Woda w budownictwie

WODA W BUDOWNICTWIE


Woda jako substancja chemiczna jest bardzo niezwykła. Wszyscy znamy ją z codziennego doświadczenia. Używamy jej jako napoju oraz w postaci podstawowego składnika różnych pokarmów i napojów: herbaty, kawy, mleka, soków- to wszystko roztwory wodne. Woda służy nam do utrzymania higieny osobistej i higieny otoczenia. Bez wody nie byłoby przemysłu, woda jest nośnikiem energii. Jest, więc substancją powszechnie znaną, czyli zwykłą, bo zgodnie z definicją słownika języka polskiego „występuje w powszechnej praktyce. A jednaj już w starożytności istota wody była przedmiotem dociekań filozofów greckich, z których wielu uważało ją za pierwotny element Wszechświata. Dopiero jednak w XVIII w. woda stała się przedmiotem badań naukowych we współczesnym tego słowa znaczeniu. Zapoczątkowanemu wówczas i trwającemu po dziś dzień burzliwemu rozwojowi fizyki, chemii i biologii zawdzięczamy naszą wiedzę o wodzie.
Znajduje ona szerokie zastosowanie w budownictwie i przemyśle. Jest miedzy innymi jednym z substratów, który stosuje się do otrzymywania zaprawy wapiennej oraz betonu. Beton jest najbardziej wytrzymałym materiałem konstrukcyjnym w grupie niemetalowych tworzyw pochodzenia mineralnego. Mineralnego betonu wykonuje się stropy, schody słupy i inne elementy budowlane, którym kształt nadaje się najczęściej na miejscu budowy. Beton jest, bowiem tworzywem, które można wyprodukować tam gdzie ma pozostać. Na teren budowy przywozi się cement - mieszaninę CaO, SiO2, Al2O3 oraz kruszywo – piasek, żwir – miesza się w odpowiednim stosunku- zwykle 2:3, dodaje się wody - która jest katalizatorem do zapoczątkowania reakcji chemicznych, miesza się, a otrzymaną masę wlewa do przygotowanej formy. Po kilku godzinach tworzywo zestala się, a następnie twardnieje w ciągu 7-14 dni, w zależności od warunków atmosferycznych. Atmosferycznych tym okresie należy beton zwilżać wodą. W czasie twardnienia betonu zachodzi wiele reakcji chemicznych, podczas których tlenki zawarte w cemencie i woda przekształcają się w różne sole, głównie krzemiany. Cement jest spoiwem, które twardnieje zarówno wodzie jak i na powietrzu. Zaprawa wapienna, zwana też murarską, jest materiałem konstrukcyjnym, który stosuje się do łączenia cegieł pokrywania ścian – tynkowanie. Powstaje poprzez stwardnienie mieszaniny wapna gaszonego, piasku i wody. Kolejność procesów na placu budowy jest następująca:
1. Gaszenie wapna:
CaO + H2O → Ca(OH)2
Wapno palone wapno gaszone
2. Mieszanie wapna gaszonego z piaskiem i wodą.
3. Twardnienie zaprawy – polegające na pochłanianiu dwutlenku węgla z powietrza, tworzeniu się węglanu wapnia z równoczesnym uwalnianiem wody:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Proces ten zachodzi powoli przez wiele lat. Dwutlenek węgla przenika stopniowo w coraz głębsze warstwy muru dzięki piaskowi, który warunkuje porowatość tworzywa. Im wyższa zawartość CO2 w powietrzu, tym krótszy proces twardnienia. W odróżnieniu od cementu zaprawa wapienna nie twardnieje w wodzie.
Jak widzimy beż wody nie mogłyby powstać dwa z głównych związków stosowanych w budownictwie. Jest więc ona bardzo ważną substancją dla tego rodzaju przemysłu. Woda znalazła także zastosowanie w instalacjach centralnego ogrzewania, które są stosowane najczęściej do ogrzewania budynków. Istnieją instalacje centralnego ogrzewania wodne, parowe oraz powietrzne. Dwie pierwsze działają przy zastosowaniu wody. Czynnik grzewczy ogrzewany jest w kotłowni (ciepłowni), następnie przesyłany siecią ciepłowniczą do budynków i rozprowadzany do poszczególnych pomieszczeń, pomieszczeń, w których wymienniki ciepła np. kaloryfery oddają ciepło ogrzewając pomieszczenie.
Woda ma, więc bardzo wiele pozytywnych zastosowań w budownictwie, jednak może wywierać też negatywny wpływ. Jeżeli powietrze w pomieszczeniu ma zbyt dużą wilgotność, czyli w powietrzu jest zbyt wiele cząsteczek H2O. Stwarza to sprzyjające warunki do rozwoju różnych rodzajów pleśni i grzybów, które najczęściej możemy spostrzec na ścianach.
Woda jest związkiem niezwykłym gdyż w przeciwieństwie do wszystkich innych substancji ciekłych – woda zamarzając zwiększa swoją objętość o, około 1/11, dlatego naczynia szklane napełnione wodą pękają na mrozie. Podobnie zamarzanie wody w rurach wodociągowych, jak też nieużywanych instalacjach grzewczych okresie zimowym może spowodować ich pękanie.
Myślę jednak że tych pozytywnych zastosowań wody w budownictwie można odnaleźć dużo więcej niż negatywnych jej skutków.