3. Определение жесткости воды

Под жесткостью понимают свойство воды, обусловленное присутствием в ней солей кальция и магния. Выражается жесткость в мг-экв/л. Различают следующие виды жесткости: общая, устранимая (временная), неустранимая (постоянная), карбонатная и некарбонатная.

Природные воды по общей жесткости О.А. Алекин подразделяет на следующие группы:

Группы	Жесткость, мг-экв/л
Очень мягкая Мягкая Умеренно жесткая Жесткая Очень жесткая	до 1,5 1 – 3 3 – 6 6 – 9 > 9

Устранимая (временная) и карбонатная жесткости обусловлены одними и теми же гидрокарбонатными и карбонатными солями кальция и магния. Устранимая жесткость – величина экспериментальная. Она показывает, на сколько уменьшается общая жесткость воды после кипячения. Карбонатная жесткость – величина расчетная, численно равна количеству миллиграмм-эквивалентов гидрокарбонатных и карбонатных ионов, содержащихся в воде. Если это количество больше, чем общая жесткость, карбонатную жесткость считают равной общей жесткости.

Неустранимая жесткость обусловлена хлоридами, сульфатами и другими некарбонатными солями кальция и магния. Определяется по разности между общей и карбонатной жесткостью.

Пример. Вычислить все виды жесткости по данным табл. 3.

1

(4)

. Общая жесткость:

По степени жесткости (по классификации О.А. Алекина) вода относится к жесткой.

2. Карбонатная жесткость равна 4,7 мг-экв/л.

3. Некарбонатная жесткость равна 6,6 – 4,7 = 1,9 мг-экв/л.

4. Агрессивность воды

Подземные воды обладают в той или иной степени свойством агрессивности по отношению к бетону, железобетону и металлам. Агрессивность вод обусловлена присутствием ионов водорода, свободной углекислоты, сульфатов и магния. Различают следующие виды агрессивности: агрессивность выщелачивания, общекислотная, углекислая, сульфатная.

Агрессивность выщелачивания определяется по величине карбонатной жесткости воды. Вода считается агрессивной по отношению к бетону при карбонатной жесткости свыше 0,54–2,14 мг-экв/л в зависимости от типа цемента в составе бетона.

Агрессивность общекислотная определяется по количеству водородных ионов (по рН). Вода считается агрессивной для всех видов цементов в пластах высокой проводимости: а) при рН < 7 и карбонатной жесткости меньше 8,6 мг-экв/л; б) при рН < 6,7 и карбонатной жесткости больше 8,6 мг-экв/л. Для слабопроницаемых пластов вода считается агрессивной при рН ≤ 5.

Углекислая агрессивность устанавливается в воде по содержанию свободной углекислоты. Для большинства цементов в пластах высокой водопроводимости воды считаются агрессивными, если выражение , будет больше содержания свободной углекислоты, гдеa и b – коэффициенты, определяемые в зависимости от величины карбонатной жесткости и количества ионов Cl^- и SO₄^2- в мг/л. Значения коэффициентов приведены в таблице 6.

Таблица 6

Значения коэффициентов a и b для определения углекислой агрессивности воды

Агрессивность сульфатная оценивается по содержанию в воде ионов SO₄^2- и Cl^-, мг/л. В породах высокой водопроводимости для бетона на портландцементе вода считается агрессивной при следующих содержаниях SO₄^2- и Cl^-, мг/л:

Cl- 0–3000 3001–5000 > 5000

SO42- 250–500 501–1000 > 1000

В породах слабой проводимости вода считается агрессивной при содержании иона SО₄^2- до 1000 мг/л, для бетонов на пуццолановом, шлаковом и песчано-пуццолановом портландцементе – при содержании иона Сl^- - 400 мг/л независимо от содержания иона SО₄^2-.