JP2001502390A - 毛管現象を有する材料の脱水法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 組積構造もしくはコンクリートの建造物の湿潤壁および／または湿潤床のような毛管現象を有する材料を、前記建造物に埋設し、陽極手段を形成する一次電極手段と、前記建造物の外側の土に埋設し、前記陽極手段と相互作用性のある陰極手段を形成する二次電極手段とに特定のパルスパターンの脈動ＤＣ電圧を印加することによる電気浸透の原理により脱水する方法であって、前記脈動電圧が正のパルスの持続時間Ｔ＋、負のパルスの持続時間Ｔ−、および中立もしくは小休止の持続時間Ｔｐからなる全パルス時間Ｔ［ここで、０．８Ｔ＜Ｔ＋≦０．９８Ｔ、０．０Ｔ＜Ｔ−≦０．０５Ｔ、０．０２Ｔ＜Ｔｐ≦０．１５Ｔ、かつ３秒＜Ｔ≦６０秒であり、好ましくはＴ＋＝０．９５Ｔ、Ｔ−＝０．０１Ｔ、かつＴｐ＝０．０４Ｔである］を備えるパルスパターンを備えることを特徴とする脱水法。

Description

【発明の詳細な説明】 毛管現象を有する材料の脱水法 本発明は毛管現象を有する材料、例えば組積構造もしくはコンクリートの建造 物の湿潤壁および／または湿潤床を前記建造物に埋設し、陽極手段を形成する一 次電極手段と、建造物の外側の土に埋設し、前記陽極手段と相互作用のできる陰 極手段を形成する二次電極手段とに特定のパルスパターンの脈動直流電圧を印加 することによる電気浸透の原理により脱水する方法に関するものであり、前記脈 動電圧に正のパルスの持続時間Ｔ＋、負のパルスの持続時間Ｔ−ならびに中立も しくは小休止の持続時間Ｔｐとからなる全パルス時間Ｔであるパルスパターンを 備える。 建造物、詳述すれば地面の下に位置する建造物、例えば地階における湿気に関 する問題はそれが度々発生するですませる問題ではない。現在建築物の構築時間 を最短にしようとする要求条件はコンクリートに関する必要条件、すなわち十分 な乾燥時間を軽視しすぎる結果をもたらし、やがては建造物における湿気問題に 容易に繋がる。この理由はコンクリートが、従来の乾燥方法、例えば除湿機を加 熱と組合せて用いる方法があまりにも時間を食い過ぎるような組成物からなって いるからである。 長年に亘って、毛管現象を有する材料の有効な脱水方法、詳述すればコンクリ ートの構成部材もしくは組積構造についての研究が行われてきた。これらの方法 の大部分の欠点は時間の面に加えて大量のエネルギーを必要とすることである。 電気浸透の原理は１８０７年に既にロイス（Ｒｅｕｓｓ）教授により発見された 。電気浸透は次の原理に基づいている。材料が自然的もしくは人為的方法でその ２つの点の間の電圧電位差に曝されたと仮定しよう。さらに、材料の毛管現象を 有する構造が水で飽和されたと仮定しよう。この毛管現象を有する壁はしばしば 負の電位を帯びるというような生易しいものではない。これは水中の正のイオン が前記毛管現象を有する壁の回りに集まってくる原因になる。この現象が電気的 な二重層と称される。この正のイオンはここでより低位の電位をもつ領域に向っ て 移動することになる。この正のイオンが水和性であるため、各イオンは少量の水 を帯びているので、それにより水の流れが起こされる。 長年に亘り、電気浸透は商業活動への参入が考えられてきたが、建造物の脱水 に関しては大した成功を収めなかった。いくつかのヨーロッパの国では、いわゆ る受動式電気浸透システムが用いられてきた。これは湿潤構造部材とその周囲部 材の間に起こされることになる自然の電位差が用いられてきたことを意味する。 この種の装置の効果はむしろ説得力に欠けていた。 １９８０年代までのすべての電気浸透関連システムでは、直流もしくは従来の 交流（５０Ｈｚ）が用いられてきた。これは水を短時間の間に限り陽極と陰極の 間を通すことができることを意味する。すなわちそれは力が暫く経った後、逆転 してそのため電解液（水）がその源に戻り輸送されるからである。 したがって、事態は長期に亘って、いわゆる「ζ（ゼータ）電位」を反転させ る（水が毛管現象を有する材料に戻ることを意味する）ことなく機能できるシス テムの開発にこだわるものとなっていた。 したがって、脈動直流を放出する装置の開発に挑戦が行われた。このような装 置は、例えば公に利用できる米国特許第５，３６８，７０９号、第４，６００， ４８６号ならびに第５，０１５，３５１号、スエーデン国特許願第８１０６７８ ５−２号ならびに第８６０１８８８−４号（Ｔ．エリアッセン（Ｅｌｉａｓｓｅ ｎ））、スエーデン国特許願第８２０２５７０−１号（Ａ．バシンスキ（Ｂａｓ ｉｎｓｋｙ））、スエーデン国特許第４５０２６４号ならびにポーランド国特許 第１４０２６５号（バシンスキほか）で公知である。先行技術によるシステムに 関する問題点は陽極が還元酸化のため容易に腐食されるので、このシステムの陽 極側における電極の耐久性であった。さらにこの問題点は建造物からの水の最大 流量が、後に建造物にさらに加湿させることなく得られるような方法でパルスに 関しての平衡保持（電圧：秒で示す正負両エネルギーの間の関係であって、磁束 として示される）に関連してきた。したがって先行技術では、適当な時間をおい た後でも、前記電気浸透力が反転して、液体の輸送が所望された方向と反対の方 向に行かせない方法で、脈動ＤＣ電圧を備えるシステムの開発に長年に亘り挑戦 されてきた。 本発明の方法によれば、パルスパターンの構成が最適条件の脱水効果を達成す るためには極めて重要であることが分った。材料の毛管現象を有する構造でつく られた力を最も効果的にするためには、毛管の大きさのほかに、電解液の化学的 組成と、材料に印加される電圧に左右されて多様化の可能なパルスパターンを備 えることができることが重要である。従来の方法と対照的に、本発明によればパ ルスパターンが以下の条件により規制される必要があることが分った。 ０．８Ｔ＜Ｔ＋≦０．９８Ｔ、 ０．０Ｔ＜Ｔ−≦０．０５Ｔ、 ０．０２Ｔ＜Ｔｐ≦０．１５Ｔ、かつ ３秒＜Ｔ≦６０秒 したがって、Ｔ＋とＴ−を定めることにより、中立もしくは小休止の持続時間 Ｔｐの数値が自動的に得られる。しかしながら、Ｔｐは全パルス時間の２％以下 であってはならない。したがって特別の試験設備では、Ｔ＋＝０．９５Ｔ、Ｔ− ＝０．０１Ｔ、かつＴｐ＝０．０４Ｔの時、特に良好な結果が得られることを示 している。先行技術とは対照的に本発明は脱水中ずっと脱水の着実な増加を示す 脱水の効果を提供する。最も重要なことは、全パルス持続時間Ｔの８０％以上で ある正のパルスの持続時間Ｔ＋を備えることにより、脱水効果に著しい増加のあ ることが本発明者により知見された。 パルスパターンの持続時間Ｔは適切には少くとも３日間、さらに適切には少く とも１５日間反復する必要がある。 正のパルスは＋１２ボルト乃至＋２５０ボルトの範囲から選ばれるＤＣ電圧振 幅を備え、一方負のパルスは−１２ボルト乃至−２５０ボルトの範囲から選ばれ るＤＣ電圧振幅を備える。本発明の好ましい実施例では、パルスパターンが事実 上等しいＤＣ電圧の数値の正負両パルスを備えているが、それにも拘らず本発明 の範囲内にあって等しくないＤＣ電圧の数値の正負両パルスを備えるパルスパタ ーンを使用する。これは正のパルスが、例えば＋５０ボルトの電圧定格を備え、 かつ電圧数値が−２５ボルトの負のパルスを備えることを示す。これは多数の組 合せが可能で、さらに振幅パターンを中立電位に関し負または正の方向に平行の 様式にして移動させることを意味する。このパルスパターンの正負両部分の所定 の時限に亘る合計はしたがって磁束（ユニットウエバー（Ｕｎｉｔ Ｗｅｂｅｒ ））、すなわち流れの強さを示すことになる。 本発明はここで添付図面を参照してさらに詳しく説明される。 図１は組積構造もしくはコンクリートの構造物に関する従来の環境状況を示す 図である。 図２は前記建造物の脱水用の基体的装置のレイアウトを示す図である。 図３は装置構造の単純化された説明図である。 図４は本発明による方法を実施するための回路図である。 図５は先行技術による典型的パルスパターンを示す図である。 図６は本発明による典型的パルスパターンを示す図である。 図７は本発明による典型的かつ好ましいパルスパターンによる方法を用いる目 数に対しｍｍＨ₂Ｏで示す水柱の上昇水位を示す概略図である。 図１は壁１’と床１”を備え、事実上地中２の下に位置する建造物を示す。常 法的に排水管３が屋根から前記外壁１’に接近して這って配設されている。した がって水は前記外壁１’に浸透して、ある種の毛管現象による吸収が、地下室の 高い空気湿度を起こす水和の問題に加わることになる。しばしばといえる程度の 問題ではなく不十分な換気が、現在のタイプの建造物で起こるもう１つの別の問 題である。 したがって本発明は地下建造物の壁および／または床に多数の陽極４を配設し て設ける。共通の陰極手段５’が、例えば図２上で示されているように土中に埋 設されている。したがって６で総体的に示された電源制御ユニットがＤＣ電圧パ ターンを建造物に埋設された陽極４と陰極手段を形成する逆電極５に印加できた 時、前記陽極４には脈動直流が供給されて、水は正の電位から負の電位に流れる ことになる。したがって建造物１から土２に流入する水の流れができる。より単 純化した概略図を図３に示す。 前記電極制御ユニット６は給電ユニット７および出力ユニット８を備える。前 記電源制御ユニット６はプログラム可能マイクロプロセッサー９、プログラム設 定パネル１０ならびに制御表示器１１を備える。この給電ユニット７はＡＣ電力 を感熱型にできるスイッチ１２を介して受電する。供給電圧は変圧器１３でダウ ンコンバートされ、また整流器１４で整流され、かつコンデンサ１５で適切に安 定化された２５ボルトＤＣのＤＣ電圧を送電する。 出力ユニット８は制御信号を制御線１６を経由して前記制御ユニット６から受 信して電子スイッチ１７、１８、１９ならびに２０はもちろん、図４に簡単に＋ Ａと＋Ｂで示された陽極４の２つの異なる組を接続するリレー２１および２２の 作業を制御する。共通の陰極５は図４に−Ａと−Ｂで示されている。多陽極の組 ＡとＢを前記制御ユニット６とその関連する回路を考慮に入れるため単純に配設 する。多数の異なる組は比較的大きい作業上の安全性を付与し、またさらに脱水 容量を増大させるが、その脱水工程には比較的長時間を必要とする。しかしなが ら、このユニットの作業容量はその関連費用とともに事実上増加する場合、脱水 時間は短縮できる。 図５に示されたパルスパターンで構成すると、このようなパルスパターンと他 の公知の従来のパルスパターンは僅か数日というような短期間の後に脱水の低下 と平準化を生じる。 図５に示された構成では、Ｔ＋はほぼ０．７４Ｔ、Ｔ−はほぼ０．０８Ｔ、か つＴｐはほぼ０．１８Ｔである。 本発明に基づく驚異的かつ説得力のある効果は次の条件； ０．８Ｔ＜Ｔ＋≦０．９８Ｔ、 ０．０Ｔ＜Ｔ−≦０．０５Ｔ、 ０．０２Ｔ＜Ｔｐ≦０．１５Ｔ、かつ ３秒＜Ｔ≦６０秒 が満たされた時、 詳述すれば、 Ｔ＋＝０．９５Ｔ、Ｔ−＝０．０１Ｔ、かつＴｐ＝０．０４Ｔである時に確立 され、したがって極めて満足すべき脱水効率が得られる。先行技術によるパルス パターンに対し本発明によるパルスパターンを用いる長時間の実験室試験は本発 明が、長時間の脱水工程であっても、なんら反対作用もなく、また試験設備にお いても、水柱上昇水位は１６日間の試験期間に亘って着実な上昇を示した。上昇 水位は建造物の外側の水位に関連する。しかしながら、満足すべき脱水の効果を 達成するため、パルスパターンは少なくとも３日の時間の間適切に連続して反復 される必要がある。図７の概略図では、Ｔ＋＝０．９５Ｔ、Ｔ−＝０．０１Ｔ、 かつＴｐ＝０．０４Ｔのパルスパターンに対する典型的脱水傾向結果を示す。 先行技術の教示と対照的に、正のパルスは負のパルスの持続時間よりも事実上 大きく、しかも小休止のための中立時間の持続時間Ｔｐより一層大きい持続時間 をもつことができる。パルスパターンがかなりの等数値のＤＣ電圧の正負両パル スを提供できるかもしれないが、それにも拘わらず前記正負両パルスが不等数値 のＤＣ電圧をもつことができるパルスパターンを提供できる可能性もある。適切 には、正のパルスが、＋１２ボルト乃至＋２５０ボルトの範囲から選ばれたＤＣ 電圧振幅値を備えることもできるであろうし、また負のパルスも−１２ボルト乃 至−２５０ボルトの範囲が選ばれたＤＣ電圧振幅を備えることもできるであろう 。 適切には、全パルス時間Ｔは３秒以上、６０秒もしくはそれ以下であることが 肝要である。本発明による好ましい実施例では全パルス時間Ｔが６秒である。し かしながら、全パルス時間の持続時間Ｔを前記範囲の他の数値に設定し、かつパ ルス持続時間範囲を上記のように残すことも可能となろう。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．組積構造もしくはコンクリートの建造物の湿潤壁および／または湿潤床の ような毛管現象を有する材料を、前記建造物に埋設し、陽極手段を形成する一次 電極手段と、前記建造物の外側の土に埋設し、前記陽極手段と相互作用性のある 陽極手段を形成する二次電極手段とに対し特定パルスパターンの脈動ＤＣ電圧の 印加による電気浸造の原理により脱水する方法であって、前記脈動電圧が正のパ ルスの持続時間Ｔ＋、負のパルスの持続時間Ｔ−、および中立もしくは小休止の 持続時間Ｔｐからなる全パルス時間Ｔを備えるパルスパターンを備えることを特 徴とする脱水方法。 ［ここで、 ０．８Ｔ＜Ｔ＋≦０．９８Ｔ、 ０．０Ｔ＜Ｔ−≦０．０５Ｔ、 ０．０２Ｔ＜Ｔｐ≦０．１５Ｔ、かつ ３秒＜Ｔ≦６０秒 である。］ ２．前記パルスパターンが事実上等数値のＤＣ電圧の正負両パルスを備えるこ とを特徴とする請求項１記載の脱水方法。 ３．前記パルスパターンが不等値のＤＣ電圧の正負両パルスを備えることを特 徴とする請求項１記載の脱水方法。 ４．前記正のパルスが＋１．２ボルト乃至＋２５０ボルトの範囲から選ばれる ＤＣ電圧振幅値を備え、前記負のパルスが−１２ボルト乃至−２５０ボルトの範 囲から選ばれるＤＣ電圧振幅を備えることを特徴とする請求項１記載の脱水方法 。 ５．前記Ｔ＋＝０．９５Ｔ、Ｔ−＝０．０１Ｔ、かつＴｐ＝０．０４Ｔである ことを特徴とする請求項１記載の脱水方法。 ６．前記パルスパターンの持続時間Ｔが少なくとも３日の期間反復されること を特徴とする請求項１記載の脱水方法。 ７．前記パルスパターンの持続時間Ｔが少くとも３日の期間反復されることを 特徴とする請求項５記載の脱水方法。 ８．前記期間が少くとも１５日であることを特徴とする請求項６記載の脱水方 法。