Агрессивность подземных вод.

Разрушительное воздействие воды на бетон и металлы, возможное при определенном ее ионном и газовом составе, обозначают как агрессивность. По отношению к бетону принято различать несколько видов агрессивности (Табл. 5.).

Таблица 5.Виды и признаки агрессивности подземных вод

Агрессивность выщелачивания.Проявляется в частичном раство­рении карбоната кальция, входящего в состав бетона. Она возможна при ма­лом содержании в воде НСОз^-1 - 0,4-1,5 мг-экв/л.

Углекислая (углекислотная) агрессивностьобусловлена действи­ем агрессивного углекислого газа СО₂ (именно газа, а не иона СО₂^2-). Опас­ное его содержание в воде зависит от количества аниона НСОз^-1, минерализации воды и от условий, в которых возможно проявление агрессивности (коэффициент фильтрации, напор, сорт цемента и т.п.). При наиболее опас­ных условиях максимально приемлемое содержание СO₂ составляет 3 мг/л, при наименее опасных допустимо увеличение его количества до 8,3 мг/л.

Общекислотнаяагрессивность. Выражается в частичном растворе­нии Са(ОН)₂, входящего в состав бетона. Она характерна для кислых вод и возможна при значениях рН от 5,0 до 6,8.

Сульфатнаяагрессивность обусловлена взаимодействием сульфа­тов, содержащихся в воде, с карбонатом кальция бетона. Образующиеся кристаллы сульфатов кальция механически разрушают бетон. Допустимое содержание SO₄^2- определяется с учетом условий, в которых находится бе­тон, а также зависит от содержания в воде ионов хлора. При обычных це­ментах агрессивность возможна, если в воде более 250 мг/л SO₄^2- а при сульфостойких - более 4000 мг/л.

Магнезиальная агрессивностьпроявляется при повышенном со­держании (более 2000 мг/л) в воде Mg^2- В результате обменных реакций в бетоне происходит формирование коллоидных соединений Mg(OH)2, пони­жающих его прочность.

Кислородная агрессивностьсвойственна водам богатым растворен­ным кислородом и проявляется преимущественно на металлических конст­рукциях.

Аналитическая обработка данных по ионному составу воды

Формула Курлова.

Результаты единичных анализов химического состава подземных вод очень удобно представлять в виде формулы Курлова. Эта формула дает обобщенную характеристику химического состава единичного анализа воды. Она настолько удобна и общепринята, что ее иногда называют пас­портом воды.

Основная часть формулы имеет вид дроби, в числителе кото­рой в убывающем порядке записано процент-эквивалентное содержание анионов, а в знаменателе - катионов, например:

HCO₃^1- 59 SO₄^2- 29 Cl^1- 12

Ca ²⁺ 59 (Na ¹⁺ + K¹⁺ ) 25 Mg²⁺ 16

Внимание! Ионы с содержанием менее 10% в формулу Курлова не включают.

Пе­ред формулой последовательно указывают содержание микрокомпонентов в мг/л(например, Fe_o6щ – 0.04 мг/л), газов в мг/л (например, СО₂ = 4,2 мг/л), величина общей минерализации (М) в г/л(например, М=2,51г/л). После формулы приводят сведения о рН(например, рН= 6,3), температуре в ºС (например, t =10°С) и дебите(расходе воды) (D), источника (колодца, род­ника, скважины и т.п.) в м³/сутки (например, D=12,9 м³/сутки). При этом и единицы измерения этих показателей (кроме температуры) в формуле не указывают. Полностью формула Курлова для воды с данными характеристиками выглядит так:

Формула Курлова в приведенном примере означает, что в анализируемой воде имеется 0,04 мг/л двух- и трехвалентного железа и 4,2 мг/л углекислого газа; она содержит 2,51 г растворенных солей в 1 литре: хлора - 12 %-экв, сульфат-иона - 29 %-экв, гидрокарбонат-иона - 59 %-экв; катионов магния, натрия (с калием) и кальция 16, 25 и 59 %-экв, соответственно; рН воды 6,3; температура - 10 ºС, а расход воды (дебит) составляет 12,9 м³/сутки.

В краткое название воды по формуле Курлова (название по ионному составу) включают все ионы, содержание которых равно или превышает 25 процент-эквивалентов. Состав воды называют в возрастающем порядке - от ионов с низким содержанием к преобладающим ионам, сначала для анионов, а затем - для катионов. Название воды в приведенном примере - сульфатно-гидрокарбонатная, натриево-кальциевая. Преобладающему иону в названии соответствует полная форма прилагательного (гидро-карбонатнАЯ, кальциевАЯ) а остальным - краткая (сульфатнО-, натриевО-). Слово «калий» в название воды по формуле Курлова не входит, хотя символ этого иона в самой формуле и указан (вместе с натрием).

Можно дать и расширенное название воды по Курлову; в приведенном примере вода солоноватая сульфатно-гидрокарбонатная, натриево-кальциевая слабокислая холодная.

Пользуясь формулой Курлова удобно сравнивать и классифицировать подземные воды по их составу и другим свойствам.