当前课程知识点：地质学与工程地质 > 第8章 地下水 > 8.4 地下水的水质 > Chapter 8.4-地下水的水质
同学们好
欢迎来到地质学与工程地质课程
地下水的水质一方面直接关系到
它是否可以作为饮用水
另一方面从工程的角度来讲
有时还会对工程建筑物产生一些不良的影响
比如侵蚀、氧化等
这节课我们就来学习地下水的水质
自然界的地下水在运动过程中
通常溶解了许多的矿物元素
可以说是一种化学成分复杂的溶液
在构成地壳的元素中
地下水中竟发现了70多种
它们主要包括一些离子
比如氢离子、钙离子、镁离子
氢氧根离子、硫酸根离子等
还有一些气体 比如氧气、二氧化碳
硫化氢等等
在实际应用中通常采用一些定量的指标
来评价地下水的化学性质
主要有酸碱度、矿化度及硬度等等
学过化学大家都知道
酸碱度它就是指水中的氢离子的浓度
用PH值来表示
根据地下水的酸碱度可以将它分为
强酸性水、弱酸性水、中性水、弱碱性水
和强碱性水五类
一般的来讲地下水是呈现弱酸性、中性
或者是弱碱性
PH值一般在6.5到8.5之间
目前的研究表明 对于大多数人来说
经常饮用这种弱碱性水有利于身体的健康
地下水中各种离子、分子和化合物的总量
称为矿化度
单位是克每升或者是毫克每升
它通常是在105℃到110℃条件下
将水蒸干后所得的干涸残余物的重量来表示
大家课后想一下为什么采用这个温度呢
根据地下水的矿化度大小可以将它分为
淡水、微咸水、咸水、盐水和卤水五大类
硬度它是水中钙镁离子的含量
通常以毫摩每升或者是德国度为单位
又可以分为总硬度
也就是说水中总的钙镁离子的含量
而暂时硬度 它是水中加热沸腾后
所损失的钙镁离子的含量
如果仍然保持在水中的那些钙镁离子的含量
就是用永久硬度
根据地下水的硬度可以将它划分为
极软水、软水、微硬水、硬水和
极硬水五大类
从工程建设的角度
我们分析地下水的化学成分及化学性质
是为了研究它的一个侵蚀性
也就是说是否会对工程构筑物
特别是工程中常用的混凝土材料构成侵蚀
其实也就是说是否会与混凝土中的
硅酸盐水泥发生反应
在高中化学中同学们都应该学过
硅酸盐水泥的主要成分为氢氧化钙
水化硅酸钙及水化铝酸钙
根据地下水对它的侵蚀机制
大致可以分为四类
也就是溶出侵蚀、碳酸侵蚀
硫酸盐侵蚀及镁盐侵蚀
如果工程区的地下水的流量 流速都比较大
那么它会将混凝土中的氢氧化钙溶解带走
从而降低混凝土的强度
而当地下水中的碳酸氢根离子的
含量比较高的时候
会与混凝土中的氢氧化钙发生反应
形成碳酸钙沉淀
由于碳酸钙不溶于水
它可充填于混凝土的孔隙
并在混凝土的周围形成一层保护膜
能够防止氢氧化钙被溶出
一般的来说 当地下水中的碳酸氢根离子
的含量低于两毫克每升
或者是说硬度小于3时具有溶出性侵蚀
当地下水中二氧化碳的含量超过一定数量时
就会与碳酸钙发生反应
生成溶于水的重碳酸钙
当然这个反应是可逆的
当二氧化碳含量增加时
反应向右进行
碳酸钙继续被侵蚀
而当二氧化碳的含量变少时
反应向左移动
碳酸钙会被沉淀析出
一般的将超过平衡浓度二氧化碳称为
侵蚀性二氧化碳
地下水中侵蚀性二氧化碳越多
对混凝土的腐蚀越强烈
当地下水中含有大量的硫酸根离子时
它是不是容易跟水泥中的氢氧化钙
发生反应 生成石膏的结晶体
这种结晶体再与水化铝酸钙发生反应
生成水化硫铝酸钙
这是一种铝和钙的复合硫酸盐
习惯上称为“水泥杆菌”
由于它结合了许多的结晶水
体积会增大为原来的两倍多
这样会在混凝土中产生很大的内应力
从而使混凝土的结构造成破坏
如果水泥中水化铝酸钙的含量比较少
是不是它的抗这种腐蚀的能力相对增强
因此如果工程区地下水中含有
较高的硫酸根离子
可以采用水化铝酸钙含量较少的一些水泥
当地下水中的镁盐 比如氯化镁
硫酸镁等含量比较高的时候
它会与混凝土中的氢氧化钙发生反应
生成容易融于水的氯化钙
和容易产生硫酸盐侵蚀的硫酸钙
从而使混凝土遭受破坏
一般来讲当镁离子的含量超过1000毫克每升
的时候容易发生镁盐侵蚀
当然地下水对混凝土建筑的侵蚀
是一个复杂的物理化学过程
在一定的工程地质和水文地质环境下
直接影响着建筑材料的耐久性
另外
在评价地下水对建筑结构材料的侵蚀性时
还需要结合建筑场地所处的环境类别
好 这节课我们学习了地下水的水质
通过这节课学习同学们要了解
地下水常用的化学性质评价指标
水质分类及地下水的侵蚀性类型
-0.1 人类工程活动与地质环境
-0.2 工程地质学的任务
-知识巩固--作业
-1.1 地球的形成与演化
-1.2 地球的基本性质
-1.3 岩石圈板块构造与地质作用
-知识巩固
-2.1 地壳运动
--默认
-2.2 岩浆作用
-2.3 变质作用
-2.4 地震作用
-知识巩固
-3.1 引述
-3.2 风化作用
-第3章 外动力地质作用--3.2 风化作用
-3.3 地面流水的地质作用
-3.3 地面流水的地质作用--作业
-3.4 风的地质作用
-3.4 风的地质作用--作业
-3.5 冰川的地质作用
-3.5 冰川的地质作用--作业
-知识巩固-基础篇--作业
-知识巩固-提高篇--作业
-4.1 矿物
-第4章 矿物与岩石--4.1 矿物
-4.2 岩浆岩
-第4章 矿物与岩石--4.2 岩浆岩
-4.3 沉积岩
-4.3 沉积岩--作业
-4.4 变质岩
-第4章 矿物与岩石--4.4 变质岩
-第4章 矿物与岩石--知识巩固-基础篇
-第4章 矿物与岩石--知识巩固-提高篇
-5 地质年代
-知识巩固--作业
-6.1 水平构造与倾斜构造
-6.2 褶皱构造
-6.3 断裂构造
-第6章 地质构造--知识巩固-基础篇
-第6章 地质构造--知识巩固-提高篇
-7.1 概述
-7.2 地质图的表示方法
-7.3 地质图的阅读和分析
-第7章 地质图--知识巩固-基础篇
-第7章 地质图--知识巩固-提高篇
-8.1 基本概念
-8.1 基本概念--作业
-8.2 地下水的埋藏类型与排泄
-第8章 地下水--8.2 地下水的埋藏类型与排泄
-8.3 地下水的运动
-8.3 地下水的运动--作业
-8.4 地下水的水质
-8.4 地下水的水质--作业
-8.5 与地下水有关的工程地质问题
-8.5 与地下水有关的工程地质问题--作业
-知识巩固-基础篇--作业
-第8章 地下水--知识巩固-提高篇
-9.1 土的物质组成
-9.1 土的物质组成--作业
-9.2 土的基本性质
-9.2 土的基本性质--作业
-9.3 土的工程分类
-9.4 特殊土及工程性质
-9.4 特殊土及工程性质--作业
-第9章 土体的工程地质性质--知识巩固-基础篇
-第9章 土体的工程地质性质--知识巩固-提高篇
-10.1 概述
--10.1练习
-10.2 岩石的物理和水理性质
--10.2练习
-10.3 岩石的力学性质
--10.3习题
-10.4 岩体结构、结构面与结构体
--10.4习题
-10.5 结构面的特征及力学性质
--10.5习题
-10.6 岩体力学性质
--10.6习题
-10.7 岩体的工程地质分类
--10.7习题
-知识巩固-基础篇--作业
-知识巩固-提高篇--作业
-11.1 斜坡变形与破坏
-11.1 斜坡变形与破坏--作业
-11.2 影响斜坡稳定的因素
-11.3 斜坡稳定性分析
-11.3 斜坡稳定性分析--作业
-11.4 岩质边坡稳定的结构分析法
-11.5 斜坡变形破坏防治原则与措施
-11.5 斜坡变形破坏防治原则与措施--作业
-第11章 斜坡稳定性工程地质问题分析--知识巩固-基础篇
-第11章 斜坡稳定性工程地质问题分析--知识巩固-提高篇
-12.1 地下洞室及其应力重分布
-12.1 地下洞室及其应力重分布--作业
-12.2 洞室围岩的变形与破坏
-12.3 影响洞室围岩稳定性的因素
-12.4 洞室围岩失稳的防治措施
-第12章 地下洞室围岩稳定性的工程地质分析--知识巩固
-13.1 水利工程坝基
--Chapter 13.1.1 坝型及对工程地质条件的要求
-13.2 常见地基处理方法
-第13章 地基岩体稳定性工程地质问题分析--知识巩固
-14.1 水库渗漏
-14.2 库岸稳定问题
-14.3 库周浸没及水库淤积
-知识巩固--作业
-15.1 概述
-15.2 工程地质测绘
-15.3 工程地质勘探与野外试验
-15.4 地质罗盘的使用方法
-知识巩固
-汶川地震泥石流——5年的回顾
--汶川地震泥石流
--汶川地震这五年
--解疑答惑
-期末考试
