DD210323A1

DD210323A1 - ARRANGEMENT FOR DRYING AND DRY-HOLDING CONSTRUCTION WORKS

Info

Publication number: DD210323A1
Application number: DD24360482A
Authority: DD
Inventors: Manfred Neitzke
Original assignee: Greifswald Nachrichtenelekt
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1984-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Trockenlegen und Trockenhalten von Bauwerken, deren Mauerwerk infolge vertikalen Wassertransports in dem elektrisch geladenen Kapillarsystem durchgefeuchtet ist. Die Anordnung soll sich durch langfristige hohe Zuverlaessigkeit und minimalen Material- und Installationsaufwand auszeichnen. Die Sperrung des vertikalen Wassertransportes erfolgt erfindungsgemaess durch eine Elektrodenanordnung, die mit durch sie erzeugten elektrostatischen Gegenfeldes die Wirkung der im Kapillarelektrolyt vorhandenen Ueberschussionen auf den Wassertransport kompensiert. Die Anordnung besteht aus einem Mauerelektrodensystem, das aus einem elektrisch isolierten und schleifenfoermig verlegten Leiter besteht, und einem Erder. Beide Elektrodensysteme sind jeweils an einen Pol einer Kleinspannungsquelle angeschlossen, wobei die Polaritaet fuer die Mauerelektrode mit der Polaritaet der Ueberschussionen des Kapillarelektrolyts im Mauerwerk uebereinstimmen muss.The invention relates to an arrangement for draining and keeping dry structures whose masonry is wet through due to vertical water transport in the electrically charged capillary system. The arrangement should be characterized by long-term high reliability and minimum material and installation costs. The blocking of the vertical water transport takes place according to the invention by means of an electrode arrangement which compensates for the effect of the excess ions present in the capillary electrolyte on the water transport with the electrostatic field generated by it. The arrangement consists of a wall electrode system, which consists of an electrically insulated and schleifenfoermig laid conductor, and an earth electrode. Both electrode systems are each connected to a pole of a low-voltage source, the polarity for the wall electrode having to match the polarity of the excess ions of the capillary electrolyte in the masonry.

Description

Title of the invention

Änordnuntfiztirn Trockenlegen und Tr ockenhalt en :cvon ,.Bauwerken'::Ordering: Drying and Containment: cof 'Buildings' ::

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Trockenlegen und Trockenhalten von Bauwerken, die durch fehlende oder unbrauchbjar gewordene Horizontalsperrungen' im> Mauerwerk infolge vertikalen Wassertransports in dem elektrisch geladenen Kapillarsystem durchgefeuchtet sind.The invention relates to an arrangement for draining and keeping dry structures, which are wetted by missing or unbrauchbjar become horizontal barriers' in> masonry due to vertical water transport in the electrically charged capillary system.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen, Characteristic of the known technical solutions ,

Zur Ko#pen%at ion - d@'s : elekt rischeh ^M'auerf eddS'sä: unqä da^ij-* zur Unterbrechung des vertikalen ,Wassertransportes sind verschiedene Verfahren und Anordnungen entwickelt worden. Durch die Patentschriften DQ-WP*50 104 und DE-OS 2649 511 wurden Anordnungen, bekannt, die nach dem elektroosmotischen Trocken- To the Ko # pen% at ion - d @ 's: elekt rischeh M'auerf eddS'sä: unqä da ^ ij- * to the interruption of the vertical, water transport various procedures and arrangements have been developed. By the patents DQ-WP * 50 104 and DE-OS 2649 511 arrangements were known, which after the electroosmotic drying

IS., legungsverfahren arbeiten« Zum Aufbau des erforderlichen elektrischen Strömungsfeldes werden elektrisch nicht isolierte Elektroden in das durchfeuchtete Mauerwerk¹'und 'Erder. in das Erdreich eingebracht. Zwischen beiden Elektrodensystemen liegt:eine Gleichspannung/ um den Abbau der elektrischen Potentialunterschiede zu beschleunigen.IS., Method of construction work "To build up the required electrical flow field, electrically non-insulated electrodes are inserted into the moistened masonry ¹ 'and' earth electrode. introduced into the soil. Between both electrode systems lies: a DC voltage / to accelerate the reduction of the electrical potential differences.

2aSER1932*OH7872aSER1932 * OH787

Weiterhin sind durch die Patentschriften DD-WP 85 422, DE-OS 2425 586 und DE-OS 2714 683. Anordnungen zur Schwächung des Mauerfeldes bekannt geworden-, die die Installation von isolierten metallischen Leitern als elektrische Dipole in das durchnäßte Mauerwerk vorsehen, wodurch infolge Influenz zwischen den Dipolen ein feldfreier Raum im Mauerwerk entsteht. Der Nachteil dieser Anordnungen besteht jedoch darin, daß der maximale Abstand zwischen den Elektroden höchstens 0,5 m betragen darf und diese zum Teil noch zur Erhöhung ihrer VvIrk-urig schräg im Mauerwerk angeordnet sein müssen.Furthermore, by the patents DD-WP 85 422, DE-OS 2425 586 and DE-OS 2714 683. Arrangements for weakening the wall field become known-, which provide the installation of insulated metallic conductors as electric dipoles in the drenched masonry, thereby resulting Influence between the dipoles creates a field-free space in the masonry. The disadvantage of these arrangements, however, is that the maximum distance between the electrodes may be at most 0.5 m and these must be arranged partially inclined to increase their VvIrk-urig obliquely in the masonry.

8ei der praktischen Ausführung ergibt sich bei der Herstellung der Bohrungen für die Installation der Elektroden bzw. 'J Dipole dadurch ein unvertretbar hoher Arbeitsaufwand. Bei den Anordnungen nach dem elektroosmotischen Verfahren tritt zusatziich das Problem der Korrosion infolge der anodischen Schaltung der Mauerelektroden in Erscheinung. Es ist deshalb erforderlich, die Mauerelektroden aus teuren, korrosionsfesten Materialien herzustellen.In practice, this results in the production of bores for the installation of the electrodes or 'J dipole thereby an unreasonable amount of work. In addition, in the arrangements according to the electroosmotic process, the problem of corrosion due to the anodic switching of the wall electrodes appears. It is therefore necessary to make the wall electrodes from expensive, corrosion-resistant materials.

Ziel^: Goal ^: der the Erfindunginvention

Die Erfindung hat zum Ziel, eine Elektrodenanordnung zu schaffen, die den vertikalen 'Wassertransport im. Mauerwerk verhindert, keiner Korrosion unterliegt' und für deren Installation entscheidend weniger Arbeitszeit, Energie und Material benö- '} tigt wird·The object of the invention is to provide an electrode arrangement which permits the vertical transport of water in the water. Masonry prevents any corrosion subject 'and to install them significantly less labor, energy and material benö-'} is Untitled ·

Darlegung des Wesens der Erfindung; Explanation of the essence of the invention ;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Trockenlegen und Trockenhalten von' durch Grundwasser geschädigten Bauwerken zu realisieren, die trotz minimierter Anzahl der erforderlichen Elektroden, die vorzugsweise aus kostengünstigem Material gefertigt sind, eine langfristige hohe Zuverlässigkeit garantiert. .The invention has for its object to realize an arrangement for draining and keeping dry 'damaged by groundwater structures, which guarantees a long-term high reliability despite minimized number of required electrodes, which are preferably made of inexpensive material. ,

2aSER193?*0.T787G2aSER193? * 0.T787G

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur ünterbrechung des vertikalen 'i^assertranspcrtes im Hauerwerk ein so gerichtetes elektrostatisches Feld erzeugt wird, daß auf die im Kapillarelektrolyt vorhandenen.Oberschußionen eine Kraftwirkung in Richtung Fundament ausgeübt wird. Diese Anordnung besteht aus einem Mauerelektrodensystem, das aus einem elektrisch isolierten Leiter besteht, der schleifenförmig in horizontaler Ebene im Mauerwerk angeordnet ist und einem,in das angrenzende Erdreich eingebrachten erder, der ständig Kontakt zu den feuchten Erdschichten besitzt. An beide Elektrodensysteme wird zum Aufbau des erfindungsgemäßen elektrostatischen Gegenfeldes eine Gleichspannungsquelle, die vorzugsweise im Kleinspannungsbereich arbeitet, angelegt. Die erforderliche Polung der Anschlüsse wird von der Polarität der Ladung der im Kapillarelektrolyt vorhandenen Qberschußionan bestimmt, denn das Mauerelektrodensystem muß die gleiche Polarität wie die Oberschußionen besitzen. Das so erzeugte elektrostatische Gegenfeld ist langfristig konstant und beeinfl'ußt die elektrochemischen Vorgänge im durchfeuchteten Mauerwerk derart,The object is achieved according to the invention by producing a so-directed electrostatic field in order to break the vertical displacement in the structure, so that a force is exerted in the direction of the foundation on the surplus ions present in the capillary electrolyte. This arrangement consists of a wall electrode system, which consists of an electrically insulated conductor, which is arranged in a loop in the horizontal plane in the masonry and one, introduced into the adjacent soil earth, which has constant contact with the moist soil layers. For the construction of the electrostatic opposing field according to the invention, a DC voltage source, which operates preferably in the low voltage range, is applied to both electrode systems. The required polarity of the terminals is determined by the polarity of the charge of the excess ions present in the capillary electrolyte, since the wall electrode system must have the same polarity as the upper shots. The electrostatic counter field thus generated is constant in the long term and influences the electrochemical processes in the moistened masonry in such a way that

.20 daß eine sichere Unterbrechung des. vertikalen Assertransportes garantiert ist..20 that a secure interruption of the vertical assert transport is guaranteed.

Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ,elektrisch geladene Kapillarsysteme gegenüber ungeladenen bei gleicher hydrodynamischer Durchlässigkeit eine verstärkte elektroosmotische Durch- lässigkeit zeigen. Fast allen Baustoffen ist ihr Gehalt an Metali-^Alumo—Silikaten gemeinsam, die. auf Grund ihrer Rauranetzstruktur und ihres chemischen Aufbaues einen Oberschuß an nicht diffusionsfähigen Festionen enthalten, die dem Kapillarsystem eine elektrische Ladung erteilen. Kommt ein derartiger Körper mit einem Elektrolyt in Kontakt, wie z. 3. Grundwasser, erreicht das Kapillarsystem den Zustand der Elektroneutralität dadurch, daß der Polarität der Kapillarladung entgegengesetzt geladene Ionen in dem Kapillarelektrolyt überwiegen. Im Gegensatz zu dem elektrisch neutralen Außenelektrolyt trägt der Elektrolyt im Kapillarsystem wegen der Konzentrationsverschiebung zwischenThis is based on the finding that electrically charged capillary systems show an increased electro-osmotic permeability compared to uncharged ones with the same hydrodynamic permeability. Almost all building materials share their content of metallic alumino-silicates, the. due to their Rauranetz structure and their chemical structure contain an excess of non-diffusible solid ions, which give the capillary an electric charge. If such a body with an electrolyte in contact, such. 3. Groundwater, the capillary system reaches the state of electroneutrality in that the polarity of the capillary charge outweighs oppositely charged ions in the capillary electrolyte. In contrast to the electrically neutral outer electrolyte, the electrolyte in the capillary system intervenes because of the concentration shift

Kationen und Anionen eine elektrische Ladung. Derartige Vorgänge werden durch Donnan-Gleichgewichte geregelt» Bei Störung dieses Gleichgewichts, z. S. bei feuchtem Mauerwerk durch Verdunstung von Wasser, bildet sich ein elektrostatisches Feld in dem Kapillarsystem aus, das seinen Ursprung in den nicht mehr kompensierten Ladungen der Festionen hat.Cations and anions an electric charge. Such events are regulated by Donnan equilibria. »If this balance is disturbed, eg. In wet masonry by evaporation of water, an electrostatic field is formed in the capillary system, which has its origin in the no longer compensated charges of the fortions.

Dieses elektrische Feld übt eine Kraft auf den geladenen Kapillarelektrolyt aus und ruft eine Flüssigkeitsbewegung hervor. Dieser Effekt der elektroosmotischen Wasserüberführung vom Grundwasser in die Verdunstungszone ist so stark, daß er alleThis electric field exerts a force on the charged capillary electrolyte and causes a fluid movement. This effect of the electro-osmotic transfer of water from the groundwater to the evaporation zone is so strong that it is all

anderen Ursachen des Wassertransportes überwiegt, andererseits «s. führt die Kompensation des elektrischen Feldes zu einer wirk- "'' samen Unterbrechung der Wasserbewegung und zum Austrocknen des Mauerwerks«other causes of water transport predominate, on the other hand. Compensation of the electric field leads to an effective " interruption of the water movement and to the drying out of the masonry"

Au s f uhr Uncfs'b ei spie 1At the end of the game, play 1

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigtThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing shows

Fig. 1: Querschnitt durch eine Mauer mit erfindungsgemäßer ElektrodenanordnungFig. 1: Cross section through a wall with inventive electrode arrangement

Fig. 2, -- -Fig. 2, - -

Fig. 3: Die Abhängigkeit zwischen Elektrodenabstand, Sperrebenenhöhe, Gleichspannung und Vertikalkomponente der FeldstärkeFig. 3: The dependence between electrode spacing, barrier level height, DC voltage and vertical component of the field strength

Gemäß Fig. 1 sind in die Mauer 1 horizontal, oberhalb des Fundamentes.bzw. oberhalb der Terrainebene Bohrungen 2, in Abständen von 5m eingebracht. Der Durchmesser der Bohrungen wird bestimmt durch den Elektrodendurchmesser. Die Elektrode 3 ist als ein elektrisch isolierter Draht aus einem beliebigen Leiterma- . terial, so z. 3. PVC-ummantelter Stahldraht, ausgeführt. Der Durchmesser des Drahtes entspricht der erforderlichen mechanischen Beanspruchung während der Verlegung. Der Draht 3 wird schleifenförmig von Bohrung 2 zu Bohrung 2 geführt..Das Ende 4 des Drahtes 3 ist feuchtigkeitsdicht abzuschließen. Während das andere Ende mit der Gleichspannungsquel-Ie. 5, die im Kleinspannungsbereich arbeitst, verbunden ist.1 are horizontal in the wall 1, above the Fundamentes.bzw. above the terrain level holes 2, introduced at intervals of 5m. The diameter of the holes is determined by the electrode diameter. The electrode 3 is as an electrically insulated wire of any Leiterma-. material, such. 3. PVC-sheathed steel wire, designed. The diameter of the wire corresponds to the required mechanical stress during installation. The wire 3 is looped from hole 2 to 2 hole .. The end 4 of the wire 3 is moisture-tight complete. While the other end with the Gleichspannungsquel-Ie. 5, working in the extra-low voltage range is connected.

Erfindungsgemäß arbeitet die Anordnung elektrostatisch und verbraucht zu ihrem Betrieb keine Energie, weshalb die' Gleichspannungsquelle sehr klein zu dimensionieren ist* Die Polarität der Mauerelektrode ist gleich der Polarität der Ladung der im Kapillarelektrolyt vorhandenen Oberschußionen. Der Erder 6 ist mit der Gleichspannungsquelle 5 verbunden und besitzt einen ständigen Kontakt zum Grundwasser. Zur Vermeidung von Korrosion ist der Erder mit einem metallischen Schutzüberzug, z. B. Zink, versehen.According to the invention, the arrangement works electrostatically and consumes no energy for its operation, which is why the DC voltage source is to be dimensioned very small * The polarity of the wall electrode is equal to the polarity of the charge of the capillary electrolyte in the existing Oberschußionen. The earth electrode 6 is connected to the DC voltage source 5 and has a permanent contact with the groundwater. To avoid corrosion of the earth electrode with a metallic protective coating, for. As zinc, provided.

Die 'Verlequna ,des^: Drahtes 2 erf olqü.aisf oder im Mauerwerk«The 'Verlequna, the ^: wire 2 erf olqü.aisf or in the masonry'

Das sich zwischen den Mauerelektroden und der Erde ausbildende elektrische; Feld ist so gerichtet, daß auf die geladene Kapil- i.J larflüssigkeit eine Kraft in Richtung Grundwasser ausgeübt wird und das Steigers des Wassers im Mauerwerk unterbunden wird«The electrical energy forming between the wall electrodes and the earth; The field is so directed that a force is exerted on the charged capillary liquid in the direction of groundwater and the water's progress in the masonry is suppressed. "

iS^Diei natürliche AuS'tröcknung- kann nurf einsetzen» Für eine wirkungsvolle Unterbrechung des vertikalen Wassertransportes muß die durch das Elektrodensystem erzeugten Vertikalfeldstärke E größer oder gleich der Mauerfeidstärke Ε·,;<-3β1η. Vorteilhafter Weise ist bei einer Mauerdicke von 0,5 m und einem Abstand der Bohrungen von 5 m bei einer Höhe de%-B£)h;rjjng;s&^;rvqn^O^3,2 m.-^;übfer· Fundament b2w>,;.;Te£rä'i*nt- eXrt&f-Gleichspannung von 40 V erforderlich/ ura die Bäuerfeidstärke E^ zu kompensieren. Mit dieser Anordnung wird eine Vertikalfeldstärke E von I₁I V/m erreicht, die die Mauerfeldstärke _ 25 E.. von 0,2 V/m sicher kompensiert. Erfindungsgemäß benötigt - -' die*Anlage-nur einen Erder. Trotz des geringen bautechnischenFor the effective interruption of vertical water transport, the vertical field strength E generated by the electrode system must be greater than or equal to the wall drag strength Ε ·, - <- 3β1η. Advantageously, with a wall thickness of 0.5 m and a spacing of the bores of 5 m at a height de% -B £) h; rjjng; s &^; rvqn ^ O ^ 3.2 m.- ^; ; übfer · Foundation B2W>. Te £ rä'i * nt eXrt & f DC voltage of 40 V required / ura to compensate for the Bäuerfeidstärke E ^. With this arrangement, a vertical field strength E of I ₁ IV / m is achieved, the wall field strength _ 25 E .. of 0.2 V / m safely compensated. According to the invention requires - - the * plant-only one earth electrode. Despite the low structural engineering

ν Aufwandes und minimalen Materialeinsatzes zeichnet sich diese Anordnung durch einen hohen Sicherheitsfaktor aus. Die in Fig. 2; Fig. 3 dargestellten Funktionen zeigen, die Abhängigkeit der durch das Elektrodensystem erzeugten Vartikal-, feldstärke E vom Elektrodenabstand a, der Gleichspannung U und der Höhe h der Sperrebene über Fundament bzw* Terrain. Bei Vorgabe anderer Maße als im vorstehenden Seispiel werden unter der Bedingung, daß die Vertikalfeldstärke £ gleich oder größer als die Mauerfeldstärke E-, (E > Ε*,) ist, die Paraniet'er Für'"Bohrung^;sabstand "-ä , Sperrebehenhöh'e ^;-h , dle'icH-spannung -U, Vertikalfeldstärke - E gemäß Fig. 2 und Fig. 3 ermittelt.ν expense and minimal use of materials, this arrangement is characterized by a high safety factor. The in Fig. 2; 3 functions show the dependence of the Vartikal-, field strength E generated by the electrode system of the electrode spacing a, the DC voltage U and the height h of the barrier plane over the foundation or * terrain. Specification of other dimensions as in the preceding Seispiel under the condition that the vertical field strength £ equal to or greater than the wall field strength E (E> Ε *), the Paraniet'er for '^"bore;sabstand" -a, Sperrebehenhöh e ^; -h, dle'icH voltage -U, vertical field strength - E determined according to FIG. 2 and FIG.

Claims

-S invention claims

1. Arrangement for draining and keeping dry Sauwerke, consisting of an electrode system ira masonry and an earth electrode, each connected to a pole of a DC voltage source, characterized in that as a wall electrode system, a conductor on the one hand electrically isolated and looped., In the horizontal plane in the masonry arranged and on the other hand to the pole of the DC voltage source, which has the same polarity as the upper wicks of the capillary in the masonry, is connected.

For this ·: *! .SeltirZ3-ichnup.es ir