Высушивание кирпичной кладки способом электроосмоса.
Схема электроосмотической системы для сушки кирпичной кладки.
Высушивание кладки способом электроосмоса. Описанные способы дополнительного устройства новой изоляции очень трудоемкие и дорогостоящие. В последнее время широкое применение получил способ высушивания влажной кладки с помощью электроосмоса.
называют движение жидкости (капиллярный подъем) в капиллярах под действием внешней электроосмотической силы. Установлено, что в кладке подъем жидкости происходит под воздействием капиллярной силы, т. е. силы всасывания самых мелких пор. При этом движении образуется слабый электрический ток, который возрастает прямо пропорционально скорости капиллярного подъема влаги. В направлении ее движения находится Положительный полюс электрического напряжения (рис. 393).
Рис. 393. Электроосмос
Рис. 394. Изменение направления движения влаги в результате заземления
Электроосмотическую проводку устраивают следующим образом: разбирают пол, удаляют влажную засыпку, определяют высоту участка кладки, который должен быть высушен, и в этом месте вырезают горизонтальную канавку 6X6 см (с одной или с обеих сторон кладки в зависимости от толщины стены). В канавке электродрелью с головкой диаметром 30-40 мм просверливают в стене перпендикулярные отверстия. Глубина их равна 3/4 общей толщины кладки. Расстояния между отверстиями составляют 30-40 см. Одновременно вырезают вертикальные канавки для устройства заземления. Необходимое число точек заземления вычисляют таким образом, чтобы на площади высушиваемой кладки около 10 м 2 находилось одно заземление.
В отверстия, просверленные в кладке, помещают электроды (рис. 395) из электролитической смеси, оцинкованных стержней или арматурной стали диаметром 10-12 мм. Вставив электроды в отверстия, последние заполняют специальным раствором, который приготавливают из 1 ч. портландцемента М 350, 3 ч. тонкого просеянного песка с добавлением 5% каолина или бентонитовой глины. Этот раствор при схватывании расширяется и таким образом обеспечивает надежное соединение электрода с кладкой.
Рис. 395. Размещение электродов электроосмоса.
Более полное заполнение отверстия раствором можно достичь, если металлическую трубку несколько меньшего диаметра, чем диаметр отверстия, заполнить раствором и вставить в отверстие, затем деревянным стержнем выдавить раствор в отверстие и вставить электрод, уплотняя раствор вплоть до самого устья.
Электроды соединяют общим токоприемником, изготовленным из такого же материала, соединение выполняют сваркой. Концы электродов и всех соединительных элементов проводки покрывают асфальтовым лаком, в том числе и заднюю стенку канавки для сборной проводки (рис. 396). Сварку электродов со сборной проводкой производят очень тщательно. Токоприемник подсоединяют к шкафу размером 20X20X10 см, заглубленному в кладку. В шкафу токоприемник соединяют с заземлением с помощью пробного зажима (рис. 397).
Рис. 397. Измерительный шкаф электроосмоса.
Очень важно правильно выполнить заземление. Если электроды металлические, необходимо для устройства заземления использовать также жесть, листовой алюминий и т. п. Не меньшее значение имеет правильное размещение заземления. Один участок длиной 10-15 м должен иметь одно заземление, расположенное в его середине.
Чтобы заземление было долговечным, его устраивают из материала большей толщины или из обрезков металлических профилей. Вывод необходимо сделать из изолированной проволоки, приваренной или припаянной к заземлению. Отвод заземления должен быть изолирован битумным покрытием с джутовым бандажом или защищен полихлорвиниловой трубкой. Горизонтальный трубопровод непригоден для устройства заземления.
Для правильного устройства заземления необходимо соблюдать следующие правила.
1. Особое внимание уделять сварному соединению электродов к токоприемником и другим сварным соединением, выполняемым на токоприемнике в направлении к заземлению. При неправильном выполнении сварных соединений электроды не будут выполнять свою функцию или будет выведен из строя токоприемник.
2. В процессе работы применять только портландцемент.
3. Токоприемник, отводы и заднюю стенку горизонтальной канавки необходимо покрыть асфальтовым лаком, предохраняющим систему заземления от повреждения активно протекающего химического процесса.
Как работает электроосмос?
Для успешной борьбы с капиллярным подсосом грунтовых вод в конструкции зданий необходимо понимать законы развития этого процесса.
Движение грунтовых вод и их проникновение в конструкции зданий подчиняется законам физики.
Почему именно электроосмос «Dry Power»? Оборудование разработано и производится в Швеции, имеющей схожие природно-климатические условия и проблемы. Оборудование «DryPower» успешно осушило множество зданий в различных странах Северной Европы, среди которых музеи, библиотеки, памятники архитектуры, учебные заведения и просто частные дома. Показателен опыт применения оборудования «Dry Power» после наводнения летом 2002 года в Дрездене. Установка систем «DryPower» позволила минимизировать негативные последствия и осушить здания в кратчайшие сроки.
Компания Wasa teknik AB, производитель оборудования«DryPower», специализируется на оборудовании ПРОВОДНОГО типа.
На рынке присутствует оборудование производителей из стран Восточной Европы, использующее технологию «беспроводного «электроосмоса. Но на сегодняшний день нет ни одного реально подтвержденного случая осушения здания с помощью беспроводного электроосмоса. Почему? Чтобы это понять необходимо еще раз вернуться к пониманию процесса электроосмоса.
Технология электроосмоса»DryPower» имеет:
Патентную защиту на территории ЕС.
Тестирование в лабораториях Европы.
Опыт работы более 10 лет.
Тестирование в Российской Федерации (РосТест)
Санитарно-Эпидемиологическое Заключение РФ.
Сертификат соответствия РФ.
Разрешение на применение на объектах памятников архитектуры (КГИОП Санкт-Петербурга).
Основные преимущества технологии «DryPower» перед традиционными методами отсечки капиллярного подсоса:
Комплектность оборудования:
Полностью автоматизированный блок управления, смонтированный в небольших размеров металлический ящик, герметичный и окрашенный порошковой эмалью:
проводная анодная изолированная линия с закрепленными на ней электродами из стойкого к электрохимической коррозии сплава длиной 160мм.:
Проводная катодной изолированная линия с закрепленными на ней электродами из стойкого к электрохимической коррозии сплава длиной 500-1000 мм.
Сетевое подключение: 230 В / 50 Гц.
Для получения более полной информации звоните по телефонам +7 495 6466820 или +7 905 588 95 70
Задать любые вопросы, оперативно проконсультироваться о стоимости работ вы можете позвонив нам на указанные номера телефонов или через форму обратной связи.
+7 (495) 646-68-20
+7 (905) 588-95-70
Электроосмотическое осушение стен и фундаментов зданий
Е. А. Ивлиев
Введение
При длительной эксплуатации зданий и сооружений средства гидроизоляции частично или полностью теряют свои защитные свойства. При этом грунтовая влага свободно проникает в бетонные и кирпичные конструкции зданий. Высота капиллярного поднятия влаги, особенно когда фундаменты находятся в глинистых грунтах, может достигать пяти и более метров. Кроме этого, в таких зданиях нарушается температурно-влажностный режим, что является недопустимым не только для жилых, но и для большинства технических помещений.
Устранение переувлажнения стен зданий состоит из двух этапов: осушения стен и фундаментов; восстановления гидроизоляции.
Существует много способов восстановления горизонтальной гидроизоляции, основными из которых являются: методы, требующие последовательного пропиливания стен и введения в образовавшуюся щель гидроизоляционных растворов или материалов; механическая забивка в швы кирпичной кладки гофрированных листов из нержавеющей стали посредством виброударной установки (технология немецкой фирмы BOUMAN); методы, основанные на пропитке различными гидрофобными или полимерными составами, подаваемыми под давлением или посредством естественной инъекции через отверстия, просверленные в нижнем основании стены (технология немецкой фирмы SCHOMBURG).
После восстановления гидроизоляции осушение стен здания происходит за счет естественной конвекции в течение двух-трех лет.
Особое место среди способов осушения стен зданий и восстановления гидроизоляции занимают методы, основанные на создании электроосмотического переноса влаги в порах кирпича или бетона в направлении, противоположном силам капиллярного поднятия или всасывания. Эти методы можно разделить на две основные группы – активные и пассивные. В обоих случаях устройство, реализующее электроосмотический метод осушения, содержит ряд электродов–анодов, располагающихся в осушаемой стене или на ее поверхности, и ряд электродов – катодов, размещаемых, как правило, в грунте.
Пассивные методы не требуют каких-либо источников питания, а электроосмотические силы возникают за счет электрохимической разности потенциалов металлов, из которых выполняются анодные и катодные электроды. Существенным недостатком пассивного метода является длительный срок осушения до 3 лет, что соизмеримо с естественным высыханием стены после восстановления гидроизоляции. Это связано с тем, что в пассивных методах между стеной и грунтом создается разность потенциалов не более 1 B. При этом в стене создаются электроосмотические силы, препятствующие капиллярному поднятию грунтовой влаги, однако энергии для перемещения избыточной влаги из стены в грунт оказывается недостаточно.
Активные методы основаны на подключении между анодными и катодными электродами внешнего источника питания, что позволяет создать силы, достаточные для перемещения влаги против сил капиллярного поднятия по всей толщине и высоте стены. Однако методы активного электроосмотического осушения используют низковольтные источники питания с напряжением не более 12–24 В (например, технология австрийской фирмы ELKINET или немецких фирм HYDROPOL и DRYMaTec). При этом гарантированное время осушения составляет 3 года, что не отличает их от пассивных методов.
Электроосмос применяется в строительстве достаточно давно. Практические примеры пассивного и низковольтного активного методов электроосмотического осушения приведены, например, в [1].
Наиболее значительный вклад в теоретическое обоснование электроосмотического метода осушения капиллярно-пористых материалов внес румынский ученый Stefan Morarau [2]. Он первым исследовал практические вопросы рационального размещения анодов и дал простые, приближенные соотношения, позволяющие оценить скорость осушения для активного и пассивного методов. Следует отметить также работу [3], где предлагается в процессе электроосмотического осушения подавать в трубчатые аноды гидрофобный раствор. В работах австрийского инженера Hans Oppitz [4–7] предлагаются различные конструкции слаборастворимых анодов. Работы норвежского инженера Utklev Kjell [8, 9] посвящены обоснованию импульсных режимов питания для обеспечения коррозионной стойкости анодных электродов. Аналогичные вопросы рассматриваются в [10].
Техническая реализация активного метода осушения при более высоких напряжениях (150-200 B), помимо дополнительных мероприятий по электробезопасности, требует учета следующих специфических факторов: схема размещения анодов в осушаемой стене и режимы питания должны обеспечивать равномерное осушение по ее толщине и длине; размещение катодных электродов должно выполняться с учетом уровня поверхности земли относительно требуемой границы осушения; необходимы специальные мероприятия по предотвращению растворения анодных электродов и выделения газа на их поверхности; размещение анодных и катодных электродов должно выполняться с учетом наличия в стенах и грунте различных металлических конструкций.
Цель работы – обоснование схем и режимов применения активного электроосмотического метода осушения с использованием напряжений до 200 вольт, что позволяет сократить время осушения до трех-четырех месяцев [11]. Результаты, изложенные в статье, являются как обобщением теоретических, лабораторных и натурных исследований, так и масштабных практических работ.
Лабораторный эксперимент и его анализ. Лабораторные исследования активного электроосмоса выполнялись на красном кирпиче с габаритными размерами 260×130×70 мм, который предварительно высушивался в термической печи и взвешивался. После двух недель замачивания кирпича определялась максимальная абсолютная влажность по формуле
где G – вес сухого кирпича, G0 – вес влажного кирпича.
Для электроосмотического осушения кирпича была смонтирована лабораторная установка, схема которой представлена на рис. 1, где 1 – кирпич, 2 – электроды (аноды), 3 – электрод (катод) (стальная сетка), 4 – цементный раствор, 5 – амперметр, 6 – вольтметр, 7 – источник постоянного тока, 8 – регулировочное сопротивление. Расстояние между анодом и катодом составляло 0,13 м (аноды из стальной проволоки диаметром 1 мм устанавливались в отверстия, просверленные в центральной части кирпича).
После завершения монтажа электродов исходная абсолютная влажность составляла 20%. После подключения источника питания осушение длилось 12 часов.
Получены следующие результаты:
среднее напряжение между анодом и катодом – 135 В;
средняя напряженность электрического поля – 1000 В/м;
средняя плотность анодного тока – 60 А/м 2 ;
удельные затраты электроэнергии – 800 кВт*час/м 3 ;
абсолютная влажность кирпича в конце опыта – 7,5 %.
Таким образом, в результате активного электроосмотического осушения кирпича за 12 часов абсолютная влажность уменьшилась на 12,5 %.
В процессе осушения периодически измерялись влажность и удельное электрическое сопротивление (табл. 1). На основе данных табл. 1 и метода линейной регрессии найдена эмпирическая зависимость между удельным электрическим сопротивлением и влажностью
где ρ – в [Ом*м], а WA – в [%].
Таблица 1. Измерение влажности и удельного электрического сопротивления