Roztwory w badaniach laboratoryjnych

Do badań w laboratorium należy zastosować takie roztwory chemiczne, które najczęściej stosuje się w praktyce budowlanej (akty zgodnie z wykazem Izby Inżynierów). Mowa jest tu przede wszystkim o:

– kwasach,

– roztworach soli organicznych i nieorganicznych,

– wodzie miękkiej, która zawiera kwas węglowy, oleje i tłuszcze organiczne, które są agresywne dla wapna.

W praktyce jest tak, że stopień działania roztworów jest zależny od:

– szybkości ruchu i dopływu agresywnych składników,

– szybkości tworzenia się na powierzchni betonu osłon, które pozwalają na przenikanie składników do głębi.

W laboratorium wykorzystuje się do tego mieszalniki i pompy. Roztwory, które rozpuszczają beton, należy podczas badań często wymieniać. Temperatura powietrza w laboratorium powinna mieścić się w przedziale 15-20°C. Z kolei wilgotność powinna się utrzymywać na poziomie 65-75%.

Szkodliwe wpływy chemiczne określają tworzące się:

– rysy,

– łuszczenia,

– odpryski,

– pęcznienia,

– zmiany wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu, wytrzymałości na ściskanie oraz współczynnik sprężystości dynamicznej,

– zmiany ciężaru objętościowego i długości próbki.

Dodatkowo dzięki analizie roztworu oraz betonu możliwe jest to, żeby określić wpływ chemiczny na różnych głębokościach warstw. Z kolei cechy fizyczne określa się co trzy miesiące. Trwa to na tyle długo, żeby widoczne były zmiany. Następnie wyniki porównuje się z próbkami, które w tym samym momencie były zanurzone w zwykłej wodzie. Krótkotrwałe oddziaływanie wpływów chemicznych często prowadzi do wzrostu wytrzymałości betonu. Z tego powodu czas trwania badania nie może być za krótki i powinien wynosić minimum rok lub kilka lat (program jednolite akty prawne na egzamin uprawnienia).

Określenie szkodliwych wpływów chemicznych

Określenie szkodliwych wpływów chemicznych w warunkach naturalnych może trwać nawet dziesiątki lat. Idealnym przykładem są badania elementów sprężonych w wodzie morskiej we Władysławowie, które prowadził R. Kozak.

Na betony fundamentowe oddziaływają również agresywne środowiska wodne i gruntowe. Dotyczy to np. wody:

– zanieczyszczonej środkami przemysłowymi lub gospodarczymi,

– mineralnej,

– morskiej,

– humusowej.

Wody tego typu należy poddawać analizom chemicznym, które pozwolą na określenie ich stopnia agresywności. Próbki gruntu należy wymieszać z pięciokrotną ilością wody destylowanej. Z tak przygotowanego roztwory należy wyznaczyć grupy SO4, Mg, a także wartość wskaźnika pH. Aby wyznaczyć zmienną kwasowość 100 g gruntu należy gotować przez 1 godzinę z dodatkiem 200 mg roztworu octanu sodowego. Przesącz miareczkuje się 0,1 n NaOH. Wyniki badania podaje się w mg 0,1 n NaOH zużytego na 100 g gruntu.

Wymiana ciepła

Wymiana ciepła to nic innego jak jego przenikanie (egzamin ustny uprawnienia budowlane – pytania). Odbywa się ono trzema drogami, które są fizycznie odmienne. Jest to przewodzenie, konwekcja oraz promieniowanie.

Przewodzenie ma miejsce w ciałach stałych. Proces ten polega na tym, że ciepło jest ciągle przekazywane z jednej cząstki materii na drugą. Dokonuje się to przez bezładny ruch cząsteczek oraz ich zderzenia.

Z kolei konwekcja to zjawisko unoszenia ciepła przez powietrze lub ciecz. Wyróżnia się dwa rodzaje konwekcji: naturalną (swobodną) i wymuszoną. Konwekcja naturalna polega na samoczynnym ruchu płynu na skutek różnicy gęstości, która wynika z różnicy temperatury. Z kolei konwekcja wymuszona to nic innego jak ruch płynu, który wywołano czynnikami zewnętrznymi. Czynnikami takimi może być pompa czy wentylator.

Promieniowanie cieplne to przenoszenie energii poprzez promieniowanie elektromagnetyczne, które jest emitowane na skutek cieplnego ruchu cząsteczek. Jest to wymiana, która nie wiąże się z koniecznością obecności ośrodka pomiędzy ciałami, między którymi ciepło jest wymieniane. Oznacza to, że promieniowanie cieplne może zachodzić przez próżnię (program jednolite akty prawne na egzamin uprawnienia).

Z racji tego, że obliczanie za każdym razem przenikania ciepła przy niestałych strumieniach cieplnych pochłania bardzo dużo czasu, to należy wykorzystać gotowe graficzne rozwiązania równań różniczkowych lub rozwiązać je na maszynach matematycznych.