CN214144848U - 基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统，包括电渗装置和养护注液装置，电渗装置包括分别设置于墙体两侧的钛网，且其中一侧的钛网嵌设于固定框架内；所述养护注液装置包括储液箱以及连通储液箱并设有加压泵的软管，固定框架两高度方向架杆处同侧且对应设有支撑杆，支撑杆底部折弯并与固定框架底部预设的插孔可拆卸连接，支撑杆朝向固定框架的杆体上设有齿条，齿条与对应架杆之间设有顶抵架杆并与齿条啮合的齿轮，齿轮与电机的输出端连接，且两齿轮之间设有连通软管的喷淋管机构。本实用新型结构简单，在保持墙体无损伤的基础上，可以对砖石墙体进行排湿和防潮处理，科学经济、修复效率高、保护效果好。

Description

基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统

技术领域

本实用新型属于建筑墙体保护领域，尤其涉及基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统。

背景技术

砖墙建筑文物是一种常见的历史建筑，在我国遗留下来的历史建筑类文物中占有很大比例，是不可再生的文化资源，具有不可估量的文化价值和社会价值。国家每年拨付大量的资金用于这类历史建筑的修缮，期望达到墙体防潮、防腐、防蚀的目的。由于国内修复技术还未完全成熟，砖墙历史建筑现今仍存在大量不同程度的损伤问题，修复砖墙历史建筑势在必行。

砖墙历史建筑相对于室内文物而言，具有体量大、环境复杂、不可移动等特点。其长期遭受光照和风雨侵蚀，其中，水汽的侵蚀对砖墙历史建筑的危害是巨大的。由于砖墙历史建筑内部分布着大量彼此连通的毛细孔，具有较强的吸水性，当外界水分对墙体侵蚀时，就会通过毛细作用进入墙体内部，当砖材料吸水饱和后，在冬季负温作用下，孔隙内的液态水就会结晶凝固，体积膨胀，对孔隙壁产生附加压力，随着压力的逐渐增大，对孔隙壁的破坏逐渐加深，最终造成孔隙壁的破裂，随着温度的上升，孔隙内的固态冰又转化成液态水，此时对孔隙壁的压力慢慢消失，平衡应力被打破。经过长年累月的反复循环，墙体材料逐渐变得疏松，对颗粒物质的固结作用逐渐丧失，从而产生墙体的粉化脱落现象。

目前，针对历史建筑底层砖墙体存在潮湿渗水问题，常用的方法有掏墙砌砖法和化学药剂注射法。掏墙砌砖法的工作原理主要是：把潮湿破坏的砖墙掏剔出若干皮砖，再对其进行重新防潮层，从而使砖墙恢复防潮功能，但无法避免对于原来建筑的墙体进行破坏。化学药剂注射方法的工作原理主要是：对墙体进行钻孔并且注射防水剂，通过对防水剂进行注射，一是对墙体基面进行处理；二是进行钻孔定位；三是对孔洞进行清洁；四是进行注浆养护；五是原位钻孔；六是防水剂注射；七是对其进行封孔清浆；八是养护。此工序复杂，修复时间长，需要对历史建筑底层墙体进行钻孔定位。这两类方法都不能合理地把握“修旧如旧”这一原则。

此外，为了保护历史建筑，许多专家和学者通常采用在墙体表面构建一层疏水化学材料进行保护，起到表层防水和保护作用，但这些方法仅能对文物表层进行处理，很难对文物本体完全渗透，这样，导致历史建筑文物墙体中的毛细作用没有全面阻止。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统，本实用新型结构简单，在保持墙体无损伤的基础上，可以对砖石墙体进行排湿和防潮处理，科学经济、修复效率高、保护效果好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统，所述系统包括电渗装置和养护注液装置，

所述电渗装置包括分别设置于墙体两侧的钛网，两所述钛网配合直流电源组成电场，且其中一侧的钛网嵌设于固定框架内；

所述养护注液装置包括储液箱以及连通储液箱并设有加压泵的软管，固定框架两高度方向架杆处同侧且对应设有支撑杆，支撑杆底部折弯并与固定框架底部预设的插孔可拆卸连接，支撑杆朝向固定框架的杆体上设有齿条，齿条与对应架杆之间设有顶抵架杆并与齿条啮合的齿轮，齿轮与电机的输出端连接，且两齿轮之间设有连通软管的喷淋管机构。所述储液箱内存放体积浓度为3%、PH值为12-13的甲基硅酸钠溶液。高PH值环境更有利于电渗引流效果的实施，进而提高甲基硅酸钠引入墙体内的效果。

优选的，所述喷淋管机构包括主管以及沿主管轴向等间距设置的数个支管，主管连通软管且支管连通主管，支管沿主管径向延伸设置。

优选的，所述齿轮背向电机的轮面于轮心处设有套筒，两端封闭的主管通过轴承与套筒配合。

优选的，所述主管的管壁上设有数个轴向等间距的配重块，配重块处于竖直向下状态下，支管向下倾斜并朝向墙体侧面。

优选的，所述两钛网顶部通过导线连接直流电源的对应电极，且导向上串联有保护电阻和电流检测仪。具体的，所述直流电源为型号为PS–305D，量程：电流0～5 A，电压 0～30V。更为具体的，可根据墙体的厚度、潮湿度等影响导电性的参数来确定电压和电流。

优选的，远离喷淋管机构的钛网，其底部设有可拆卸的集水盒。

本实用新型工作过程如下：

将两钛网贴靠设置于墙体两侧面，尽可能地使得钛网贴靠墙体表面，然后通过导线与直流电源的阳极和阴极接通，如此组成了电场：墙体内水合离子拖曳其周围的水分子一起运动，这使得墙体内的自由水、部分弱结合水和有害的重金属离子可在电渗作用下大量引入连接电源阴极的钛网处，同时排出墙体的水和有害的重金属离子可以排入集水盒中，提高墙体的持续排湿效果。当墙体趋于干燥时，切断电源系统，电流检测仪可以检测电流，当墙体干燥时，其电阻会无限变大，如此可以判断墙体的干燥程度。

其次进行防潮作业：

将设有固定框架的钛网移动一定距离，然后将支撑杆与固定框架底部的插孔插配并使得齿轮与齿条啮合。然后启动电机，处于齿条底部处的电机带动齿轮转动，由于齿轮与齿条啮合，所以齿轮会沿齿条作上升移动，进而使得齿轮带动主管进行上移，由于主管通过轴承与齿轮上的套筒配合，所以齿轮的转动不会带动主管周转，加之配重块的存在，使得主管始终保持设有配重块一侧竖直朝下的状态。随着主管和支管的上移，加压泵开启并将储液箱内的甲基硅酸钠溶液通过支管均匀喷淋至墙面上，随后反转电机，使得电机带动齿轮和喷淋管机构复位，关闭电机，并分离支撑杆和固定框架，使得钛网继续贴合墙体侧面。

开启直流电源，电场再次形成，甲基硅酸钠溶液在电场势能的作用下进行朝连接电源阴极钛网移动的定向渗透，最终使得甲基硅酸钠溶液从墙体一侧渗透至另一侧，然后切断电源和软管供液。

待墙体自然风干或辅助加热风干，甲基硅酸钠溶液可以在墙体的砖和砂浆孔隙内表面及墙体附近土壤的孔隙内表面形成疏水膜，达到不亲润的目的，进而达到改善历史建筑底层墙体防水性的目的。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1）相对于现有技术中的掏墙砌砖法和化学药剂注射法，本实用新型的装置可以在对墙体无任何物理损伤的基础上，先对墙体排湿、后对墙体防潮，达到了历史建筑的“修旧如旧”的目的。

2）利用电渗原理，先将墙体内原有的自由水、部分弱结合水和有害的重金属离子排出，同时将甲基硅酸钠引入墙体内部而并非仅作用于墙体表面，使得墙体的砖和砂浆孔隙等毛细孔径表面形成疏水膜，达到不亲润的目的，进而达到改善墙体防水性的目的。

3）利用甲基硅酸钠对墙体内微小空隙表面进行改性处理，墙体不仅由亲水性变为憎水性，而且墙体内部孔隙明显减少，结构更加致密：大量有机硅分子经过水解、缩聚、凝胶作用在墙体内部孔隙之间形成养护膜，但分子间又存在连通的孔隙，使得透气性不受影响，从而使得改良后墙体砖块的力学性能有很大提升，进而使得墙体性能整体提升。

附图说明

图1为具体实施方式中基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统的结构示意图；

图2为具体实施方式中喷液管机构的结构示意图；

图3为具体实施方式中喷液管机构的工作状态结构示意图；

图4为具体实施方式中支撑杆与固定框架的装配结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-4所示，基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统，所述系统包括电渗装置和养护注液装置，

所述电渗装置包括分别设置于墙体1两侧的钛网11，两所述钛网11配合直流电源15组成电场，且其中一侧的钛网11嵌设于固定框架16内，所述两钛网11顶部通过导线连接直流电源15的对应电极，且导向上串联有保护电阻14和电流检测仪13；远离喷淋管机构的钛网，其底部设有可拆卸的集水盒12。

所述养护注液装置包括储液箱2以及连通储液箱2并设有加压泵21的软管22，固定框架16两高度方向架杆处同侧且对应设有支撑杆17，支撑杆17底部折弯并与固定框架16底部预设的插孔可拆卸连接，支撑杆17朝向固定框架的杆体上设有齿条18，齿条18与对应架杆之间设有顶抵架杆并与齿条18啮合的齿轮32，齿轮32与电机31的输出端连接，两支撑杆的齿轮之间设有喷淋管机构3：

所述喷淋管机构3包括主管34以及沿主管轴向等间距设置的数个支管35，主管34连通软管22且支管35连通主管34，支管35沿主管34径向延伸设置；所述齿轮32背向电机的轮面于轮心处设有套筒33，两端封闭的主管34通过轴承与套筒33配合。所述主管34的管壁上设有数个轴向等间距的配重块36，配重块36处于竖直向下状态下，支管35向下倾斜并朝向墙体1侧面。

具体的，所述储液箱2内存放体积浓度为3%、PH值为12-13的甲基硅酸钠溶液。高PH值环境更有利于电渗引流效果的实施，进而提高甲基硅酸钠引入墙体内的效果。所述直流电源为型号为PS–305D，量程：电流0～5 A，电压 0～30V。更为具体的，可根据墙体的厚度、潮湿度等影响导电性的参数来确定电压和电流。电机采用具有自锁功能的步进电机。

本实用新型工作过程如下：

将两钛网贴靠设置于墙体两侧面，尽可能地使得钛网贴靠墙体表面，然后通过导线与直流电源的阳极和阴极接通，如此组成了电场：墙体内水合离子拖曳其周围的水分子一起运动，这使得墙体内的自由水、部分弱结合水和有害的重金属离子可在电渗作用下大量引入连接电源阴极的钛网处，同时排出墙体的水和有害的重金属离子可以排入集水盒中，提高墙体的持续排湿效果。当墙体趋于干燥时，切断电源系统，电流检测仪可以检测电流，当墙体干燥时，其电阻会无限变大，如此可以判断墙体的干燥程度。

其次进行防潮作业：

将设有固定框架的钛网移动一定距离，然后将支撑杆与固定框架底部的插孔插配并使得齿轮与齿条啮合。然后启动电机，处于齿条底部处的电机带动齿轮转动，由于齿轮与齿条啮合，所以齿轮会沿齿条作上升移动，进而使得齿轮带动主管进行上移，由于主管通过轴承与齿轮上的套筒配合，所以齿轮的转动不会带动主管周转，加之配重块的存在，使得主管始终保持设有配重块一侧竖直朝下的状态。随着主管和支管的上移，加压泵开启并将储液箱内的甲基硅酸钠溶液通过支管均匀喷淋至墙面上，随后反转电机，使得电机带动齿轮和喷淋管机构复位，关闭电机，并分离支撑杆和固定框架，使得钛网继续贴合墙体侧面。

开启直流电源，电场再次形成，甲基硅酸钠溶液在电场势能的作用下进行朝连接电源阴极钛网移动的定向渗透，最终使得甲基硅酸钠溶液从墙体一侧渗透至另一侧，然后切断电源和软管供液。

待墙体自然风干或辅助加热风干，甲基硅酸钠溶液可以在墙体的砖和砂浆孔隙内表面及墙体附近土壤的孔隙内表面形成疏水膜，达到不亲润的目的，进而达到改善历史建筑底层墙体防水性的目的。

Claims (6)

1.基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统，其特征在于，所述系统包括电渗装置和养护注液装置，

所述电渗装置包括分别设置于墙体两侧的钛网，两所述钛网配合直流电源组成电场，且其中一侧的钛网嵌设于固定框架内；

所述养护注液装置包括储液箱以及连通储液箱并设有加压泵的软管，固定框架两高度方向架杆处同侧且对应设有支撑杆，支撑杆底部折弯并与固定框架底部预设的插孔可拆卸连接，支撑杆朝向固定框架的杆体上设有齿条，齿条与对应架杆之间设有顶抵架杆并与齿条啮合的齿轮，齿轮与电机的输出端连接，且两齿轮之间设有连通软管的喷淋管机构。

2.如权利要求1所述的基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统，其特征在于，所述喷淋管机构包括主管以及沿主管轴向等间距设置的数个支管，主管连通软管且支管连通主管，支管沿主管径向延伸设置。

3.如权利要求2所述的基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统，其特征在于，所述齿轮背向电机的轮面于轮心处设有套筒，两端封闭的主管通过轴承与套筒配合。

4.如权利要求3所述的基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统，其特征在于，所述主管的管壁上设有数个轴向等间距的配重块，配重块处于竖直向下状态下，支管向下倾斜并朝向墙体侧面。

5.如权利要求1所述的基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统，其特征在于，所述两钛网顶部通过导线连接直流电源的对应电极，且导向上串联有保护电阻和电流检测仪。

6.如权利要求1所述的基于电渗原理的砖石墙体防潮处理系统，其特征在于，远离喷淋管机构的钛网，其底部设有可拆卸的集水盒。

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