твердению вяжущего вещества, либо вызывают появление в структуре бетона новообразований, снижающих прочность и долговечность.

Технические требования, предъявляемые к воде для бетонов и поливки бетона следующие:

— водородный показатель воды рН должен находиться в пределах от 4 до 12,5; — нейтральная среда характеризуется значением рН = 7. При рН < 7 среда кислая, при рН >7 — щелочная. Таким образом, для затворения может использоваться вода, дающая слабокислую либо слабощелочную реакцию.

Вредными примесями в воде считаются органические вещества, растворенные в ней соли, содержащие взвешенные частицы глины, пыли, песка, почвы. Особую опасность представляет присутствие в воде растворимых солей, сульфат-ионов и ионов хлора. Они могут вызвать неконтролируемое изменение сроков схватывания и скорости твердения бетона. Но самое главное, возникает опасность коррозии цементного камня и стальной арматуры.

При большом количестве сульфат-ионов в бетоне начинается сульфатная коррозия, которая разрушает цементный камень и конструкцию в целом. Хлор-ионы вызывают коррозию не только в цементном камне, но и в стальной арматуре.

Растворимые в воде соли (при большом их содержании) после затвердевания бетона кристаллизуются в порах цементного камня и образуют на поверхности изделий солевые налеты — «высолы», портящие внешний вид сооружений. По этим причинам содержание солей в воде для затворения и поливки бетона, а также используемой для промывки заполнителей ограничено.

Таким образом, для затворения бетонной смеси можно без предварительной проверки применять питьевую воду, а также речную, озерную или воду из искусственных водоемов, не загрязненную сточными выбросами, солями и маслами.

Качество воды контролируют в лаборатории. Пригодность воды устанавливается химическим анализом, а также сравнительными испытаниями бетонных образцов на прочность.

Вода считается пригодной для изготовления бетона, если приготовленные на ней образцы в возрасте 28 суток нормального хранения имеют не меньшую прочность, чем образцы бетона на питьевой воде.

Вода затворения добавляется в бетон, прежде всего, для гидратации цемента.

Для вступления цемента в реакцию требуется вода массой равной ~ 15% массы цемента. Но минимальное количество воды, необходимое для гидратации недостаточно, чтобы обеспечить достаточную удобоукладываемость бетонной смеси.

Поэтому, для приготовления бетонной смеси необходимо больше воды и ее величина достигает до 25-50% от массы цемента.

У воды, не вступившей в химическую реакцию с цементом, только два пути:

остаться в бетоне в виде водяных пор и капилляров;
испариться, образовав воздушные поры.

Оба вида пор ослабляют бетон.

Таким образом, чем больше воды добавили в бетонную смесь, тем больше пористость и меньше прочность бетона. Поэтому важно свести к минимуму содержание воды в смеси таким образом, чтобы это не сказывалось на ухудшении свойств бетона.

Настоящий стандарт распространяется на воду, применяемую для приготовления бетонных и растворных смесей, а также для ухода за твердеющим бетоном и промывки заполнителей (далее - вода для бетонов и растворов), и устанавливает требования к качеству воды для бетонов и строительных растворов и методы определения ее пригодности.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия

ГОСТ 2874-82 Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством

ГОСТ 3351-74 Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности

ГОСТ 4245-72 Вода питьевая. Методы определения содержания хлоридов

ГОСТ 4389-72 Вода питьевая. Методы определения содержания сульфатов

ГОСТ 10060.0-95 Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования

ГОСТ 10060.1-95 Бетоны. Базовый метод определения морозостойкости

ГОСТ 10060.2-95 Бетоны. Ускоренные методы определения морозостойкости при многократном замораживании и оттаивании

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости

ГОСТ 18164-72 Вода питьевая. Метод определения содержания сухого остатка

ГОСТ 18293-72 Вода питьевая. Методы определения содержания свинца, цинка, серебра

ГОСТ 18309-72 Вода питьевая. Метод определения содержания полифосфатов

ГОСТ 18826-73 Вода питьевая. Методы определения содержания нитратов

ГОСТ 23268.6-78 Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Методы определения ионов натрия

ГОСТ 23268.7-78 Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Методы определения ионов калия

ГОСТ 23268.12-78 Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Метод определения перманганатной окисляемости

ГОСТ 24481-80 Вода питьевая. Отбор проб

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные размеры и параметры

ГОСТ 31383-2008 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Методы испытаний

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Для приготовления бетонных и растворных смесей, ухода за твердеющим бетоном и промывки заполнителей может применяться вода следующих видов:

а) питьевая вода по ГОСТ 2874;

б) естественная поверхностная и грунтовая вода;

в) техническая вода;

г) морская и засоленная вода;

д) вода после промывки оборудования для приготовления и транспортирования бетонных и растворных смесей;

е) комбинированная вода, представляющая собой смесь воды из двух или более указанных выше источников.

4.1 Вода для бетонов и строительных растворов должна соответствовать требованиям настоящего стандарта.

4.3 Для приготовления бетонных и растворных смесей, ухода за бетоном и промывки заполнителей не допускается применение сточной, болотной и торфяной воды.

4.4 Содержание в воде растворимых солей, сульфатов, хлоридов и взвешенных частиц в зависимости от ее назначения не должно превышать значений, указанных в таблице 1.

Таблица 1 - Содержание в воде растворимых солей, сульфатов, хлоридов и взвешенных частиц

Максимальное допустимое содержание, мг/л

ионов

1 Вода для затворения бетонной смеси при изготовлении напряженных железобетонных конструкций и нагнетаемого раствора

2 Вода для затворения бетонной смеси при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой, в т.ч. для водосбросных сооружений и зоны переменного горизонта воды массивных сооружений, а также строительных штукатурных растворов и растворов для армированной каменной кладки

3 Вода для затворения бетонной смеси при изготовлении бетонных неармированных конструкций, к которым не предъявляются требования по ограничению образования высолов, бетона бетонных и железобетонных конструкций подводной и внутренней зон массивных сооружений, а также строительных растворов для неармированной каменной кладки

4 Вода для промывки заполнителей, включая мокрую контрольную сортировку и охлаждение заполнителей

5 Вода для поливки рабочих швов при перерывах в бетонировании, поверхностей стыков, подлежащих омоноличиванию, и поверхностей водосбросных конструкций, а также вода для трубного охлаждения массива бетона

6 Вода для поливки законченных наружных поверхностей бетонных и железобетонных конструкций

7 Вода для поливки наружных поверхностей бетонных конструкций (включая поверхности водосбросных сооружений), если на поверхности допускается появление выцветов, высолов

Примечание - Вода для приготовления бетона на глиноземистом и гипсоглиноземистом цементах должна соответствовать требованиям настоящей таблицы.

4.5 Общее содержание в воде ионов натрия Na + и калия К + в составе растворимых солей не должно превышать 1500 мг/л.

4.6 Вода, соответствующая требованиям, приведенным в таблице 1 , содержание нитратов, сульфидов, сахаров, фосфатов, свинца и цинка в которой не превышает значений, приведенных в таблице 2 , признается пригодной, если по сравнению с результатами испытаний, проведенных на питьевой воде, сроки схватывания цемента изменяются не более чем на 25 %, прочность бетона через 7 и 28 дней нормально-влажностного твердения, а также морозостойкость и водонепроницаемость бетона не снижается, а арматурная сталь в бетоне находится в устойчивом пассивном состоянии.

Таблица 2 - Содержание в воде нитратов, сульфидов, сахаров, фосфатов и цинка

Максимальное содержание, мг/л

Фосфаты в расчете на P ₂ O ₅

Нитраты в расчете на

Сульфиды в расчете на S 2-

Свинец в расчете на Pb 2+

Цинк в расчете на Zn 2+

4.7 Допускается к применению вода при наличии на поверхности только следов (радужной пленки) нефтепродуктов, масел и жиров.

4.8 Водородный показатель воды pH должен быть не менее 4 и не более 12,5.

4.9 Окисляемость воды должна быть не более 15 мг/л.

4.10 Допускается к применению вода при интенсивности запаха не более двух баллов.

4.11 Окраска воды должна находиться в пределах от бесцветной до желтоватой с цветностью не выше 70° по ГОСТ 3351 . Если к бетону предъявляются требования технической эстетики, цветность воды не должна превышать 30°. Допускается в отдельных случаях использование воды с цветностью более 70°. При этом пригодность воды должна быть установлена испытанием по определению физико-технических свойств бетонной смеси и бетона, указанных в 4.2 .

4.13 В местах водозабора (при первичном контроле качества воды) содержание грубодисперсных примесей в воде не должно быть более 4 % по объему.

4.14 Требования и методы испытаний для предварительной оценки качества воды для бетонов и строительных растворов приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Требования и методы испытаний для предварительной оценки качества воды

1. Наличие нефтепродуктов, масел и жиров

Допускаются только следы

2. Наличие поверхностно-активных веществ

Стойкость пены - не более 2 мин

От бесцветной до желтоватой

4. Грубодисперсные примеси в воде:

- после промывки оборудования по приготовлению и транспортированию бетонных и растворных смесей

- из других источников

Не более 4 % по объему

Допускается легкий запах цемента, а при применении золы уноса - легкий запах сероводорода.

- после промывки оборудования по приготовлению и транспортированию бетонных и растворных смесей

- из других источников

Только запах питьевой воды. Отсутствие запаха сероводорода после добавления соляной кислоты.

Не более 15 мг/л

8. Наличие гуминовых веществ

После добавления NaOH цвет воды должен быть слабо желтовато-коричневым или светлее

5.1 Объем проб воды, отбираемой для испытаний, должен быть не менее 5 л.

5.2 Проба воды должна быть характерной для планируемого источника потребления воды. Пробы воды из источника с непостоянным химическим составом примесей отбирают с учетом сезонных, суточных и других изменений содержания примесей.

5.3 Отбор, хранение и транспортирование проб воды - в соответствии с ГОСТ 24481.

5.4 Отобранная проба воды должна быть испытана не позднее чем через две недели после ее отбора.

6.1 Испытание воды проводят не менее чем один раз в год, а также при обнаружении отклонений свойств воды от требований, указанных в разделе 4, и при изменении источника потребления воды. Испытания проводят по схеме, приведенной в приложении А.

6.2 Питьевая вода, соответствующая требованиям ГОСТ 2874, применяется по любому назначению без дополнительных анализов.

6.3 На первом этапе испытаний проводят осмотр воды в стеклянном прозрачном измерительном цилиндре вместимостью 100 мл по ГОСТ 1770 для определения запаха, цвета, наличия масел, жиров, эмульсий, твердых и пенообразующих веществ.

(1)

где V _гр.ч - объем грубодисперсных частиц, мл;

1,25 - коэффициент, учитывающий плотность упаковки грубодисперсных частиц в осадке;

V - объем воды в мерном цилиндре, мл.

6.4 Содержание в воде хлорид-ионов ( Cl - ) определяют по ГОСТ 4245 , сульфат-ионов () - по ГОСТ 4389 , растворимых солей - по ГОСТ 18164 , ионов цинка (Zn 2+ ) и ионов свинца (Pb 2+ ) - по ГОСТ 18293 , фосфат-ионов () - по ГОСТ 18309 , нитрат-ионов () - по ГОСТ 18826 , ионов натрия (Na + ) - по ГОСТ 23268.6 , ионов калия (K + ) - по ГОСТ 23268.7 .

6.5 Содержание сульфид-ионов ( S 2- ) и сахара в воде определяют по методикам измерения концентраций в соответствии с [ 1 ].

6.6 Водородный показатель pH определяют потенциометрическим методом с помощью pH-метров любых марок со стеклянными электродами с диапазоном pH от 0 до 14 и погрешностью измерений, не превышающей ±0,1. Для определения отбирают от 10 до 50 мл воды в стеклянный стакан вместимостью от 50 до 100 мл по ГОСТ 25336 . Определение pH выполняют согласно инструкции к прибору.

6.7 Для определения содержания взвешенных частиц пробу воды объемом от 0,5 до 1 л взбалтывают в течение 20 с вручную и фильтруют ее через предварительно взвешенный тигель с пористым дном с размером пор от 5 до 10 мкм. Тигель с осадком высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре (105 ± 5) °C до тех пор, пока разность между результатами двух последовательных взвешиваний будет не более 0,1 % массы навески.

Содержание взвешенных частиц M , мг/л, вычисляют по формуле

(2)

где m ₁ - масса тигля с высушенным осадком, г;

т ₂ - масса тигля, г;

V - объем воды, отобранной на анализ, мл.

6.10 Соответствие воды требованиям 4.6, 4.11, 4.12 определяют сравнительными испытаниями цемента и бетона, приготовленных на испытуемой и питьевой воде. Сроки схватывания цементного теста определяют по ГОСТ 310.3, прочность бетона - по ГОСТ 10180, морозостойкость - по ГОСТ 10060.0, ГОСТ 10060.1, ГОСТ 10060.2, водонепроницаемость - по ГОСТ 12730.5, коррозионное состояние арматуры - по ГОСТ 31383.

Акт испытаний воды должен содержать:

а) описание вида и источника воды;

б) название населенного пункта отбора пробы;

в) время и дату отбора пробы;

г) наименование испытательной лаборатории, ее адрес и телефон, а также фамилию ответственных за испытание лиц;

д) дату испытания;

е) результаты испытаний и их оценку при сравнении с требованиями настоящего стандарта;

ж) ссылку на методы испытаний или примененные для испытания специальные методики.

Схема испытания воды для бетонов и растворов приведена рисунке А.1.

Рисунок А.1 (лист 1)

Рисунок А.1 (лист 2)

Таблица Б.1 - Содержание растворимых солей и ионов в воде морей и океанов

ионов

Заливы Балтийского моря

Океаны и открытые моря

В.1 Область применения

Воду после промывки оборудования по приготовлению и транспортированию бетонных и растворных смесей (далее - регенерированная вода) используют для приготовления бетонных и растворных смесей самостоятельно или в комбинации с другим видом воды.

В.2 Термины и определения

В.2.1. регенерированная вода бетонного производства:

Вода, включающая в себя:

- воду из остаточного бетона;

- воду после мойки перемешивающих емкостей стационарных смесителей, автобетоносмесителей и бетононасосов;

- техническую воду, которая поступает после отдельных производственных процессов (от фрезерно-отрезного станка, после шлифования и водной резки затвердевшего бетона и т.п.);

- воду, которая поступает во время производства бетонной смеси.

Регенерированная вода может изыматься из:

- водоема со специальными устройствами, с помощью которых твердые вещества могут гомогенно распределяться в регенерированной воде;

- отстойника или похожих установок, если регенерированная вода остается достаточно долго в отстойнике, при этом находящиеся в ней твердые вещества могут осаждаться.

Примечание - Остаточная вода из установок регенерации бетонного производства содержит переменные количества грубых частиц, средний размер которых менее 0,25 мм.

В.2.2 комбинированная вода: Смесь из регенерированной воды бетонного производства и воды из другого источника.

В.2.3 остаточный бетон: Свежеприготовленная бетонная смесь, которая не укладывалась или поступала для использования после очистки бетоносмесителей на предприятии-производителе. К остаточному бетону относится также свежеприготовленная бетонная смесь, которая поступает для использования после очистки автобетоносмесителей и бетононасосов.

Остаточный раствор может рассматриваться как остаточный бетон.

В.3 Ограничения применения регенерированной воды

Регенерированная вода бетонного производства или комбинированная вода могут использоваться как вода затворения при производстве бетона, железобетона, предварительно напряженного бетона, если выполняются следующие требования:

- дополнительная масса твердых веществ в бетоне при применении регенерированной воды бетонного производства должна составлять менее 1 % общей массы смеси заполнителей;

- возможное влияние применения регенерированной воды должно быть указано в особых случаях, например, при производстве «лицевого» бетона, предварительно напряженного железобетона, ячеистого бетона, бетона, эксплуатирующегося в агрессивных условиях окружающей среды, и т.д;

- масса использованной регенерированной воды при производстве должна максимально возможно равномерно распределяться в течение суток.

Примечание - В особых случаях масса твердых веществ может быть более 1 %, если подтверждено, что могут быть обеспечены все требуемые характеристики бетона.

В.4 Требования к регенерированной воде

В.4.1 Общие требования

Регенерированная или комбинированная вода для бетона должна соответствовать требованиям раздела 4 и дополнительно следующим требованиям.

В.4.2 Хранение

Находящаяся в водоеме регенерированная вода должна быть тщательно защищена от загрязнений.

В.4.3 Распределение твердых веществ в регенерированной воде

В случае, если плотность регенерированной воды превышает 1,01 кг/л, равномерное распределение твердых веществ в регенерированной воде необходимо обеспечить предназначенными для этого мероприятиями.

При плотности регенерированной воды менее 1,01 кг/л массу твердых веществ допускается не учитывать.

В.4.4 Содержание твердых веществ в регенерированной воде

Содержание твердых веществ в регенерированной воде определяют в зависимости от плотности по таблице В.1. Твердые вещества и регенерированную воду следует учитывать при назначении составов бетона.

Оценку произведем для безнапорного сооружения, находящегося в зоне распространения грунтовых вод с низкими фильтрационными свойствами Кф

1. Углекислая агрессия. Ввиду отсутствия данных о содержании агрессивной СО₂ в воде определим ее расчетом

Kj . lQpH + O . SVn

где (СО₂)о — свободная углекислота; Що — общая щелочность воды;

гЩо=гНСОГ+2/-СО|~ -4,93 мг-экв/л;

Ki принимаем по табл. 6.3.1 для /—18 °С равным 4,00- JO" 7 . Ионная сила раствора

(rNa ++rCl-+rHCO~)+2(rCa 2 ++nMg- 2 ++,-SO 2 -)

2-Ю 3 = (33.36+37,2+4.93)+2(12,5+9.13+12.86)

Согласно принятым данным:

4 0-10~ 7 - I0-> 5!l) '5-vo,o72 4,0- Ю°' 5 +°' 5 0>?7

— - 12,41 мг/л. 10°' 64 4,37

Концентрация агрессивной углекислоты

Z / f \

Коэффициент А, учитывающий долю равновесной углекислоты в общей ее концентрации, определим по формуле:

К.-ПРсвсо.-Ю 3 ^ 5 - 96 '

где Кь К2 — константы первой и второй степени диссоциации угольной кислоты; определяем их значения по табл. 6.3.1 для температуры 18 °С.

ПРсаСо,— произведение растворимости', согласно табл. 6.3.2, для температуры 18°Сэто произведение равно 5,59-10~ 9 ; |л = 0,072. Содержание Са равно 183,0 мг/л. Согласно принятым данным,

4-10-" -183 _____ _ 183

~ 4-10- 7 • 5,59• 10- 9 Лозда^ 96 ~~ 10- 5 -5,59-10 зл ' 27 ^' 96

10- 5 -5,59-IO°' 8l + 5 ^ lO-s-IOe- 97 Ю 1 - 97 " 93,5 Тогда:

-484+22уШ+Гб522 _щ84в = 7l51±- 56 ?^_108 46 = 0,7 0,7

= -^- —108,46 =111,83—108,46 = 3,37 мг/л. 0,7

Таким образом, содержание агрессивной углекислоты в иоде составляет 3,37 мг/л.

2. Выщелачивающая агрессия. В оцениваемой воде присутствуют ионы НСОГ , обеспечивающие бикарбонатную щелочность, равную 4,93 мг/л. Согласно норме (прил. 2, табл. 4), вода обладает слабой агрессивностью при щелочности менее 1,35 мг-экв/л. Следовательно, оцениваемая вода не агрессивна для данного сооружения, т. к. 4,93 более 1,35.

3. Общекислотная агрессия. Показатель рИ исследуемой воды равен 7,5. С учетом примечания 1 (прил. 2, табл. 4) при

коэффициенте фильтрации грунтов, в которых находится сооружение, менее 0,1 м/сут эту величину нужно уменьшить в 1,3 раза, что составит 7,5:1,3 = 5,33.

Полученная величина укладывается в пределы 5—6,5 — для бетона нормальной проницаемости и характеризует слабое агрессивное воздействие. Для ликвидации агрессии следует готовить бетон более плотный с пониженной проницаемостью.

4. Магнезиальная агрессия возможна при содержании ионов магния 3000 мг/л (прил. 2, табл. 4), что значительно превышает количество ионов Mg+ 2 в оцениваемой воде (152 мг/л).

Следовательно, данная вода не угрожает магнезиальной агрессией.

Следовательно, исследуемая вода обладает слабой агрессией.

Для других видов цемента вода не агрессивна.

6. Агрессивное воздействие воды на арматуру сооружения определим по содержанию ионов хлора в исследуемой воде, равном 1319 мг/л. С учетом концентрации сульфат-попа 5О^~ = 618 мг/л оценочная величина хлоридов определится как

(С1-) = 1319,0+0,25-618= 1390,0+54,5= 1473,5 мг/л.

Полученная величина укладывается в пределах норм от 500 до 5000 мг/л, что при постоянном погружении сооружения и воду не опасно для коррозии арматуры, а при периодическом смачивании создаются условия для среднеагресснпного воздействия, что требует специальных защитных мер против коррозии (цинкование, электрохимическая защита и др.).

7.9. Коррозийное действие воды на металл

Для оценки коррозийного действия воды определим ее стабильность. Для этого нужно знать рН, соответствующий равновесному насыщению воды карбонатами кальция (рН_с).

здесь рКа — отрицательный логарифм константы второй ступени диссоциации угольной кислоты. По табл 631 при Г=18°С рК₂=10,4;

рПРсасо₃— отрицательный логарифм произведения растворимости СаСО 3 при /=18°С (табл. 6.3.2), равен 8,25.

Остальные величины известны из ранее приведенных расчетов (см. 7.8): Са 2 +=183 мг/л, гЩ₀ = 4,93 мг-экв/л, И' = 0,072.

Согласно принятым величинам,

При исходном рН воды 7,5 индекс насыщения (индекс Ланжелье) будет равен

т. к. /^=0 — вода нестабильна.

Ввиду положительного значения / вода не будет обладать коррозией, но из нее может выделяться на стенках труб осадок СаСОз- Это свойство в данной воде будет выражено весьма слабо, т. к. нестабильность воды заметно проявляется при / = ±0,5.

ЛИТЕРАТУРА

1. Айдаров И. П., Корольков А. И. Оценка пригодности коллек-

торно-дренажных вод для орошения. — Гидротехника и мелиорация. — 1982. — № 11.

2. А л е к и н О. А. Основы гидрохимии. — Л,: Гидрометеоиздат, 1970.--

3. Алиев Э. Д., Вартанов И. И. Опыт использования минерализован-

ных вод для орошения в США: Экспресс-информ. Мелиорация за рубежом; сер. 7, вып. 5. — ЦБНТИ, 1976, —3—14 с.

4. Богомолов Ю. Г., Ж а б и н В. Ф., Ха ч ату рьян В. X. Изме-

нение гидрогеологических условий под влиянием мелиорации. — Жука, 1980.— 164 с.

5. Валяшко М. Г. Единство природных вод и некоторые вопросы их

геохинии//Вестн. МГУ. — 1966. — № 5. — С. 34—52.

6. Гедроиц К. К- Учение о поглотительной способности почв. — М.:

Сельхозгиз, 1933. —207 с.

7. Запарий М. П. Районирование территории СССР по использованию

подземных вод для ирригации. — М; Недра, 1973.— 124 с.

8. К а ц Д. М. Влияние орошения на грунтовые воды. — М,: Колос,

9. Кац Д. М. Основы геологии и гидрогеология. — М,: Колос, 1931.—

10'. Кац Д. М. Методические рекомендации по контролю за мелиоративным состоянием земель,—М.: ВНИИГиМ, 1982. —Выи. 1.2.— 78, 108 с.

11. Кляч к о В. А., Апельцин И. Э. Очистка природных вод. — М:

Изд-во лит-ры по строит-ву, 1971. — 580 с.

12. Ков да В. А. Проблема использования минерализованных вод: Сб.

науч. тр.,'В/о Союзводпроект. — №'53. — 1980.

13. К овд а В. А. Качество оросительной воды: Сб./Ин-т им. Докучае-

14. К овд а В. А. Основы учения о почвах.— М.: Наука, 1973, кн. 1.—

448 с., кн. 2, —468 с.

15. К о с т я к о в А. II. Основы мелиорации. — М.: Сельхозгчз, 1951. —

16. Кузнецов С, И., Иванов М. В., Л я л и к о н а Н. Н. Введение в

геологическую микробиологию. — М.: АН СССР, 1962. — 240 с.

17. Львович М. И. Мировые водные ресурсы и их будущее. — М.:

Мысль, 1974, —447 с.

18. Львович М. И. Водный голод может быть предотвращсн//Водный

голод планеты.—М.: Знание, 1969.— С. 38—47.

19. Основы гидрогеологии. Общая .гидрогеология. — Новосибирск: На->-

20. Основы гидрогеологии. Использование и охрана подземных вод.—

Новосибирск: Наука, 1983.— 232 с.

21. Основы гидрогеологии. Гидрогеохимия. — Новосибирск: Наука,

22. Основы гидрогеологии. Геологическая деятельность и история воды

в земных недрах. — Новосибирск: Наука, J982. — 240 с,

23. Панков В. М. Мелиоративное почвоведение (Засоленные и заболи •

ченные почвы Средней Азии и их мелиорация). — Ташкент: Изд-во Укитувчи, 1974.— 416 с.

24. Пиннекер Е. В. Охрана подземных вод. — Новосибирск: Наука,

25. Пить ев а К. Е. Гидрогеохимия. — М.: Изд-во МГУ, 1978.— 328 с.

26. Пономарева В. В., С о т н и к о в а Н. С. Закономерности процессия

миграции и аккумуляции элементов в подзолистых почвах (лизиметрические наблюдения)//Биохимические процессы в подзолистых почвах.— Л.: Наука, 1972. — 6—55 с.

27. Пономарева В. В. К вопросу о кислотно-основных свойствах лизи-

метрических вод в подзолистых почвах/уПочвоведение.— № 5.— 1973.— 124—134 с.

28. Посохов Е. В. Формирование химического состава подземных вод.—

М: Гидромстеоиздат, 1969.—334 с.

29. Рабочее И. С. Использование минерализованных вод для орошения

и рассоления почв и основные направления дальнейших псследова-ний//Использование минерализованных вод для орошения, — М.: Колос, 1973.

30. Pax им баев Ф. М., И б р а г и м о в Г. А. Исполь юиаипе дренажных

и грунтовых вод для- орошения. — М.: Колос, 1978.— 190 с.

31. Рекомендации но оценке воды для орошения сельскохозяйственных

культур. Сост. С. Я. Сойфср. — М.: ВПИИГиМ, 1983. — С. 40.

32. Самарина В. С. Гидрогсохимим. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1977. — 360 с.

33. Сем их а тон А. Н. Гидрогеология. — М.; Сельхо:шздат, 1954. — 328 с.

34. Скреб чинена и Л. В., Янголь А. М., Гончаров С. М., Ко-

робе и ч е н к о С. М. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации. — Киев: Высшая школа, 1977.

35. Смирнов С. С. Зона окисления сульфидных месторождений. — М.:

АИ СССР, 1955.— 330 с.

36. Соколов И. Ю. Таблицы н номограммы для расчета результатов хи-

мических анализов природных вод.-~М.: Недра, 1974.— 160 с.

37. Справочник гидрогеолога/Под ред. М. Е. Альтовского. — М.:

Изд-во лит-ры по геологии и охране недр, 1962. — 618 с.

38. Справочное пособие "гидрогеолога (под ред. В. М. Максимова),

т. 1.—Л.: Недра, 1979.—512 С.; т. II, 295 с.

39. Сойфер С, Я. Классификация минерализованных вод по степени их

пригодности для орошения//Тидротехника и мелиорация, 1982.— № 6. — 75—76 с.

Строительное водопонижение применяется для снижения уровня грунтовых вод и величины избыточного напора межпластовых.

Способы водопонижения:

· принудительные –откачка воды из котлована, траншеи, среди них: открытый водослив и глубинное водопонижение с помощью скважин; в этих случаях столб воды в котлован, траншеях отсутствует;

· самотечные –отвод воды дренажными траншеями – столб воды есть.

Котлован (10х10) – совершенный: дно доходит до водоупора или врезается в него.

2. Характер потока, формируется в процессе водопонижения вокруг выемки, зависит от соотношения её сторон:

3. Формула для расчёта притоков является уравнение Дюпюи:

– приток воды (дебит), ;

– коэффициент фильтрации грунта водоносного слоя,

– напор, мощность при статическом уровне (до водопонижения), м

= уровень подземных вод (установ) – отметка подошвы слоя:

в совершенном котловане откачивается весь столб воды:

– напор, мощность при динамическом уровне (после водопонижения), м;

– радиус влияния котлована, м:

– радиус влияния водопонижения;

– приведённый радиус котлована, м:

где F – площадь котлована, F=l*b = 10*10 = 100 ;

3.2. Расчёт притока воды к несовершенным выработкам (котлован или траншея)

Траншея (100х5) – несовершенный: дно не доходит до водоупора.

2. Характер потока, формируется в процессе водопонижения вокруг выемки, зависит от соотношения её сторон:

3. Формула для расчёта притоков является уравнение Дюпюи:

– приток воды (дебит), ;

– коэффициент фильтрации грунта водоносного слоя,

–мощность « активной зоны »:

где – высота столба воды в траншеи до понижения:

= WL- DL = 35,6-34,1 = 1,5 м.;

2,2м - 1,5м = 0,7 м - напор, мощность при динамическом уровне (после водопонижения)

– глубина траншеи; 2,2 м - мощность слоя;

Вода – неизменный компонент любого бетона. К ней определяются определенные требования – низкая кислотность, отсутствие солей и органических добавок, таких как грунт, жиры, нефтепродукты и т.д. Но для качественного бетона важным моментом является и водоцементное соотношение – количество жидкости и цемента, которые нужно добавить для получения конкретного объема раствора.

Почему это важно?

Под водоцементным соотношением понимают отношение массы воды к массе цемента, необходимого для приготовления рабочей смеси. Если в бетон добавить жидкости больше, чем нужно, его качество резко ухудшается, показатели бетона М400 могут соответствовать марке М200. После укладки монолит расслаивается, при этом его прочность снижается в несколько раз. Тем не менее, без воды невозможна гидратация цемента, поэтому она должна присутствовать. По водоцементному соотношению бетонной смеси требования изложены в ГОСТ по каждому конкретному виду цемента. Снижение прочности бетона в зависимости от марки и В/Ц соотношения представлено в графике.

Этот же процесс можно увидеть по таблице:

Нелинейность характеристик связана с тем, что химический процесс отвердевания бетона достаточно сложен. Например, влага, которая не участвует в гидратации, остается несвязанной, в результате чего в монолите остаются капилляры и поры, снижающие его плотность и прочность. При этом поры к поверхности бетона расширяются, поэтому он начинает крошиться за счет снижения водопроницаемости. Если влага остается в толще бетона до морозов, она неизбежно замерзнет и начнет разрывать конструкции изнутри, уменьшая прочностные характеристики. При этом лишняя вода влияет на подвижность раствора, которая тоже должна быть оптимальной. Зависимость высоты конуса от водоцементной смеси и пропорций других компонентов можно увидеть в следующей таблице:

Это означает, что правильно подобранное водоцементное соотношение – гарантия того, что бетон будет отвечать заявленным характеристикам.

Расчет количества воды

Согласно общепринятому правилу, для полной гидратации портландцемента ему потребуется всего 25% воды от его массы. Но на практике применить такую смесь невозможно, поскольку она окажется излишне жесткой, поэтому для получения достаточной пластичности потребуется больше воды. Чтобы получить пластичный, удобный для укладки раствор, необходимо показатель водоцементного отношения для бетона должен быть в рамках от 0,4 до 0,75. При меньшем значении его подвижность будет слишком мала и при укладке могут оставаться полости, если значение будет превышать максимальное, цемент расслоится, его прочность резко снизится, особенно это касается бетонов высоких марок.

От коэффициента В/Ц соотношения зависят свойства бетона. Если конструкции эксплуатируются в сложных условиях без дополнительной гидроизоляции, водоцементное соотношение не должно превышать 0,4, такой бетон используется, например, для производства тротуарной плитки. Для заливки фундаментов требуется большая подвижность смеси, поэтому допускается верхняя граница 0,75. Если бетонный монолит или конструкция требуют повышенных показателей морозостойкости, В/Ц не должно превышать 0,5.

Для изготовления бетонной смеси используется портландцемент высокой активности марок М400 или М500. Показатель соотношения воды к цементу, в зависимости от его вида, марки или класса бетона, можно определить по таблице:

Класс бетона (марка)	ПЦ 400	ПЦ 500
В 7,5 (М100)	1,3	—
В 12,5 (М150)	0,85	—
В 15 (М200)	0,69	0,79
В 20 (М 250)	0,57	0,64
В 22,5 (М300)	0,53	0,61
В 25 (М300-М350)	0,5	0,58
В 27,5 (М350)	0,48	0,55

Очевидно, что чем выше марка бетона, тем больший расход цемента требуется при меньшем количестве жидкости, нужная подвижность в этом случае достигается за счет применения пластификаторов – присадок, повышающих подвижность бетона без добавления воды. К примеру, для изготовления бетона М300 на 100 кг цемента потребуется 100·0,53=53 л воды для ПЦ 400 или 100·0,61=61 л для ПЦ 500.

Распространенные ошибки

При самостоятельном изготовлении бетонной смеси нередко допускаются ошибки, существенно снижающие ее качество. Самая распространенная из них – превышенное водоцементное отношение. Это связано с тем, что очень важно правильно уложить, а затем уплотнить бетонную смесь, что легче сделать при большей подвижности, которая достигается добавлением лишней воды. Но при этом существенно снижается качество материала – первый признак, выступление жидкости на поверхности после укладки.

Добиться того же эффекта без превышения количества воды можно при помощи пластификаторов.

Еще одной распространенной ошибкой является неправильный уход за бетоном. Процесс гидратации цемента должен проходить при постоянной температуре и максимальной влажности. Поэтому его требуется регулярно смачивать или укрывать полиэтиленом. В этом случае плотность и прочность получившегося бетона будет в несколько раз превышать аналогичный показатель монолита, высушенного без соблюдения этих условий за счет появления микрополостей и капилляров.

При этом нужно осознавать, что изменение свойств бетона не находится в линейной зависимости от внешних факторов и состава. При сниженном показателе водоцементного соотношения смесь быстро схватится в течение первых трех дней, но такой бетон будет иметь меньшую прочность, чем тот, который был приготовлен с повышенным соотношением воды и цемента, при условии, что соблюдались все технологические условия. Поэтому при изготовлении бетонных смесей подбирать варианты с оптимальным значением водоцементного отношения.

При высоких водоцементных отношениях пространство между двумя цементными зернами так велико, что оно не может быть заполнено при полной гидратации цемента. Остается избыточная вода, которая испаряется и оставляет пустоты (поры, капилляры).

Вывод

Правильное водоцементное соотношение – одно из главных условий получения качественного бетона. При этом известное правило, что для гидратации цемента требуется только 25% воды от его массы, не применимо на практике. Это связано с тем, что некоторый излишек воды должен обязательно оставаться для обеспечения подвижности раствора. Малое количество воды негативно сказывается на прочности конструкций и монолитов после полного схватывания, делает невозможным качественное уплотнение смеси. Поэтому при производстве бетонов различных марок необходимо придерживаться технологических требований.

Лишняя влага в строительном растворе тоже приводит к снижению его качества. Если жидкость не связана должным образом, то компоненты раствора расслаиваются в нем относительно собственной плотности. В результате вместо монолита получается «слоеный пирог», не соответствующий никаким техническим требованиям. Главным признаком излишка воды — ее выделение на поверхности уложенного монолита. Поэтому, в тех случаях, когда требуется дополнительная удобоукладываемость раствора, например, заполнении опалубки с густым армированием, лучше использовать пластификаторы. Они придадут раствору дополнительную подвижность без добавления излишней воды. Обязательно нужно учитывать тот факт, что при укладке бетонной смеси при температурах ниже нуля, В/Ц должно быть как можно ниже, чтобы большая часть воды участвовала в гидратации вяжущего с выделением тепла.

В частном строительстве для получения нужного водоцементного соотношения целесообразно сделать пробный замес. Для этого к одной части цемента добавляют 3 части песка, слегка увлажняют получившийся материал и добавляют 5 частей щебня. После этого вода добавляется мелкими порциями из мерной посуды (чтобы знать ее объем) для получения нужной подвижности раствора. После этого ком бетонного раствора укладывают на ровную поверхность – если он держит форму, водоцементное отношение оптимальное, если расплывается – воды много, когда ком разваливается и расслаивается, в него нужно дополнительно добавить воду.

Читайте также: