DE2722985A1

DE2722985A1 - Verfahren und vorrichtung zur trockenlegung und trockenhaltung unterirdischer bauwerke bzw. bauwerksteile durch elektrodraenage

Info

Publication number: DE2722985A1
Application number: DE19772722985
Authority: DE
Inventors: Dinu Stefan Dr Ing Moraru
Original assignee: Institutul de Cercetari in Constructii si Economia Constructiilor
Current assignee: Institutul de Cercetari in Constructii si Economia Constructiilor
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1977-05-20
Publication date: 1978-11-23
Also published as: DE2722985C3; DE2722985B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Trockenlegung und Trockenhaltung
unterirdischer Bauwerke bzw. Bauwerksteile durch Elektrodränage Die vorliegellde Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trockenlegung von Bauwerkes durch Elektrodränage, wobei also keine herkömmliche Wasserabdichtung durch wasseroundurchlässige Schichten erforderlich ist; insbesondere geht es um Gemische zur Herstellung der Elektroden sowie um einen unmetallischen Erder.
Es sind aus der Fachliteratur aktive und passive Verfahren zur Elektrodränage feuchter unterirdischer Bauwerke bekannt.
Als Pluselektroden sind dabei Drahtnetze oder Drähte vorgesehen, die in normalem Putz eingebettet sind. Die als Minuselektroden verwendeten Erder sind bei alleii bekannten Systemen metallisch.
zwar kennt auch chemische Abdichtungsmethoden, bei denen in das FEuerwerk von der Innet,seite her eine Substanz eingebettet wird; auch gibt es Abschirmungsverfahren an der Außenseite der Kellergeschosse, bei denen also Abdictungsstoffe in den Boden unmittelbar neben das Mauerwerk eingepreßt werdeii.
Diese bekannten Verfahren weisen aber eine große Anzahl von Nachteilen auf: - Bei den elektroosmotischen tIethoden sind die im Putz oder in den Fugen eingebetteten Drahtnetze oder - adern der anodischen Korrosion ausgesetzt; - infolge der Unterbrechung der Anoden als Drahtnetze bzw.
-adern ist das elektrische Feld an der Außenseite des Bauwerkes nicht mehr gleichmäßig, so daß die Feuchtigkeit zwischen den Drähteii durchdringen kann; - die bekannten Methoden kennen keine Maßnahmen zur Begrenzung der Stromdichte,was zu stärkeren Korrosionserscheinungen -anodisch oder kathodisch - führen kann; die Gefahr der kathodischen Korrosion wird immer größer, so daß die metallischen Elektroden nur eine Lebensdauer von höchstens 15 bis 20 Jahren haben; - bei den bekannten Verfahren ist keine Atuomatisierung vorgesehen; es wäre dagegen zweckmäßig, de Strom zur Elektrodr å/nage automatisch nur dann einzuschalten, wenn Feuchtigkeit auftritt; - die oben ençähnten Methoden benötigen komplizierte Technologien und sind demzufolge unwirtschaftlich; - die chcmischeil Methoden sichern gegenwärtig nicht eine gleichmäßige Eindringung der Einpressungsstoffe und sind unwirtschaftlich, weil der Preis der verwendeten Werkstoffe sehr hoch ist; - die !methoden zur Abdichtung der Böden zwecks Abschirmung der Außenseite der Bauwerke erfordern die Verwendung einer großen Menge von Werkstoffen und spezialisierten Geräten sowie auch fachlich ausgebildetes Personal.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Llektrodranage so auszubilden, daß sie auf einfache Weise billig und zuverlässig wirksam durchführbar ist. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß als Pluselektrode auf die Innenseite der Wände ein elektrisch leitender Putz aus Zement und Graphit, insbesondere Elektrographit oder ein Anstrich auf der Basis wässriger Polymeremulsion und Kollooidgraphit aufgebracht wird, und daß als Minuselektroden außerhalb des Bauwerkes in manuell oder mechanisch gebohrten Löchern von etwa 4 Zoll Durchmesser ein Gemisch Zement-Elektrographit - nebst Wasser - eingebracht wird. Das Verhältnis Zement zu Elektrographit ist vorteilhaft etwa 1:3 in Volumeiianteilen.
Hierdurch wird eine wirksame elektroosmotische Förderung von der Innenseite zur Außenseite erzielt, Korrosionserscheinungen weitestgehend vermieden und eine hohe Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit erreicht. Um diese Vorteile weiter zu optimieren, ist eine Begrenzung der Stromdichte an der Berührungsstelle bzw. -fläche zwischen dem elektrischleitenden Putz bzw. Anstrich unter der Wand einerseits sowie auch auf den Seitenflächen der Erder vorgesehen. Und zwar ist die Strom-bzw. festgelegt dichte an der Erderoberfläche begrenzt/auf: jp L~ 10-4 (A/cm2) (hierbei ist p die Stromdichte an der dem Bauwerk zugerichteten Oberfläche des Erders; bei einem Kreisquerschnitt des Erders wird dabei der dem Gebäude zugewandte Halbkreis zugrundegelegt.) An der Pluselektrode, also auf der Mauerinnenseite, ist die Stromdichte begrenzt auf - jt # 0,25 x 10-4 t-1 (A/cm²) (wobei jt die Stromdichte auf der Wandoberfläche in der Berührungsstelle mit dem elektriseh leitenden Putz bzw. Anstrich und t (cm) die Dicke der zu saniereuden Wand ist.) FUr den Putz wird Zement und Elektrographit vorteilhaft im Volume,sverhältnis 1:3 mit der zugehörigen Wassermenge zu einem leicht aufbringbaren Brei verrührt. Die Höchstdicke des Putzes ist 1 ci.
Als Anstrich ist vorteilhaft ein Gemisch in Volumenanteilen aus 4 Teilen Kolloidgraphit, 1 Teil 25%ig wässriger Polymeremulsion und bis 2 Teile Mischwasser vorgesehen; der Anstrich wird auf die gebeizte und aufgerauhte Wand vorteilhaft in vier Schichten aufgestrichen oder aufgespritzt.
Als elektrische Anschlüsse, durch welche der Strom von der Stromquelle in die großflächigen Elektroden eingeleitet wird, sind vorteilhaft Batterie-Graphitstäbchen vorgesehen, die mit ihren Metalldeckeln an je einen isolierten Leiter, also Leitungsdraht angeschweißt sind; es können auch korrosionsbeständige Metallsieb- oder Gewebestreifen in den Putz eingebetet bzw. auch mit dem Anstrich eingebettet bzw. überstrichen werden.
Die oben beschriebene Elektrodränageanlage zur Dränage des seitlich eindringenden Wassers kann, wenn auch ein Kapillaranstieg vorhanden ist, falls keine waagerechte Abdichtung verwendet wird, mit einem der Systeme aus zylinderförmig gebohrten in der Wand aufgebrachten Elektroden, aus vollen oder rohrförmigen, von der Innenseite des Untererdgeschosses her, unmittelbar auf dem Fußboden montierten Elektroden, die aus einem 1/3 Vol. Zement Elektrographitgemiscll hergestellt werden, kombiniert sein. Nahe des Bodens werden also horizontale Löcher in die Wand gebohrt, in die ebenfalls leitende Putzmasse eingebracht und elektrisch leitend mit dem übrigen Verputz verbunde1 wird.
Das Plusaufdrücken zur Elektroüberführung des Wassers zu den Erdern der ersten Anlage kann auch ohne Leiter erfolgen, wenn deren Enden, von der Innenseite des Untererdgeschosses her, unmittelbar in Putz oder in dem elektrisch leitenden Anstrich, die den Pluspol der Anlage für die seitliche Elektrodränage des Wassers darstellen, eingebettet sind.
Die Stromzufuhr zu der Anlage für die Elektrodränage des Untererdgeschosses, und zwar entweder nur die für Horizontalelektrodränage oder auch für die mit der senkrechten Elektrodränage kombinierte, erfolgt mit Transistor Gleichrichtern, die bemessen sind und in einer entsprechenden Anzahl verwendet, um nur die Stromdichtebedingungen für die Elektroden, die den vorgeschriebenen Betrieb sichern, zu erfüllen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch im vertikalen Schnitt ein Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 ist eine Ansicht auf die Innenseite der Wand, mit teilweise aufgebrachtem Elektrolytputz und Anschlüssen.
Fig. 3 zeigt im größeren Maßstab Einzelheiten des elektrischen Anschlusses der Fig. 2.
Fig. 4 zeigt in Ansicht auf die Wand, ähnlich Fig. 2, eine Abwandlung, und zwar mit Anschluß durch in den Elektrolyt putz eingebettete Eletallgewebestreifell.
Fig. 5 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Erder bzw.
Elinuselektrode.
Fig. 6 zeigt im größeren Querschnitt in Bodennähe in die Mauerung eingebrachte Pluselektroden aus Elektrolytputz.
Gemäß der Erfindung ist auf die Innenseite der Wand 2 eines Kellergeschosses zur Elektrodränage als Pluselektrode eine elektrisch leitende Putzschicht bzw. ein Anstrich 1 aufgetrage; außen ist ein System von Erdern vorgesehen, und zwar sind im Abstand von der Wand in das Erdreich senkrechte Löcher gebohrt, in die ebenfalls eine elektrisch leitende Masse als Erder 3 bzw. Minuselektroden eingebracht ist.
Der Putz/Anstrich 1 und die Erder 3 sind an eine derart bemessene und angeordnete Gleichstromquelle 4 ständig eingeschlossen, um den elektro-kapillaren Wasseranstieg, der die Neigung seitlich im Untererdgeschoß einzudringen zeigt, zu hemmen, und es in entgegengesetzter wichtung, von der Wand 2 an den Erdern 3 durch gleichlaufende Stromlinien zu führen.
Man empfiehlt dafür handelsübliche 12-24 V und maxim 4 A von 110/220 V, 50 IIz WechseJstromnetz unmittelbar gespeisten Transistor-Gleichrichter zur Ladung der Autobatterien, einzusetzen. Der eventuelle Kapillaranstieg 6, der gkichzeitig auftreten kann, wird mit einem der Systeme mit gebohrten und in der Wand 2 befestigten Elektroden 7, von der Innenseite des Untererdgeschosses her unmittelbar auf dem Fußboden montierten Elektroden 8, mit Pluspolung, gehemmt und dadurch eine elektroosmotische berührung des Wassers am Erder 3 entsprechend der Stromlinien 9 erreicht. Das Ausmaß und die Anzahl der Erder 3 wird in Abhängigkeit von der Oberfläche der Flachelektroden 1 festgelegt entsprechend dem Kriterium, daß die Stromdichte auf der Erdoberfläche 3 und der Berührungsfläche zwischen den Flachelektroden 1 und der Wand 2 die folgenden Beziehungen befriedigen soll: - jp p 10-4 A/cm2 wobei jp die Stromdichte auf der Oberfläche der Erder, die dem Bauwerk zugerichtet ist; bei einem Kreisquerschnitt entspricht ein Halbzylinder - jt # 0,25 x 10-4 x t-1 A/cm² wobei jt die Stromdichte auf der Wandoberfläche in der Berührungsstelle mit dem elektrisch leitenden Putz/Anstrich und t (cm) die Dicke - 25 cm bis 200 cm - der zu sanierenden Wand ist und durch die Kurve des beiliegenden bzw. beizufügenden Diagramms angegeben sind.
Die Vollelektroden können aus folgenden Gemischen hergestellt werden: - ein Gemisch in Volumenteilen, aus 1 Teil Portlandzement und 3 Teile Elektrographitpulver - Kornzusammensetzung O bis 1 mm -einschließlich Mischwasser zur Herstellung eines als Putz leicht auftragbaren Breies, dessen Dicke 1 cm nicht überschreiten soll; - ein Gemisch aus 4 Teilen Kolloidgraphit, 1 Teil wässriges Polyvinylazetat, Vinylchloridemulsion oder ein anderes geeignetes Polymer und bis 2 Teile Wasser als Anmachflüssigkeit, alle Bestandteile in Volumenteilen; der Anstrich kann auf der gebeizten u.ld aufgerauhten Wand mit dem Pinsel oder durch Spritzen aufgetragen werden.
Die Plusspannung kann auf dem elektrisch leitenden Putz oder Anstrich mit Kontakten, die auch in zwei Varianten hergestellt sind, angebracht werden; - mit einer Reihe von etwa 7 mm dicken und 7 cm langen Graphitstäbchen 10 vollständig im Putz 1 eingebettet, die Metalldeckel um eine Gummischeibe 12 wischen dem Metalldeckel 11 und dem Putz 1 haben, auf den Deckel ist ein Speiseleiter 1.3 gelötet, der mit dem Pluspol der uleiciistromquclle 4 verbunden ist, Der £ hweißpiinkt ist mit wasserbeständigem Epoxykitt 14 korrosionsgeschützt; (Fi. 3) - mit einem Streifen 15 aus korrosionsbeständigem Metallsiebgewebe z. fl. aus Messing oder Inox-Stalll oder einem etwa o,o5 bis 0,1 mm Metallband, z. B. aus Kupfer oder aluminium, in den elektrisch leitenden Putz bzw. Anstrich 1 eingebettet und auf der zu trocknenden hand befestigt.
Der für diese Erfindung etitwickelte Erder 3 ist unmetalliscj und aus einem Gemisch Zement-Elektrographitpulver der KornurlO O bis 1 mm, im tsischungsverhaltnis 1/3 Volumenteilen hergestellt; dieses Gemisch wird in ein manuell mit einem Bohrmeißel oder mechanisch mit einem geeigneten Gerät gebohrtes Bohrloch gegossen. Der Durchmesser des Bohrloches ist etwa 3 bis 4 " und der hergestellte Erder soll mindestens gleich der Tiefe des (;ntererdgeschosses sein, und wenn auch horizontale Elektroden 7 gegen den Kapillareinstieg verwendet werden, wird die Länge zusätzlich größer um die Häfte der Untererdgeschoßtiefe. Der elektrische Kontakt wird mit einem Graphit-oder Inox@@ahlstab 18, eingebettet in dem Gemisch IG, erhalten, auf dem durch Pressen, Schweißen oder Löten das an den Minuspol der Gleichstromquelle angesclllossene Kabel befestigt ist. Der kontaktbereich ist dicht und korrosionsbeständig mit einer Vergußmasse 20 voJJstündig bedeckt, und die Gemischoberfläche 16 sowie auch der Bereich der Vergußmasse 20 sollen mit einem Beton-, Ton-, Asphaltstöpsel 21 usw. gegen Temperaturschwankungen geschützt werden (Fig. 5).
I)ie andeJektroden 7 sind gegebenenfalls mit ihren Enden unmittelt>ar an dem elektrisch leitenden Putz oder Anstrich 1 ein gebettet. (Verbindungsbereich 22 in Fig. 6) Die Wandelektroden 7 kiinnen voll oder - wic in Fig. G gezeigt - rohrförmig sein.
Dic Vortcile der Erfindung sind: Sic - vermeidet kostspieligen Lrdaushub um das Bauwerk herum, der inshesonderc in Städten stört, zur Aufbringung der üblichen Wasserabdichtungen von der Außenseite her; beseitigt die Korrosionsgefahr an Flachelektroden, die auf der Wand aufgetragen oder auf Wänden befestigt werden (zylinderfdrmig, voll oder rohrförmig) sowie auch der Erder dadurch, daß diese aus einem unmetallischen Gemisch (Zement-Graphit oder Kol loidgraphitanstricll) hergestellt werden; - im Vergleich zu ähnlichen Methoden zur Trockenlegung der Untererdgeschosse, die als auf der Innenseite der Untererdgeschoßräume befestigte Elektroden Metallnetze verwenden, beiiützt die Erfindung einen elektrisch leitenden Putz oder Anstrich, für dessen Auftragung eine viel leichtere und wirtschaftlichere Technologie zur Anwendung kommt; - die Einbettung der Enden der gebohrten Elektroden 7 in der Wand, gegen Kapillaranstieg, im Putz oder in Berührung (Kontak ) mit dem elektrisch leitenden Anstrich, die dadurch augenblicklich positiv elektrisch werden, beseitigt die Montage eines üblichen Stromkreises; - die kombinierte Verwendung der Elektrodränage in horizontaler Richtung (mit auf der Wand aufgetragenen Putzen (Anstrichen) mit der senkrechten (mit waagerecht in der Wand befestigten Elektroden) macht nicht mehr nötig die senkrechte sowie auch die waagerechte Wasserabdichtung; - begrenzt die Stromdichte auf das unbedingt nötige Maß für die Trockenlegung und beseitigt dadurch die Gefahr der elektro chemischen Korrosion an den Elektroden und erhöht demzufolge die Betriebssicherheit und die Benutzungsdauer der Anlagen.
Literatur: FR-PS 1 272 139 GB-PS 892 906 US-PS 3 523 884 Leerseite

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Trockenlegung bzw. -haltung feuchter Untererdgeschosse von Bauwerken durch Elektrodränage, dadurch gekennzeichnet, daß als Pluselektrode auf die Innenseite der Wand jeweils ein elektrisch leitender Putz oder Anstrich (1) aufgetragen wird und als Minuselektrodeii an der Außenseite, im Abstand von der Mauer Erder (3) in den Boden eingebracht werden.
2. Verfahren &iach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Absperrung bzw. Ableitung von aufsteigendem Kapillarwasser (6) nahe dem Fußboden waagerechte Löcher in die Wand (2) gebohrt werden, in die elektrisch leitender Putz bwz.

Mörtel als Elektroden (s) cingcbrac!it wird, wobei die Elektroden (5) mit der Putzschicht bzw. dem Anstrich (1) in lciteiidor Verbindung stehen.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ninuselektroden bzw. Erder (3) in solcher Anzahl und Ausbildung vorgesehen sind, daß die Stromdichte auf der der Wand zugekehrten Oberfläche der Erder (3) etwa - jp # 10-4 A/cm² beträgt (jp ist die Stromdichte; bei Kreisquerschnitt des rders wird der der Wand zugekehrte Halbkreis zugrundegelegt), und daß die Stromdichte an der Wandoberfläche in der Berührungsstelle mit dem elektrisch leitenden Putz bzw. Anstrich auf den Wert ca.

jt # 0,25 x 10-4 x t-1 A/cm² festgelegt ist (it ist die Stromdichte an der Wand, t (cm) ist die Dicke der zu sanierenden Wand).
4. Gemisch zur Herstellung der Flachelektroden gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es - im Volumen - aus 1 Teil Portlandzement und 3 Teilen Elektrolytgraphitpulver der Korngröße 4 1 mm besteht und mit wasser zu einem leicht auftragbarn Putz von bis zu 1 cm Dicke zubereitet ist.
5. Ccmiscl; zur Herstellung einer Flachelektrode zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es - in Volumenteilen - aus 4 Teilen Kolloidgraphit, 1 Teil wässriger Polyvinylazetatemulsion oder einer aiideren Polymeremulsion und bis zu 2 Teilen Wasscr als Anmachflüssigkeit bestellt, wobei das Gemisch in mehreren,vorzugsweise 3 Schichten auf die Ünd auftragbar ist.
o. Kontakt zur Stromzufuhr zu einer Flachelektrode gemäß Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Graphitstäbchen (10) in den Putz (1) eingebettet sind, daß die Graphitstäbchen am oberen Ende eine Metallkappe tragen, an der ein Zuleitungsdraht angelöstet ist, daß eine isolierende Gummischeibc (12) zwischen der Anschlußkappe(11) und dem Putz, am oberen Rand der Putzschicht, vorgesehen ist und daß über dem Anschluß eine Perle wasserbeständigen Kitts od. dgl. (14) vorgesehen'ist.
7. Kontakt für die Stromzufuhr zu einer Flachelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß ein Streifen (15) aus korrosionsbeständigem Metallsiebgewebe oder dünnes, ca. 2 cm breites Metallband in den Putz oder Anstrich (1) eingebettet ist.
8. Erder bzw. Minuselektrode zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Erder aus einem elektrisch leitenden Gemisch besteht, das in jeweils ein im Abstand neben der Blauer gebohrtes Loch von ca. 3 bis 4 Zoll Durchmesser gegossen wird, daß als Anschluß in das Gemisch oben ein Graphitstäbchen oder rostfreies Stahlstäbchen eingebettet ist, worüber eie korrosionsschützende Vergußmasse 20 eingegossen ist, auf die ein gegen Temperatur schwankungen schützender Stöpsel (21) folgt, durch die ein Anschlußkabel (19) hindurchgeführt ist.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bekämpfung von aufsteigender Feuchte nahe dem Boden in die Wand ein horizontale Löcher von der Innenseite her gebohrt sind, in die elektrisch leitender Putz oder Anstrichmasse massiv oder rohrförmig eingebracht ist, die mit dem Verputz bzw. Anstrich an der Wand verbunden bzw. in diese am Ende eingebettet ist.