NO320979B1 - Fremgangsmate for dehydrering av kapillaere materialer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse omhandler fremgangsmåte for dehydrering av kapillære materialer slik som fuktige vegger og/eller gulv i en bygnings struktur av mur eller betong, hvor prinsippet med elektroosmose anvendes ved å påføre en pulserende likespenning med et bestemt pulsmønster til primære elektrodemidler innleiret i den nevnte strukturen, hvor de primære elektrodemidlene danner anodemidler, hvor sekundære elektrodemidler innleiret i bakken på utsiden av strukturen danner katodemidler som er interaktive med anodemidlene, og hvor den nevnte pulserende spenningen har pulsmønster med en total pulsperiode T omfatter en positiv puls med lengde T+, en negativ puls med lengde T- og en nøytral periode eller pause med lengde TP.

Spesielt for bygningsstrukturer som er plassert under bakkenivå slik som kjellere, forekommer ofte problemer relatert til fuktighet i bygningsstrukturer. Dagens krav til minimal byggetid resulterer veldig lett i en redusert vektlegging av kravene relatert til betong når det gjelder tilstrekkelig tørketid, noe som lett leder til fuktighetsproblemer i bygningsstrukturen. Dette skyldes at betong er av en slik sammensetning at konvensjonelle tørkemetoder, for eksempel ved å anvende avfuktingsmidler i kombinasjon med oppvarming vil ta for lang tid.

Det har over flere år blitt utført forskning på fremgangsmåter for å effektivt dehydrere kapillære materialer og spesielt strukturer av betong eller mur. Ulempene med de fleste av disse fremgangsmåtene er at de krever mye energi i tillegg til tidsaspektet. Prinsippet med elektroosmose ble oppdaget av professor Reuss allerede i 1907. Elektroosmose er basert på de følgende grunnsetninger. Anta at to punkter i et materiale har spontant eller på en kunstig måte blitt utsatt for en spenningspotensialforskjell. Anta videre at kapillærstrukturen i materialet er mettet på vann. Kapillærveggene vil svært ofte anta et negativt potensial. Dette forårsaker at positive ioner i vannet blir lokalisert rundt kapillærveggene. Dette fenomenet kalles det elektriske dobbellag. De positive ioner vil nå bevege seg mot regioner som har et lavere potensial. På grunn av at de positive ionene er hydrert, vil hvert ion bære en liten mengde vann slik at det dannes en vannstrøm.

Det har i flere år blitt prøvd å sette elektroosmose i kommersiell aktivitet, men med liten suksess når det gjelder dehydrering av bygningsstrukturer. I noen europeiske land har det blitt angitt såkalte passive elektroosmosesystemer. Dette betyr at det har blitt anvendt naturlige potensialforskjeller som dannes mellom fuktige strukturer og omgivelsene. Effekten av denne typen installasjoner har ikke vært overbevisende.

I alle typer elektroosmoserelaterte systemer opp til 1980, har det blitt anvendt likestrøm eller konvensjonell vekselstrøm (50Hz). Dette innebærer at det kun har vært mulig å bære vannet mellom anode og katode over en kortere periode på grunn av at. kreftene til en viss tid vil reversere slik at elektrolytten transporteres tilbake til dets utgangspunkt.

Dermed har fokus blitt satt på å oppnå et system som er i stand til å funksjonere over en lengre tidsperiode uten at det såkalte "zetapotensialet" blir reversert (noe som medfører at vannet returnerer tilbake til det kapillære materialet).

Det ble derfor etterstrevd å utvikle apparatur som sender ut pulserende likestrøm. Slike systemer er for eksempel kjent fra de allment tilgjengelige US patentene 5368709, 4600486 og 5015351, svenske patentsøknaden 8106785-2 og 8601888-4 (T. Eliassen), søknad 8202570-1 (A. Batinsky), svensk patent 450264 og polsk patent 140265 (Basinsky et al). Problemene med de kjente systemene har vært slitebestandigheten til elektroden på anodesidene i systemet i og med at anodene lett korroderes på grunn av reduksjoh-oksydasjon. I tillegg har problemene blitt relatert til å balansere med hensyn til pulsene (sammenhengen mellom positiv og negativ i voltsekund, også betegnet som magnetisk fluks) på en slik måte at maksimum vannstrøm ut av bygningsstrukturen oppnås, uten at en får ytterligere fuktning av strukturen ved et senere tidspunkt. I de kjente teknikkene har det derfor over flere år blitt fokusert på å utvikle systemer med pulserende likestrømsspenninger på en slik måte at de elektroosmotiske kreftene etter en tidsperiode ikke reverserer og dermed forårsaker en transport av væske i motsatt retning av den ønskelige.

I henhold til foreliggende fremgangsmåte er det blitt oppdaget at pulsmønsterstrukturen er veldig viktig for å oppnå optimale dehydreringsresultater. For å optimalisere kreftene dannet i kapillarstrukturen i materialene, er det viktig å være i stand til å ha et pulsmønster som kan varieres avhengig av den kjemiske sammensetningen til elektrolyttene og den elektriske spenningen som påføres materialet i tillegg til kapillarstørrelsen. I motsetning til konvensjonelle fremgangsmåter har det i henhold til foreliggende oppfinnelse blitt oppdaget at pulsmønsteret bør bestemmes av de følgende betingelser.

Dermed vil man ved å velge T+ og T- automatisk oppnå verdien på den nøytrale perioden eller lengden på pausen Tp. Imidlertid bør Tp ikke være mindre enn 2% av den totale pulsperioden. I en bestemt testinstallasjon har det blitt vist at spesielt gode resultater oppnås når T+ = 0,95 T, T- = 0,01 T og Tp = 1,04.1 motsetning til kjente pulsmønstre, oppnår foreliggende oppfinnelse dehydreringsresultater som viser en jevn økning over tid. Spesielt viktig er det at oppfinneren har oppdaget at en distinkt økning i dehydreringsresultatene kan oppnås ved å anvende en positiv puls med lengde T+ som er større enn 80% av den totale pulsperioden T.

Pulsmønsteret med lengde T kan med fordel gjentas i en tidsperiode på minst 3 dager, fortrinnsvis minst 15 dåger.

Den positive pulsen har en likespenningsamplitude valgt i området +12 til +250 volt, og den negative pulsen bør ha en likespenningsamplitude valgt i området -12 til -250 volt. Selv om pulsmønsteret i en foretrukket anordning av oppfinnelsen har positive og negative pulser med vesentlig like numeriske likespenningsverdier, er det allikevel innenfor oppfinnelsen ide å anvende et pulsmønster som har positive og negative pulser av ulike numeriske likespenningsverdier. Dette medfører at den positive pulsen kunne for eksempel ha en spennningsangivelse på +50 volt og den negative pulsen med en spenningsverdi på -25 volt. Dette betyr at et antall av kombinasjoner vil være mulig og gir også at amplitudemønsteret blir paralellforskjøvet i den negative eller positive retningen relativt til det nøytrale potensialet. Summen av det positive og negative delene av pulsmønsteret over et tidsintervall vil dermed uttrykke det magnetiske fluksen ( enhet Weber), det vil si strømningsaktiviteten.

Oppfinnelsen vil nå bli ytterligere beskrevet under henvisning til medfølgende tegninger. Fig. 1 illustrerer konvensjonelle miljøforhold for en bygningsstrukrur av mur eller betong. Fig. 2 illustrerer en grunnleggende apparatutforming for dehydrering av en bygningsstruktur.

Fig. 3 er en forenklet forklaring av apparaturstrukturen.

Fig. 4 illustrerer skjematisk et blokkdiagram for en krets som utførerer fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 5 illustrerer et typisk pulsmønster i henhold til kjent teknikk.

Fig. 6 er et typisk pulsmønster i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Fig. 7 er et diagram som viser vannkolonnens stigningsnivå i millimeter H2O relativt til antall dager hvor fremgangsmåten har blitt anvendt med et typisk foretrukket pulsmønster i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 viser en bygningsstruktur med veggen 1' og gulvet 1" som er hovedsakelig lokalisert under bakkenivået 2. Konvensjonelt ville det vært plassert et dreneringsrør 3 som går fra taket nær den ytre veggen 1. Vann vil derfor mest sannsynlig flyte inn til veggen, og noe kapillærabsorbasjon vil komme i tillegg til hydreringsproblemene som forårsaker en høy luftfuktighet i rommet under bakken. Mer enn hyppig vil også utilstrekkelig ventilasjon bety et annet problem i bygningsstrukturer av denne typen.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer derfor et antall av anoder 4 i veggen og /eller i gulvet til bygningsstrukturen under bakkenivået. Et ordinært katodemiddel 5 er nedgravd i bakken slik som indikert på fig. 2. Dermed, når en kraftregueringsenhet generelt betegnet med referansetallet 6 er i stand til å forsyne et likespenningsmønster til anodene 4 innleiret i bygningsstrukturen og motelektroden 5 som danner katodemidlene, vil anodene 4 dermed tilveiebringe en pulsrettet strøm hvor vann vil bli flyttet fra det positive potensialet til det negative potensialet. Dermed vil det oppstå en vannstrøm ut av bygningsstrukturen 1 inn i bakken 2. En forenklet skjematisk skisse er vist i fig. 3.

Den kraftregulerende enheten 6 inkluderer en kraftforsyningsenhet 7 og en utgangssignalenhet 8. Reguleringsenheten 6 har en programmerbar mikroprosessor 9, et programmeringspanel 10, og et kontrolldisplay 11. Kraftenheten 7 mottar et vekselstrømsignal via en bryter 12 som kan være av en varmefølsom type. Den forsynte spenningen blir konvertert ned i en transformator 13 og likerettet i en likeretter 14 og passende stabilisert av en kapasitator 15 for å forsyne en likestrømsspenning, fortrinnsvis på 25 volt DC. Utgangsignalsenheten 8 mottar reguleringssignaler fra reguleringsenheten 6 via reguleringslinjene 16 for å regulere rotasjonen av det elektroniske bryterne 17,18,19 og 20 såvel som releene 21 og 22 som forbinder to forskjellige sett av anodeelektroder 4, angitt i fig. 4 ved +A og +B. Den alminnelige katoden 5 er i fig. 4 angitt med referansene -A og -B. Multiple anodesett A og B er enkelt tilveiebragt ved å ta hensyn til den overordnede arbeidskapasiteten til reguleringsapparaturen 6 og dens forbundne krétssystem. Multiple forskjellige sett vil tilveiebringe større operasjonssikkerhet og også øke dehydrereingskapasiteten, men dehydreringsprosessen kan ta noe lengre tid. Imidlertid hvis arbeidskapasiteten til apparaturen blir vesentlig økt, med påfølgende kostnader, kan dehydreirngstiden forkortes.

Med en pulsmønsterkonfigurasjon som vist i fig. 5, har det blitt vist via laboratorieeksperimenter at et slikt pulsmønster og andre kjente konvensjonelle pulsmønster vil gi en reduksjon og utjevning av dehydreringen selv etter så korte perioder som noen få dager. I konfigurasjonen vist i fig. 5, er T+ ca. 0,74 T, T- er ca. 0,08 T og Tp er ca. 0,18 T.

Overraskende og overbeviste resultater basert på foreliggende oppfinnelse har blitt vist at når de følgende betingelser er møtt;

Og spesielt når;

blir det oppnådd en ekstrem tilfredsstillende dehydreringseffektivitet. Langtids laboratorietester med pulsmønster i henhold til foreliggende oppfinnelse relativt til kjente pulsmønster har vist at foreliggende oppfinnelse tilveiebringer fremgangsmåter som viser at selv på langtidsdehydreringsprosesser er det ingen tendens til en reversert mekanisme og i testinstallasjoner har vannkolonnens stigningsnivå steget jevnt over en testperiode på 16 dager. Stigningsnivået er relatert til vannivået på utsiden av strukturen. For å oppnå tilfredsstillende dehydreringsresultater bør imidlertid pulsmønsteret bli kontinuerlig gjentatt for en tidsperiode på minst 3 dager. Diagrammet i fig. 7 viser et typisk dehydreringstendensresultat for et pulsmønster med T+ = 0,95 T, T- = 0,0, T, og Tp = 0,04T.

I forhold til læren i den kjente teknikken, kan den positive pulsen ha en lengde som er vesentlig større enn lengden av den negative pulsen og til og med større enn lengden til den nøytrale perioden for pausen Tp. Selv om pulsmønsteret kan tilveiebringe positive og negative pulser med hovedsakelige like numeriske likespenningsverdier, er det likevel mulig å tilveiebringe pulsmønster hvor de positive og negative pulsene kan ha ulike numeriske likespenningsverdier. Den positive pulsen kan fortrinnsvis ha en c.c. spehningsamplitude valgt fra området +12 til +250 volt, og den negative pulsen kan ha en likespenningsamplitude valgt fra området -12 til -250 volt.

Den totale pulsperioden T kan med fordel være større enn 3 sekunder, men mindre eller lik 60 sekunder. I en foretrukket utføring, i henhold til den foreliggende oppfinnelse, er den totale pulsperioden T på 6 sekunder. Det er imidlertid mulig å sette lengden på den totale pulsperioden T til andre verdier i det nevnte området og samtidig opprettholde pulslengdeforholdene som indikert ovenfor.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for dehydrering av kapillære materialer slik som fuktige vegger (1') og/eller gulv (1") i en bygningsstruktur (1) av mur eller betong ved å anvende prinsippet til elektroosmose, ved å påføre en pulserende likespenning med et bestemt pulsmønster til primære elektrodemidler innleiret i strukturen, hvor de primære elektrodemidlene danner anodemidler (4) og sekundære elektrodemidler nedgravd i bakken (2) på utsiden av strukturen (1) danner katodemidler (5) som er interaktive med de nevnte anodemidlene (4), karakterisert ved at den pulserende spenningen har et pulsmønster med en total pulsperiode T, omfattende en positiv puls med lengde T+, en negativ puls med lengde T- og en nøytral periode eller pause med lengde Tp, og hvor:

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at pulsmønsteret har positive og negative pulser med hovedsakelig like numeriske likespenningsverdier.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at pulsmønsteret har positive og negative pulser med ulike numeriske likespenningsverdier.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at den positive pulsen har en likespenningamplitudeverdi valgt fra området fra +12 til +250 volt og hvor den negative pulsen haren likespenningsamplitude valgt fra området -12 til -250 volt.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved T+= 0,95 T, T-=0,01 T, og Tp = 0,04 T.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at pulsmønsteret med lengde T blir gjentatt for en tidsperiode på minst 3 dager.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 5, karakterisert ved at pulsmønsteret med lengde T blir gjentatt for en tidsperiode på minst 3 dager.

8. Fremgangsmåte i henhold krav 6, karakterisert ved at tidsperioden er minst 15 dager.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert ved at tidsperioden er på minst 15 dager.