CZ308905B6 - Method of strengthening building masonry structures and equipment for carrying out this method - Google Patents

Method of strengthening building masonry structures and equipment for carrying out this method Download PDF

Info

Publication number
CZ308905B6
CZ308905B6 CZ2020150A CZ2020150A CZ308905B6 CZ 308905 B6 CZ308905 B6 CZ 308905B6 CZ 2020150 A CZ2020150 A CZ 2020150A CZ 2020150 A CZ2020150 A CZ 2020150A CZ 308905 B6 CZ308905 B6 CZ 308905B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
grouting
masonry
injection
grout
electrodes
Prior art date
Application number
CZ2020150A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2020150A3 (en
Inventor
Jiří Witzany
DrSc. Witzany Jiří prof. Ing.
Tomáš Čejka
Čejka Tomáš doc. Ing., Ph.D
Radek Zigler
Zigler Radek Ing., Ph.D.
Original Assignee
České vysoké učení technické v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by České vysoké učení technické v Praze filed Critical České vysoké učení technické v Praze
Priority to CZ2020150A priority Critical patent/CZ2020150A3/en
Publication of CZ308905B6 publication Critical patent/CZ308905B6/en
Publication of CZ2020150A3 publication Critical patent/CZ2020150A3/en

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
    • E04B2/28—Walls having cavities between, but not in, the elements; Walls of elements each consisting of two or more parts kept in distance by means of spacers, all parts being solid
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
    • E04B2/28—Walls having cavities between, but not in, the elements; Walls of elements each consisting of two or more parts kept in distance by means of spacers, all parts being solid
    • E04B2/36—Walls having cavities between, but not in, the elements; Walls of elements each consisting of two or more parts kept in distance by means of spacers, all parts being solid using elements having a general shape differing from that of a parallelepiped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
    • E04B2/42—Walls having cavities between, as well as in, the elements; Walls of elements each consisting of two or more parts, kept in distance by means of spacers, at least one of the parts having cavities
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
    • E04B2/42—Walls having cavities between, as well as in, the elements; Walls of elements each consisting of two or more parts, kept in distance by means of spacers, at least one of the parts having cavities
    • E04B2/50—Walls having cavities between, as well as in, the elements; Walls of elements each consisting of two or more parts, kept in distance by means of spacers, at least one of the parts having cavities using elements having a general shape differing from that of a parallelepiped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G11/00—Forms, shutterings, or falsework for making walls, floors, ceilings, or roofs
    • E04G11/06—Forms, shutterings, or falsework for making walls, floors, ceilings, or roofs for walls, e.g. curved end panels for wall shutterings; filler elements for wall shutterings; shutterings for vertical ducts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0203—Arrangements for filling cracks or cavities in building constructions
    • E04G23/0211—Arrangements for filling cracks or cavities in building constructions using injection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)

Abstract

Combined electrophysical grouting of a masonry structure (7) by the simultaneous action of low pressure, capillary conduction and oriented electrostatic field (1). The grouting is based on the principle of active electroosmosis using the electric potential to propagate the grout through a porous material with a pore distribution with radii ranging from 10-6 to 10-10 m and low pressure to primarily impregnate the grout (11) into the grouted structure (7). By the action of the electrostatic field (1) using positive electrodes (2) and negative electrodes (3) placed on the treated and cleaned surface of the sides (6) of the injected structure (7), in which grouting boreholes (8) are made, the grouting substance is transported (11) applied from the reservoirs (10) by low pressure (14) to the injected structure (7).

Description

Způsob zpevňování stavebních zděných konstrukcí a zařízení k provádění tohoto způsobuMethod of strengthening building masonry structures and equipment for carrying out this method

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká způsobu zpevňování stavebních zděných konstrukcí, zejména historického zdivá, a zařízení k provádění tohoto způsobu metody. Řešení umožňuje zpevnění celého průřezu konstrukce zdivá, popř. povrchových a přípovrchových vrstev.The invention relates to a method of reinforcing building masonry structures, in particular historic masonry, and to an apparatus for carrying out this method. The solution enables the reinforcement of the entire cross-section of the masonry structure, or surface and subsurface layers.

Dosavadní stav technikyPrior art

Hloubková injektáž prováděná beztlakově, tzv. s hydrostatickým tlakem, nízkotlakově nebo tlakově vyžaduje vytvoření husté sítě injektážních vrtů po celém průřezu zděné konstrukce tak, aby injektážní látka vyplnila v potřebném rozsahu pórový systém zdicích materiálů a pojivá po celém průřezu zdivá.Deep grouting performed without pressure, so-called hydrostatic pressure, low pressure or pressure, requires the creation of a dense network of grouting boreholes along the entire cross-section of the masonry structure so that the grout fills the pore system of masonry materials and binders along the entire cross-section of masonry.

V závislosti na průměru, sklonu a hustotě vrtů dochází při injektáži k dalšímu oslabení konstrukce - zmenšení průřezové plochy injektážními otvory o 10 až 20 % plochy injektovaného prvku.Depending on the diameter, inclination and density of the boreholes, the structure is further weakened during grouting - the cross-sectional area is reduced by grouting holes by 10 to 20% of the area of the grouted element.

Dále jsou známá řešení zpevňování narušených stavebních, zejména betonových, konstrukcí spočívající ve vytvoření orientovaného elektrostatického pole mezi protilehlými povrchy konstrukce a v následném transportu injektážní látky obsahující kladně nabité částice do trhlin a dutin v injektované konstrukci za pomoci principu aktivní elektroosmózy, např. dle spisů US 9150459 (Cardenas Henry E., Univ. Louisiana Tech. Foundation, 06. 10. 2015) a CN 107558753 (Wu Tengfei, 09. 01. 2018). Nízká spolehlivost a účinnost těchto metod vyplývá jednak z nespojitosti mezer - trhlin a dutin - v injektované konstrukci a jednak z nedostatečné účinnosti elektroosmotického účinku při postupném vyplňování, tj. ucpávání, injektovaných mezer - trhlin a dutin - směrem od místa aplikace injektážní látky přes celou tloušťku konstrukce, čímž dochází k narušení elektroosmotického účinku a v důsledku toho k nedostatečnému proinjektování konstrukce.Furthermore, solutions are known for strengthening damaged building, especially concrete, structures consisting in creating an oriented electrostatic field between opposite surfaces of the structure and subsequent transport of grout containing positively charged particles into cracks and cavities in the grout using the principle of active electroosmosis, e.g. 9150459 (Cardenas Henry E., Univ. Louisiana Tech. Foundation, October 6, 2015) and CN 107558753 (Wu Tengfei, January 9, 2018). The low reliability and efficiency of these methods results both from the discontinuity of gaps - cracks and cavities - in the injected structure and from the insufficient efficiency of the electroosmotic effect during gradual filling, ie clogging, injected gaps - cracks and cavities - from the injection site through the entire thickness structure, which disrupts the electroosmotic effect and, as a result, insufficient injection of the structure.

Vzhledem k heterogennímu charakteru zdicích prvků a pojivá, především distribuci jejich pórovému systému, je proinjektování zdivá současnými metodami nerovnoměrné a, jak prokazují výzkumné práce, nespolehlivé, zpravidla se soustředí do blízkosti vrtů a vytváří tak v konstrukci části s vyšší tuhostí a tím dále zvyšuje heterogenitu zdivá. Závažnou skutečností je také velmi obtížná a v řadě případů praktických aplikací nereálná kontrola dosažení požadované účinnosti injektáže - např. zajištění únosnosti.Due to the heterogeneous nature of masonry elements and binders, especially the distribution of their pore system, the grouting of masonry by current methods is uneven and, as research shows, unreliable, usually concentrated near boreholes to create parts with higher rigidity and thus further increases heterogeneity masonry. A serious fact is also a very difficult and in many cases unrealistic control of achieving the required efficiency of grouting - such as ensuring load-bearing capacity.

Vzhledem k heterogennímu charakteru zdicích prvků a pojivá, především distribuci jejich pórovému systému, je proinjektování zdivá současnými metodami nerovnoměrné, zpravidla se soustředí do blízkosti vrtů a vytváří tak v konstrukci části s vyšší tuhostí a tím dále zvyšuje heterogenitu zdivá.Due to the heterogeneous nature of masonry elements and binders, especially the distribution of their pore system, the grouting of masonry by current methods is uneven, usually concentrated near the boreholes and thus creates in the structure of parts with higher rigidity and thus further increases the heterogeneity of masonry.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny způsobem injektáže stavebních zděných konstrukcí podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že injektážní látka je vtlačována do celého průřezu stavebních zděných konstrukcí za současného působení hydrostatického, popř. nízkého tlaku, kapilárního vedení a orientovaného elektrostatického pole. Toho je dosaženo tím, že před aplikací injektážní látky v průřezu zděné konstrukce je vytvořeno orientované elektrostatické pole. Injektáž je prováděna pomocí injektážních roztoků obsahujících kladně nabité částice Ca2+ napouštěných do vrtů ve zdi. V průběhu injektáže dochází k postupnému zaplňování pórového systému zděné konstrukce směrem od vnitřku zdi, k jeho vnější stěně.The above-mentioned drawbacks are largely eliminated by the method of grouting building masonry structures according to the invention. Its essence is that the grouting substance is pressed into the entire cross-section of building masonry structures under the simultaneous action of hydrostatic, or. low pressure, capillary conduction and oriented electrostatic field. This is achieved by creating an oriented electrostatic field in the cross section of the masonry structure before applying the grout. The injection is carried out using injection solutions containing positively charged Ca 2+ particles impregnated into boreholes in the wall. During grouting, the pore system of the masonry structure gradually fills from the inside of the wall to its outer wall.

- 1 CZ 308905 B6- 1 CZ 308905 B6

Další podstatnou vynálezu je zařízení k provádění tohoto způsobu pro kombinovanou elektrofyzikální injektáž stavebních zděných konstrukcí, které se skládá z části vytvářející elektrostatické pole a z části vytvářející hydrostatický tlak. Část vytvářející elektrostatické pole je tvořena zdrojem elektrického proudu, vodiči, kladnou a zápornou elektrodou a speciální vodivou maltou pro připevnění elektrod k povrchu konstrukce. Část vytvářející hydrostatický tlak je tvořena zásobníkem injektážní látky, pružnou hadicí a krátkým injektážním otvorem.Another essential invention is an apparatus for carrying out this method for the combined electrophysical grouting of building masonry, which consists of an electrostatic field generating part and a hydrostatic pressure generating part. The part creating the electrostatic field consists of a source of electric current, a conductor, a positive and a negative electrode and a special conductive mortar for attaching the electrodes to the surface of the structure. The hydrostatic pressure generating part consists of a reservoir of grout, a flexible hose and a short grout.

Kombinovaná elektrofyzikální injektáž umožňuje v závislosti na pórovém systému použitých zdicích materiálů a pojivá a injektážní směsi jak hloubkovou, tj. objemovou injektáž, tak i injektáž přípovrchových vrstev. Při kombinované elektrofýzikální injektáži dochází k šíření hydrostaticky, popř. nízkotlakově aplikované injektážní látky prostřednictvím injektážních vrtů do konstrukce a dále se šíří pomocí elektrostatického pole.Combined electrophysical grouting, depending on the pore system of the masonry materials used and the binder and grouting mixture, enables both deep, ie bulk grouting and grouting of subsurface layers. During combined electrophysical injection, the propagation occurs hydrostatically, or low-pressure applied grouting substances through grouting boreholes into the structure and further spread by means of an electrostatic field.

Kombinovaná elektrofýzikální injektáž je založena na principu aktivní elektroosmózy využívající elektrický potenciál k šíření injektážní látky porézním materiálem s distribucí pórů o poloměrech v rozmezí r e (ΙΟ 6; 1010) m a beztlakové injektáže využívající hydrostatického, popř. nízkého tlaku k primárnímu napuštění injektážní látky do injektované konstrukce.Combined electrophysical grouting is based on the principle of active electroosmosis using the electrical potential to propagate the grouting material through a porous material with a pore distribution with radii in the range of re (ΙΟ 6 ; 10 10 ) m and pressureless grouting using hydrostatic or low pressure to primarily impregnate the grout into the grouted structure.

Kombinovaná elektrofýzikální injektáž je založena na principu uzavřeného okruhu stejnosměrného proudu, který je tvořen zdrojem nízkého elektrického napětí (< 30 V) a propojením mezi zadními pásovými elektrodami, tj. anodou a katodou, umístěnými na protilehlých površích zdivá a pomocí injektážní směsi napouštěné do mělkých vrtů v těsné blízkosti kladných elektrod. Elektrické pole, které vznikne mezi elektrodami, vyvolá usměrněný zrychlený pohyb iontů, např. Ca2+, proti němuž působí odpor okolní kapaliny, tj. viskozita roztoku.Combined electrophysical grouting is based on the principle of a closed DC circuit, which consists of a source of low voltage (<30 V) and a connection between the rear strip electrodes, ie anode and cathode, located on opposite surfaces masonry and grouting mixture impregnated into shallow wells in close proximity to the positive electrodes. The electric field that is created between the electrodes causes a directed accelerated movement of ions, eg Ca 2+ , against which the resistance of the surrounding liquid acts, ie the viscosity of the solution.

Pro kombinovanou elektrofýzikální injektáž jsou vhodné injektážní prostředky, které již vytvořením injektážní směsi získají elektrostatický náboj, tj. injektážní prostředky na bázi hydraulického vápna nebo hydraulického vápna s velmi malými částicemi, tj. roztoky s částicemi nanovápna, ve kterých jsou obsaženy ionty Ca2+, nebo disociace injektážní směsi proběhne pomocí elektrostatického elektromagnetického pole na přívodu injektážního prostředku ze zásobníku do mělkého injektážního otvoru.For combined electrophysical grouting, grouting devices are suitable which already acquire an electrostatic charge by forming the grouting mixture, i.e. grouting devices based on hydraulic lime or hydraulic lime with very small particles, i.e. solutions with nanoparticle particles containing Ca 2+ ions, or the dissociation of the injection mixture takes place by means of an electrostatic electromagnetic field at the inlet of the injection means from the reservoir to the shallow injection opening.

V závislosti na pórovém systému, na velikosti a intenzitě elektrického pole, vlhkosti konstrukce, viskozitě injektážní látky a velikosti částic v injektážním roztoku se mění hloubka a rychlost průniku injektážní směsi do konstrukce. Rovnoměrnost zpevnění je závislá na použitých elektrodách a distribuci pórů. Při použití pásových elektrod je možné očekávat, že čím užší bude distribuce pórů, tím rovnoměrněji bude injektážní látka rozdělena po průřezu konstrukce. S narůstajícím podílem pórů o poloměru větším než 10-4 m na celkové pórovitosti materiálu, klesá účinnost kombinované elektrofyzikální injektáže.Depending on the pore system, the size and intensity of the electric field, the humidity of the structure, the viscosity of the grout and the size of the particles in the grout, the depth and rate of penetration of the grout into the structure varies. The uniformity of the reinforcement depends on the electrodes used and the pore distribution. When using strip electrodes, it can be expected that the narrower the pore distribution, the more evenly the grout will be distributed across the cross-section of the structure. With an increasing share of pores with a radius greater than 10 -4 m in the total porosity of the material, the efficiency of combined electrophysical injection decreases.

Kombinovanou elektrofýzikální injektážní metodu není vhodné aplikovat v případech příliš nízkého pH (pH < 6), které se často vyskytuje u starších historických objektů. Zajištění účinnosti ve zdivu s vysokou salinitou vyžaduje napětí až 50 V oproti běžně užívanému napětí 6 V.The combined electrophysical injection method is not suitable for cases in cases of too low pH (pH <6), which often occurs in older historical buildings. Ensuring efficiency in high salinity masonry requires a voltage of up to 50 V compared to the commonly used voltage of 6 V.

Účinnost kombinované elektrofýzikální injektáže se také snižuje při větším podílu pórů s poloměrem r > 10-7 m, zejména pak u pórů s poloměrem r > 10-4 a větším. Zastoupení pórů s poloměrem r > 104 by nemělo být větší než 10 %, podíl pórů s poloměrem r > 10-7 m by neměl být větší než 30 %.The efficiency of combined electrophysical injection also decreases with a larger proportion of pores with a radius r> 10 -7 m, especially with pores with a radius r> 10 -4 and larger. The proportion of pores with a radius r> 10 4 should not be greater than 10%, the proportion of pores with a radius r> 10 -7 m should not be greater than 30%.

Pronikání injektážní látky aplikované metodou kombinované elektrofyzikální injektáže, tj. penetrace, do zděné konstrukce je závislé na pórovém systému zdicích prvků a malty. Základním požadavkem z hlediska pronikání injektážní látky do materiálů je pórový systém tvořený otevřenými vzájemně propojenými póry.The penetration of the grout applied by the method of combined electrophysical grouting, ie penetration, into the masonry structure depends on the pore system of masonry elements and mortar. The basic requirement in terms of penetration of the injection substance into the materials is a pore system formed by open interconnected pores.

-2CZ 308905 B6-2GB 308905 B6

Z hlediska distribuce pórů je výhodné, pokud má materiál zdicích prvků a pojivá obdobný pórový systémem s převládajícím podílem pórů s poloměrem v rozmezí 1010 < ropt < 10-6.From the point of view of pore distribution, it is advantageous if the material of the masonry elements and the binder has a similar pore system with a predominant proportion of pores with a radius in the range of 10 10 <r op t <10 -6 .

Užití metody kombinované elektrofýzikální injektáže není vhodné pro zdivo, které obsahuje > 1 % hmota, solí a obsah chloridů > 0,3 % hmota. Kombinovaná elektrofýzikální injektážní metoda je použitelná pro konstrukce s max. hmotnostní vlhkostí do 5 % hm., aby v pórovém systému zůstal prostor pro šíření injektážní látky. Injektovat lze pouze stabilizované zdivo, ve zvláštních případech zdivo s trhlinami jako jsou pasivní trhliny, výztuží zajištěné trhliny, sepnuté nebo stažené zdivo.The use of the combined electrophysical grouting method is not suitable for masonry that contains> 1% by weight, salts and chloride content> 0.3% by weight. The combined electrophysical injection method is applicable for structures with a maximum moisture content of up to 5% by weight, so that there is room in the pore system for the spread of injection material. Only stabilized masonry can be injected, in special cases masonry with cracks such as passive cracks, reinforced cracks, closed or contracted masonry.

Injektovat lze pouze konstrukce, které jsou prostupné, tj. mají otevřený pórový systém složený ze vzájemně propojených pórů, aby při injektáži mohl unikat vzduch a injektážní látka pronikla do struktury zdivá. Velikost částic injektážní látky nesmí být větší, než je minimální poloměr převažujících pórů, v ideálním případě, než je 1/3 průměru převažujících pórů. V případě zdivá s obdobným pórovým systémem malty a zdicích prvků by maximální velikost částic injektážní látky měla být do 10 pm. V případě použití kombinované elektrofýzikální zpevňující injektáže pro zdivo s rozdílným pórovým systémem zdicích prvků a malty je třeba volit injektážní látku především s ohledem náporový systém pojivá.Only structures that are permeable, ie have an open pore system composed of interconnected pores, can be injected so that air can escape during grouting and the grout penetrates the masonry structure. The particle size of the injection substance must not be larger than the minimum radius of the predominant pores, ideally more than 1/3 of the diameter of the predominant pores. In the case of masonry with a similar pore system of mortar and masonry elements, the maximum particle size of the grout should be within 10 μm. In the case of the use of combined electrophysical reinforcing grouting for masonry with a different pore system of masonry elements and mortar, it is necessary to choose the grouting substance, especially with regard to the impact system of binder.

V místě osazení elektrod je, v případě, že se nesanují povrchové úpravy, třeba odstranit omítky a elektrody připevnit na zdivo.If the surface treatments are not repaired, the plasters must be removed at the place where the electrodes are fitted and the electrodes attached to the masonry.

Po připevnění elektrod na povrch sanované konstrukce se v těsné blízkosti kladné elektrody vyvrtají krátké šikmé injektážní otvory průměru cca 25 až 35 mm, délky cca 150 mm, sklonu 15° až 30°, vzdálenost injektážních otvorů se pohybuje od cca 100 mm do cca 200 mm. V závislosti na průměru, sklonu a hustotě vrtů dochází k oslabení konstrukce a zmenšení průřezové plochy injektážními otvory injektovaného prvku.After attaching the electrodes to the surface of the sanitized structure, short oblique injection holes with a diameter of approx. 25 to 35 mm, a length of approx. 150 mm and an inclination of 15 ° to 30 ° are drilled in the immediate vicinity of the positive electrode. . Depending on the diameter, inclination and density of the boreholes, the structure is weakened and the cross-sectional area is reduced by the injection holes of the injected element.

Před zapnutím elektrického proudu se krátké šikmé vrty hydrostaticky ze zásobníku naplní injektážním disociovaným roztokem na bázi nanovápna. V průběhu injektáže, po zapojení stejnosměrného elektrického proudu, se injektážní vrty průběžně ze zásobníku plní injektážním roztokem, do doby, než konstrukce přestane injektážní roztok přijímat. Toto může trvat od jedné hodiny až pojeden rok.Before switching on the electric current, the short inclined boreholes are hydrostatically filled from the reservoir with an injection dissociated solution based on a nanofiber. During grouting, after the application of a direct electric current, the grouting boreholes are continuously filled with grouting solution from the reservoir, until the structure stops receiving the grouting solution. This can take from one hour to a year.

Po připevnění elektrod ke konstrukci se připojí zdroj stejnosměrného proudu s možností regulace napětí od cca 3Vdo50V.Doba působení elektrického poleje určena vylučováním iontů inj ektážní látky na povrchu elektrody opačného znaménka umístěné na protějším povrchu sanované konstrukce, kdy injektážní látka prostoupila celou konstrukcí.After attaching the electrodes to the structure, a DC source is connected with the possibility of voltage regulation from about 3Vdo50V.

Část injektážního zařízení pro kombinovanou elektrofýzikální injektáž vytvářející elektrostatické poleje tvořena kladnou a zápornou elektrodou a zdrojem elektrického proudu. Hydrostatická, popř. tlaková část zařízení pro kombinovanou elektrofýzikální injektáž je tvořena zásobníky injektážního roztoku napojených na krátké injektážní otvory, v případě nízkotlaké aplikace injektážní látky doplněná zařízením pro vyvození nízkého tlaku.The part of the injection device for combined electrophysical injection creating an electrostatic field consists of a positive and a negative electrode and a source of electric current. Hydrostatic or the pressure part of the device for combined electrophysical injection consists of reservoirs of injection solution connected to short injection openings, in the case of low-pressure application of injection substance supplemented by a device for deriving low pressure.

Kladná a záporná elektroda jsou proti sobě připevněny na očištěný povrch konstrukce s odstraněnými kovovými prvky. Kladná elektroda je tvořena kovovou mřížkou, popř. pásem z grafitové barvy, nanesené na povrch zdivá s odstraněnou omítkou, popř. tzv. celoplošnou elektrodou ve tvaru mřížky, která se připevňuje na zdivo. Záporná elektroda může mít stejný charakter jako kladná elektroda nebo může být v odůvodněných případech tvořena soustavou tyčových elektrod.The positive and negative electrodes are attached to each other on the cleaned surface of the structure with the metal elements removed. The positive electrode is formed by a metal grid, or a strip of graphite paint, applied to the masonry surface with the plaster removed, or the so-called full-area electrode in the shape of a grid, which is attached to the masonry. The negative electrode may have the same character as the positive electrode or may, in justified cases, consist of a set of rod electrodes.

Z hlediska šíření elektrostatického pole je východnější, pokud má záporná elektroda stejný charakter, tj. tvar jako elektroda kladná. Pásové elektrody vytvoří rovnoměrné elektrostatické pole o stejné intenzitě v celém injektováném průřezu mezi elektrodami. Při použití elektrod prutového charakteru vytvoří zakřivené elektrostatické pole s klesající intenzitou se zvětšující se vzdálenostíIn terms of electrostatic field propagation, it is more eastern if the negative electrode has the same character, i.e. the shape as the positive electrode. The strip electrodes create a uniform electrostatic field of the same intensity throughout the injected cross-section between the electrodes. When using rod-shaped electrodes, it creates a curved electrostatic field with decreasing intensity with increasing distance

-3 CZ 308905 B6 od elektrod. S tvarem a intenzitou elektrostatického poleje spojeno šíření injektážní látky, a to jak množství, tak i rychlost.-3 CZ 308905 B6 from electrodes. The shape and intensity of the electrostatic field is associated with the propagation of the injection substance, both in quantity and velocity.

Má-li být kombinovaná elektrofyzikální injektážní metoda účinná, musí elektrický proud procházet celým průřezem zdivá mezi kladnou elektrodou na jednom povrchu zdivá a zápornou elektrodou na druhém povrchu zdivá.For the combined electrophysical injection method to be effective, an electric current must flow through the entire cross-section of the masonry between the positive electrode on one masonry surface and the negative electrode on the other masonry surface.

Při použití tyčových elektrod jako záporných elektrod - katod, mohou vlivem zakřivení elektrostatického pole v okolí tyčové elektrody v injektované konstrukci zůstat místa s nižší nebo nulovou proinjektovaností.When using rod electrodes as negative electrodes - cathodes, due to the curvature of the electrostatic field around the rod electrode, places with lower or zero injection can remain in the injected structure.

Zdroj elektrického proudu je připojen na síť 220/240 V se samostatně jištěným obvodem. Síťový přístroj je zařízení připojené na elektrickou síť s transformátorem s primárním napětím 220 V/50 Hz a jištěním 315 mA, sekundárním napětím 5 až 20 V depolarizovaného střídavého proudu s jištěním 1,6 A s možností měnit maximální napětí v průběhu injektáže.The power supply is connected to a 220/240 V mains with a separately protected circuit. The mains device is a device connected to the mains with a transformer with a primary voltage of 220 V / 50 Hz and a fuse of 315 mA, a secondary voltage of 5 to 20 V of depolarized alternating current with a fuse of 1.6 A with the possibility to change the maximum voltage during grouting.

Zásobníky injektážní látky jsou nádoby o objemu cca 11 umístěné cca 1 m nad krátkým injektážním otvorem napojené pružnou hadicí na injektážní otvor.Grouting tanks are containers with a volume of approx. 11 located approx. 1 m above the short grouting opening connected by a flexible hose to the grouting opening.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Navrhované technické řešení bude blíže objasněno pomocí příkladů provedení zobrazených na přiložených výkresech, které znázorňují:The proposed technical solution will be further elucidated by means of exemplary embodiments shown in the accompanying drawings, which show:

Obr. la a 1b: Schéma působení elektrostatického pole při použití a) pásových elektrod, b) elektrod vložených do drážkyGiant. 1a and 1b: Schematic of the action of the electrostatic field when using a) strip electrodes, b) electrodes inserted into the groove

Obr. 2a a 2b: Schéma injektážního zařízení s umístěním zásobníků injektážní látkyGiant. 2a and 2b: Diagram of the injection device with the location of the injection substance reservoirs

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Na obr. la je znázorněno působení elektrostatického pole 1 při použití pásových elektrod, tvořených kladnou elektrodou 2 a zápornou elektrodou 3, které jsou připojeny na zdroj 4 stejnosměrného elektrického proudu a spojeny pomocí elektrického vodiče 5. Elektrody 2, 3 jsou umístěné na upraveném a očištěném povrchu protilehlých stran 6 injektované konstrukce 7, v níž jsou provedeny mělké injektážní vrty 8.Fig. 1a shows the action of the electrostatic field 1 using strip electrodes formed by a positive electrode 2 and a negative electrode 3, which are connected to a source 4 of direct current and connected by an electric conductor 5. The electrodes 2, 3 are placed on a treated and cleaned the surface of the opposite sides 6 of the grouted structure 7, in which shallow grouting boreholes 8 are made.

Na obr. 1b je znázorněno působení elektrostatického pole 1 při použití elektrod vložených do drážky, tvořených kladnou elektrodou 2 a zápornou elektrodou 3, které jsou připojeny na zdroj 4 stejnosměrného elektrického proudu a spojeny pomocí elektrického vodiče 5. Elektrody 2, 3 jsou umístěné v mělké drážce 9 provedené v injektované konstrukci 7, v níž jsou provedeny mělké injektážní vrty 8.Fig. 1b shows the action of the electrostatic field 1 using electrodes inserted in a groove formed by a positive electrode 2 and a negative electrode 3, which are connected to a source 4 of direct current and connected by an electric conductor 5. The electrodes 2, 3 are placed in shallow a groove 9 made in the grouted structure 7, in which shallow grouting boreholes 8 are made.

Na obr. 2a je znázorněno příkladné provedení injektážního zařízení s umístěním pásových elektrod 2, 3 na očištěný povrch protilehlých stran 6 injektované konstrukce 7 s polohou injektážního vrtu 8 pro připojení zásobníku 10 s injektážní látkou 11 pomocí pružné hadice 12 tak, aby byl zajištěn požadovaný hydrostatický tlak 13.Fig. 2a shows an exemplary embodiment of an grouting device with placement of strip electrodes 2, 3 on the cleaned surface of opposite sides 6 of grouted structure 7 with grouting bore position 8 for connecting the grout reservoir 10 by means of a flexible hose 12 so as to provide the required hydrostatic pressure 13.

Na obr. 2b je znázorněno příkladné provedení injektážního zařízení s umístěním pásových elektrod 2, 3 na očištěný povrch protilehlých stran 6 injektované konstrukce 7 s polohou injektážního vrtu 8 pro připojení tlakového zásobníku 10 s injektážní látkou 11 pomocí pružné hadice 12, se zařízení pro vyvození nízkého přetlaku 14 a s injektážním pakrem L5.Fig. 2b shows an exemplary embodiment of an injection device with placement of strip electrodes 2, 3 on the cleaned surface of opposite sides 6 of the injected structure 7 with injection well position 8 for connecting pressure tank 10 with grout 11 by means of flexible hose 12, with device for deriving low overpressure 14 and with injection packer L5.

-4CZ 308905 B6-4GB 308905 B6

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Kombinovaná elektrofyzikální injektáž umožňuje, v závislosti na pórovém systému použitých 5 zdicích materiálů a pojivá a injektážní směsi, jak hloubkovou - objemovou injektáž, tak i injektáž povrchových a přípovrchových vrstev. -Combined electrophysical grouting allows, depending on the pore system used 5 masonry materials and binders and grouting mixtures, both deep - volume grouting and grouting of surface and subsurface layers. -

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob zpevňování stavebních zděných konstrukcí, zejména historického zdivá, injektážní látkou, při kterém se v průřezu zděné konstrukce vytvoří orientované elektrostatické pole, vyznačující se tím, že injektážní látka s kladným nábojem se vtlačuje přes vrty do střední části injektované konstrukce, ze které se šíří k povrchu injektované konstrukce se záporným nábojem, přičemž před tlakovou aplikací injektážní látky se na injektážní látku působí hydrostatickým tlakem.A method of reinforcing building masonry structures, in particular historic masonry, with an grout, in which an oriented electrostatic field is created in the cross section of the masonry structure, characterized in that the positively charged grout is forced through boreholes into the central part of the grout structure. spreads to the surface of the injected structure with a negative charge, whereby before the pressure application of the injection substance, the injection substance is subjected to hydrostatic pressure. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že injektáž se provádí pomocí injektážních roztoků obsahujících kladně nabité částice Ca2+.Method according to Claim 1, characterized in that the injection is carried out by means of injection solutions containing positively charged Ca 2+ particles. 3. Zařízení pro provádění způsobu podle kteréhokoli z nároků 1 až 2, vyznačující se tím, že obsahuje kladnou elektrodu (2) a zápornou elektrodu (3) připojitelné na protilehlé strany (6) injektované zděné konstrukce (7), které jsou spojené vodiči (5) se zdrojem (4) elektrického proudu, a zásobník (10) injektážní látky (11) opatřený pružnou hadicí (12) s injektážní tryskou umístitelnou do injektážních vrtů (8) směřujících do střední části injektované zděné konstrukce (7).Device for carrying out the method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that it comprises a positive electrode (2) and a negative electrode (3) connectable to opposite sides (6) of the injected masonry structure (7) which are connected by conductors ( 5) with a source (4) of electric current, and a reservoir (10) of grouting substance (11) provided with a flexible hose (12) with an grouting nozzle which can be placed in grouting boreholes (8) facing the central part of the grouted masonry structure (7). 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že alespoň jedna záporná elektroda (3) je vložitelná do drážek (9) ve zděné konstrukci (7).Device according to claim 3, characterized in that the at least one negative electrode (3) can be inserted into the grooves (9) in the masonry structure (7). 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že alespoň jedna záporná elektroda (3) je ve tvaru pásové elektrody.Device according to claim 4, characterized in that the at least one negative electrode (3) is in the form of a strip electrode.
CZ2020150A 2020-03-18 2020-03-18 Method of strengthening building masonry structures and equipment for carrying out this method CZ2020150A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020150A CZ2020150A3 (en) 2020-03-18 2020-03-18 Method of strengthening building masonry structures and equipment for carrying out this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020150A CZ2020150A3 (en) 2020-03-18 2020-03-18 Method of strengthening building masonry structures and equipment for carrying out this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ308905B6 true CZ308905B6 (en) 2021-08-18
CZ2020150A3 CZ2020150A3 (en) 2021-08-18

Family

ID=77271508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2020150A CZ2020150A3 (en) 2020-03-18 2020-03-18 Method of strengthening building masonry structures and equipment for carrying out this method

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2020150A3 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104196260A (en) * 2014-09-02 2014-12-10 江苏省水利科学研究院 Method for repairing concrete beam through electric osmosis electromigration type corrosion inhibitor
US9150459B1 (en) * 2006-01-27 2015-10-06 Louisiana Tech University Foundation, Inc. Electrokenitic corrosion treatment of concrete
CN107558753A (en) * 2017-10-15 2018-01-09 吴腾飞 A kind of decaying concrete electrochemical stabilization restorative procedure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9150459B1 (en) * 2006-01-27 2015-10-06 Louisiana Tech University Foundation, Inc. Electrokenitic corrosion treatment of concrete
CN104196260A (en) * 2014-09-02 2014-12-10 江苏省水利科学研究院 Method for repairing concrete beam through electric osmosis electromigration type corrosion inhibitor
CN107558753A (en) * 2017-10-15 2018-01-09 吴腾飞 A kind of decaying concrete electrochemical stabilization restorative procedure

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2020150A3 (en) 2021-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102515936B1 (en) foundation for structure
US7935236B2 (en) Electro-osmotic pulse (EOP) treatment method
AU2018426054A1 (en) Electro-osmosis treatment method for reducing moisture content of roadbed, and road structure
US5584980A (en) Electric field method and apparatus for decontaminating soil
US9121156B1 (en) Soil stabilizer
CZ308905B6 (en) Method of strengthening building masonry structures and equipment for carrying out this method
US7763155B2 (en) Electro-osmotic pulse (EOP) system for de-watering around manmade structures and method of use therefor
US20230279633A1 (en) Foundation for a structure and method of installing the same
EP2231934B1 (en) Method for hydrating a cohesive soil by electro-osmosis to prevent its volumetric reduction by dehydration
US6919005B2 (en) Configuration and electro-osmotic pulse (EOP) treatment for degrading porous material
US20100006209A1 (en) Process for protecting porous structure using nanoparticles driven by electrokinetic pulse
CN206143311U (en) CFRP anodal reinforced concrete cathode protection device
DE4329219A1 (en) Equipment for dehumidifying building structures - includes horizontally arranged foil-type body of water impermeable plastic positioned between two superimposed brickwork parts
CN113106989A (en) Electrochemical reinforcing system and method for opencast coal mine slope
JP2003311256A (en) Construction method for removing toxic substance in sandy stratum by electro-osmotic pumping method
JP2002038470A (en) Pile foundation construction method in waste disposal plant
RU2694816C1 (en) Method of restoring safety barriers at a radioactive wastes disposal station
ITPR990093A1 (en) CONSOLIDATION PROCEDURE FOR LAND AND BUILDINGS.
DE3215598A1 (en) Method of filling natural or artificial hollow spaces, in particular underground caverns, with solid matter, in particular sand concrete, by means of partly flexible pipelines by compressed air (frictional pressure grouting)
EP2388383A2 (en) Method and device for sealing and performing a water repellent treatment of porous sections of a structure
EP1530653A2 (en) Electrode structure for protection of structural bodies
CN106400030A (en) CFRP anode reinforced concrete cathode protection device and method
JPH08253924A (en) Chemical injection method
GB2355997A (en) The underpinning of buildings
JP3300762B2 (en) Method for repairing deteriorated concrete, electrode body and electrode panel used in the method