RU1834960C - Устройство дл электрокинетического обессоливани каменных кладок - Google Patents

Abstract

Использование: в устройстве дл  электрокинетического обессоливани  каменных кладок положительный электрод выполнен с сепарационным слоем, контактирующим со слоем буферного материала. Электрод выполнен в виде стержн  или прутка, либо в виде патрона. Сепарационный слой выполнен в виде микропористой и/или ионо- селективной мембраны. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  электрокинетического обессоливани  каменных кладок от солей повреждающих здание.

Цель изобретени  - повышение степени обессоливани  при одновременном по вышении надежности устройства.

На фиг. 1 изображено схематически устройство дл  электрокинетического обессоливани  с электродом в виде стержн ; на фиг. 2 -то же с электродом пластинчатой формы; на фиг. 3 - электрод в виде патрона; на фиг. 4 - электрод в виде стержн  со слоем буферного материала: на фиг. 5 -плоскостной электрод в виде мендровых петель.

Наиболее часто по вл ющимис  сол ми , повреждающими строени ,  вл ютс  сульфаты, хлориды и нитраты. Природа происхождени  солей различна, как например: из самих строительных материалов,. которые в большинстве случаев изготавливаютс  из природного исходного материала; удобрени  из окружающего грунта в результате капилл рной транспортировки воды; из распыленной соли, специально в цокольной зоне; из атмосферы, как, например, в результате выпадени  кислотных дождей.

Соли каменных стен в большинстве случае гигроскопичны и поэтому в зависимости от влажности воздуха поглащают из него воду. Это увеличение объема кристаллов солей вызывает высокие гидрэтационные давлени , которые вновь разрушают пористый строительный материал.

Кроме того, эти соли каменных стен разрушают в результате коррозии стальную арматуру и стальные ст жки.

Электрофизические способы сушки в соответствии с принципом электроосмоса в пористой каменной кладке могут функционировать только тогда, когда между пористой стенкой и электролитом может образовыватьс  достаточный дзетапотен- циал. Слишком высокие концентрации растворимых солей преп тствуют образованию этого дзетапотенциала и осушение с помощью злектроосмоса становитс  невозможным . По этой причине перед

W

ё

а ос Ј чз а

с

со

применением электроосмоса стены должны быть в значительной степени обессолены.

Принцип удалени  солей из каменной кладки основываетс  на использовании электрокинетического разделени  зар да.

При приложении посто нного напр жени  в электролите носители зар дов (ионы) перемещаютс  в электрическом поле к соответствующим электродам и концентрируютс  на этих электродах или вокруг них (отрицательные ионы, анионы, перемещаютс  к аноду, положительные ионы, катионы , перемещаютс  к катоду), Таким образом можно непрерывно и в значительной степени удал ть высокие концентрации анионов на аноде из каменной кладки. Скорости перемещени  завис т от типа ионов, их размера и от внешних условий, как, например, давление, температура, растворитель и концентраци , и составл ют дл :

ОН 0,00167 см2/удельный объем CI 0,00062 см2/удельный обьем ЫОз 0,00058 см /удельный объем S04 0,00059 см2/удельный объем В каменной кладке .перемещение ионов происходит значительно медленнее, однако еще с достаточной скоростью, чтобы обессолить каменную кладку в течение приемлемого промежутка времени.

Устройство дл  электрокинетического обессоливани  каменных кладок содержит с несколько проложенных в отверсти х в стене 1 электродов 2. которые соединены проводом друг с другом. Электроды 2 до концов дл  подключени  полностью окружены иммобилизирующим ионы слоем буферного материала. Этот слой окружен сепарационным слоем, который непосредственно примыкает к стенкам отверстий. С помощью источника тока 3 при наличии стержн  заземлител  4, приложено посто нное напр жение. Электроды 2 могут быть выполнены плоскими и расположенными на поверхности стены 1. Заделанные до конца дл  подключени  в иммобилизирующий ионы буферный материал электроды соединены проводом друг с другом и подключены к источнику тока 3, причем относительно стержн  заземлител  приложено посто нное напр жение. В этом варианте выполнени  обессоливающего устройства прилегающий к слою буферного материала сепарационный слой расположен только на обращенной к стенке поверхности.

Электрод 2 может быть выполнен в виде патрона, который особенно пригоден дл  прокладки в расположенных в обессоливаемой каменной кладке отверсти х. Сердечник патрона образует металлический, предпочтительно медный проводник 5 покрытый провод щим синтетическим материалом 6. Вокруг этого сердечника расположен слой 7 из буферного материала, который физически и химически св зывает

продукты реакции. Буферный материал включает в основном воду, Са(ОН)2, СаСОз и/или СаО или смеси из них, причем предпочтительной  вл етс  добавка желирую- щего средства. Это средство действует

иммобилизирующе и  вл етс  влагосодер- жащим, так что нет никакой опасности высыхани  зоны вокруг электрода.

Слой буферного материала полностью окружен образованным из микропористой

5 мембраны сепарационным слоем 8, который в проложенном состо нии в отверстии в каменной кладке примыкает к стенке отверсти .

Электрод 2 может быть выполнен в виде

0 стержн  или прутка. Этот слой затем прилегает в смонтированном состо нии в пазу в кладке стены к его стенкам.

Плоский электрод 2 образован из покрытого провод щим синтетическим мате5 риалом металлического проводника электрода 5, заделанного в форме простирающихс  по всей поверхности анодной системы петель змеевика в слое 7 буферного материала. На обращенной к стене стороне

0 сло  буферного материала расположен сепарационный слой 8..

Электроды могут быть выполнены в виде стержневых, полосовых или плоских электродов и состо т из металла, графита,

5 провод щего синтетического материала или из покрытых такими материалами металлических проводников или проводников из графитового волокна. В качестве желирую- щего средства в принципе могут использо0 ватьс  все имеющиес  подобные средства, однако предпочтительно используютс  агар-агар или карбоксиметилцеллюлоза.

Непосредственно примыкающий в проложенном состо нии к каменной кладке се5 парационный слой служит в качестве барьера против обратного диффундировани  продуктов реакции в каменную кладку. Таким сепаратором  вл етс  микропориста  мембрана, котора  пропускает преиму0 щественно определенные ионы, и преп тствует прохождению более крупных агломератов. Пригодны также ионоселек- тивные мембраны.

Эти мембраны должны иметь следую5 щие свойства: хороша  ионна  проводимость; больша  избирательность относительно переноса определенных ионов; хороша  смачиваемость; высока  механическа  прочность: отсутствие электрической проводимости; химическа 

стойкость относительно электролита и продуктов реакции.

Эти мембраны состо т из: политетрафторэтилена , асбеста, поливинилхлорида, полиэтилена, пирофосфэта, св занной синтетическим св зующим веществом и/или усиленной стекловолокном целлюлозы, регенерированной целлюлозы, целлофана или выт нутой синтетической пленки.

Приложенные посто нные напр жени  должны быть настолько высоки, насколько это возможно, чтобы обеспечить достаточно быстрый перенос ионов 10-50 В/.

П р и м ё р. В опытной установке стержневые электроды изготавливают из покрытых провод щим синтетическим материалом медных проводов, которые заделаны в смесь из 4 мас.% кэрбоксимети- ленцеллюлозы и 96 мас.% СаСОз. В качестве сепаратора служит чулок из колбасной оболочки, закрытый с обоих концов. Эти стержневые электроды вставлены в отверсти  в каменной кладке. Отверсти  расположены в зоне испарени  на высоте одного метра над фундаментом. В качестве катода служит вбита  в почву железна  труба . Установка эксплуатировалась с использованием посто нного напр жени  36 В. Кулоновский коэффициент полезного действи  преобразовани  аниона (соли каменной кладки) на аноде составил 40-50%, в зависимости от степени загр знени  солевыми отложени ми и влажности окружающей каменной кладки.

По истечение 60 дней было израсходовано 40 г СаСОз, а электроды с продуктами реакции можно было удал ть из стены, Анализ показал, что свыше 90% продуктов реакции было св зано с электродом.

Claims (9)

1. Устройство дл  электрокинетического обессоливани  каменных кладок, включа- ющее по крайней мере один расположенный на поверхности или внутри каменной кладки положительный электрод, контактирующий с иммобилиэирующим ионы слоем буферного материала, содержащего окись кальци , гидроокись кальци  и/или карбонат кальци , и по крайней мере один отрицательный электрод, соединенный с источником посто нного напр жени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  степени обессоливани  при одновременном повышении надежности уст5 ройства, оно снабжено сепарационным слоем, контактирующим со слоем буферного материала, причем положительный электрод размещен в слое буферного материала с выведенными за пределы сло  концами

0 дл  подключени .

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что сепарационный слой расположен на слое буферного материала.

3.Устройство по п. 1,отличающее- 5 с   тем, что электрод выполнен в виде стержн  или прутка, или патрона.

4.Устройство по пп. 1иЗ, отличающее с   тем, что электрод выполнен плоскостной или пластинчатой формы, либо в виде

0 решетки или меандровых петель.

5.Устройство по пп. 1 и 2, отличающее с   тем, что при плоскостном выполнении электрода сепарационный слой расположен на поверхности сло  буферного

5 материала со стороны каменной кладки.

6.Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что сепарационный слой выполнен в виде микропористой и/или ионоселектив - ной мембраны из политетрафторэтилена,

0 пирофосфата, св занной синтетическим св зующим веществом и/или усиленной стекловолокном целлюлозы, регенерированной целлюлозы, целлофана или выт нутой синтетической пленки.

5

7. Устройство по п. 1 ,о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что положительный электрод выполнен в виде проводника, покрытого провод щим синтетическим материалом, или из меди, или углерода, или графитового волок0 на, или из провод щего синтетического материала .

8. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что буферный слой дополнительно содержит желирующее средство.

5

9. Устройство по п. 1, от л и ч а ю щ е е- с   тем..что буферный слой выполнен из растворенного в воде буферного материала или эмульгированного в воде буферного материала , или из содержащего воду буферно0 го материала.

(pt/&.1

7

фи&2

фиг. 5

ЈЙУс