研究工程建筑中地下水危害
摘要:地下水是很重要的水资源,它与地表水不同,对人类的水源提供具有很重要的意义,然而在工程建设中,由于地下水的特殊性和其化学成分,对钢筋混泥土具有很大的侵蚀性。采用化学分析方法对地下水进行分析,获取水中的物质定量指标, 评价其对工程建筑的作用和影响。关键词:地下水;化学分析;侵蚀性;影响
0前言
地下水与地表水不同,它是埋藏在地表以下的土中孔隙和裂隙、岩石空隙当中的水。多呈液态存在,它是构成水圈的重要水体之一,水量很大仅次于海洋。总体说来,地下水是水资源的重要组成部分,地下水是淡水的主要来源,地下水对社会经济发展具有十分重要的意义。人类的经济活动加速着地下水环境的恶化,引起一系列地质灾害。一般讲,地质灾害有突发性和缓慢性两类。地下水开发利用所导致或诱发的地质环境恶化,往往是缓慢性的地质灾害,因此,过去常常被人们所忽视,这是非常危险的。即从工程建设的角度来看,地下水的活动不仅对岩石和土产生机械破坏,而且作为一种溶剂还会使土体和岩石的强度和稳定性消弱,以至于产生滑坡、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等不良现象,给各类工程建筑以及其正常使用造成危害;同时,地下水中含有的侵蚀性物质如CO32-、Cl-、SO2-4等对混凝土产生化学侵蚀作用,致使其结构遭到破坏,对工程建筑造成不利的影响。
1地下水的物理性质
由于地下水在运动过程中与各种岩土体相互作用,而岩土中的可溶性物质(很多是矿物)随水迁移、聚集,使地下水成为一种复杂的溶液,这种复杂的地下水溶液通常具有温度、颜色、透明度、气味、味道和导电性等等的物理性质。
2地下水的化学成分
第一,地下水中常见的气体有:O2、N2、H2S、CO2等,一般地,地下水中气体含量不高,但是气体分子能够很好地反映地球化学环境。
第二,地下水中含有的离子有:地下水中含量最多、分布最广的离子有七种,即:Cl-、SO2-4、HCO3-、Na 、K 、Ca2 、Mg2 。随着地下水矿化度的类型的不同,地下水中占主要地位的离子或分子也随之发生变化。
第三,地下水中的化合物有:Fe2O3、Al2O3、H2SiO3等。
3地下水的.主要化学性质
由于地下水具有如上的物理性质和化学成分,因此在地下水中通常具有如下的化学性质:
第一,地下水的矿化度。
水中所含离子、分子及化合物的总量称为水的总矿化度,低矿化度的水中常以含有HCO3-为主,中等矿化度水常以含有SO2-4为主;高矿化度的水常以含有Cl-为主,同时根据矿化度的高低,将水分为淡水、微咸水、咸水、盐水和卤水五类。应该强调指出的是高矿化度的水能降低水泥混凝土的强度,腐蚀钢筋等等。
第二,地下水的酸碱度。
地下水的酸碱度用水的PH值来表示,常温常压下当PH值小于5时,水为强酸性水;PH值在5—7之间为弱酸性水,PH值为7时,为中性的水;PH值在7—9之间时为弱碱性水;PH值大于9时为强碱性水。
第三,地下水的硬度。
通常情况下水的硬度按水中的Ca2 、Mg2 离子的含量的多少可以分为以下三种情况:
(1)总硬度,它是指水在未被煮沸时Ca2 、Mg2 离子的总含量。
(2)暂时硬度,它是指水在被煮沸时水中的Ca2 、Mg2 离子因失去CO2生成沉淀碳酸盐而失去的Ca2 、Mg2 离子的数量。
(3)永久硬度是指水经过煮沸后,仍然留在水中的Ca2 、Mg2 离子的含量,也就是总硬度与暂时硬度的差值。
总的说来,地下水的矿化度、酸碱度和硬度对水泥混凝土的强度都有影响。
4地下水的其他侵蚀性
具体地说,即为侵蚀性的CO2和游离的CO2。
CO2是地下水中的气体成分之一。以气体状态存在于水中的CO2称为游离的CO2,由于CO2的存在使水呈酸性。当水中游离的CO2的量增加时,水溶解碳酸盐的能力就相应的增强,其反应式即为: