Соли и вода в строительстве

 

Соли

 

Соли состоят из металла и кислотного остатка. В соли, например в сульфате меди (CuSO₄), ион металла — меди Сu²⁺ связан с кислотным остатком серной кислоты SO₄^2-.

Соли разделяются в водном растворе, так же, как и кислоты и щелочи, частично или полностью на ионы и поэтому проводят электрический ток. Соли получаются при нейтрализации кислоты и щелочи (рис. «Образование соли при нейтрализации»), а также при реакции кислоты с металлом или окислом металла. Химическое название солей указывает на участвовавшую в их происхождении кислоту и металл (табл. «Названия солей»). Сильная кислота вытесняет слабую кислоту из ее соли и образует новую смоль. Если полученные соли растворимы в воде, они могут быть причиной строительных повреждений.

 

 

ПРИМЕРЫ:

СаСO₃ + 2НСl     —————————► СаСl₂ + Н₂СO₃ (Хлорид кальция водорастворимый)

СаСO₃ + 2HNO₃ —————————► Ca(NO₃)₂ + Н₂СO₃ (Нитрат кальция водорастворимый)

 

 

Растворимость солей в воде различна. Тогда как, например, силикаты как основная часть каменных материалов не растворимы или трудно растворимы в воде, вредные для строительства нитраты легко растворяются в воде (табл. «Водорастворимость солей»).

Растворенные в воде соли при испарении воды образуют кристаллы, например сульфат кальция (гипс) и нитрат кальция (стеновая селитра). Они притягивают воду (в кристаллическом состоянии). При этом происходит увеличение объема материала.

 

Важные для строительства соли

 

Карбонат кальция (СаСO₃) не растворим в воде и является основной составной частью многих природных камней, например известняка и, соответственно, мрамора. Он получается при твердении известкового раствора.

Сульфат кальция (CaSO₄) или гипс, а также сульфат магния (MgSO₄) являются вяжущими веществами. Если они входят в соприкосновение с кислотами, то возникающие при этом новые соли из-за их высокой растворимости в воде и образования кристаллов воды могут привести к строительным повреждениям (вымывание и откалывание материала).

Силикат кальция (CaSiO₃) не растворим в воде и получается при твердении гидравлических известей и цементов. Силикат калия (K2Si03), силикат магния (MgSiO₃), силикат кальция (CaSiO₃) и силикат алюминия (Al₂(SiO₃)₂) являются составными частями многих каменных материалов. Силикат натрия (Na₂SO₃) применяется для производства средств пожаротушения.

Нитрат кальция (Ca(NO₃)₂), называемый также стеновой селитрой, образуется в навозных траншеях и в хлевах для скота. Он может полностью разрушить строительные конструкции.

Кислоты, щелочи и соли начинают действовать только в водных растворах. Тщательная гидроизоляция строительных сооружений в любом виде препятствует проникновению и транспортировке этих веществ и защищает строительное сооружение от повреждений.

 

Вода

 

Вода в природе подвержена круговороту. Она испаряется на поверхности земли из рек и морей. Из тумана (водяного пара) образуются облака, которые при охлаждении становятся дождем (рис. «Круговорот воды в природе»).

 

 

Встречающаяся в природе вода химически не является чистой. Морская вода содержит большее количество различных солей, например поваренной соли (NaCl), сульфата магния (MgS0₄) и сульфата натрия (Na₂SO₄). Содержание солей, например, в Северном море составляет 36 г/литр. Вода с солями кальция называется жесткой.

Вода из источников, рек и озер содержит в основном соли кальция и магния. Содержание гидроген-карбоната кальция (Са(НСO₃)₂) и сульфата кальция (CaSO₄), называемое также известковой жесткостью и гипсовой жесткостью, является определяющим для степени жесткости воды. При испарении жесткой воды выделяется гидроген-карбонат кальция в виде каменного осадка на стенках и днище кастрюль. Жесткую воду можно сделать мягкой путем добавки специальных веществ.

Дождевая вода, которая вначале состоит из дистиллированной воды, по пути через воздух соприкасается с частичками пыли и копоти, а также с двуокисью углерода (углекислый газ СO₂) и с двуокисью серы (SO₂) и становится слабокислой («кислотные дожди»).

Грунтовая вода — это вода, которая попадает в землю при просачивании осадков в глубоко лежащие слои скальных и нескальных грунтов и заполняет пустоты в земной коре. На пути через слои земли вода очищается от взвесей. Однако она может растворять и принимать другие находящиеся в земле вещества. Она может скапливаться над водонепроницаемыми слоями. Верхняя граница скопления грунтовой воды называется уровнем грунтовых вод. Если грунтовая вода выходит на поверхность, то она образует источник.

 

Состояния воды

 

Вода — это вещество, которое в природе может быть твердым в виде льда, жидким в виде воды и газообразным в виде пара. Лед тает при 0 °С (точка плавления). Необходимое для плавления (таяния) 1 кг льда количество тепла составляет 335 кДж (теплота плавления). Вода испаряется при нормальном давлении воздуха при 100 °С (точка кипения). Для испарения 1 кг воды требуется количество тепла в 2250 кДж.

Водяной пар конденсируется при охлаждении ниже 100 °С (точка конденсации) в воду (конденсационная вода или конденсат). Она замерзает при 0 °С (точка замерзания) и превращается в лед (рис. «Агрегатные состояния воды»). Вода при +4 °С имеет наибольшую плотность.

 

 

Когда она охлаждается до 0 °С и превращается в лед, она расширяется. 10 объемных частей воды соответствуют 11 объемным частям льда. Это встречающееся только у воды свойство называют аномалией воды.

Вода в строительной технике находит широкое применение, например:

• В качестве воды затворения для приготовления свежего бетона и раствора;
• В качестве текучего и транспортирующего средства, например при укладке свежего бетона, а также при твердении бетона;
• При уходе за бетоном после укладки для поливки и орошения бетонной поверхности;
• В качестве растворяющего и диспергирующего средства при изготовлении и укладке красочных слоев и битумных эмульсионных покрытий;
• В качестве моющего и поливочного средства для очистки поверхностей строительных конструкций;
• Для очистки инструментов и машин.

 

Вода может приводить также и к повреждениям строительных конструкций, например, при дожде за счет восприятия вредных веществ из воздуха и их транспортировки на поверхности строительных конструкций, например:

• В качестве грунтовой воды и, соответственно, влажности грунта за счет растворения и по большей части капиллярной транспортировки вредных субстанций к строительным конструкциям;
• В качестве водяного пара, который в большинстве случаев попадает в конструкции за счет диффузии, увлажняет конструкцию и тем самым приводит к снижению ее теплозащитных качеств;
• В качестве льда, который за счет увеличения объема при замерзании воды создает разрывающее материал давление, которое приводит к откалыванию материала на поверхности строительных конструкций или к провалам на дорогах.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЕ ПОЧИТАТЬ: