Способ защиты строительных материалов и конструкций от воздействия влаги

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для защиты строительных материалов, изделий, конструкций от проникновения влаги, а также для сушки стен старых зданий и защиты их от сырости. Задачей изобретения является одновременное обеспечение интенсивной, долговременной и качественной защиты строительных материалов, конструкций от воздействия влаги. На обрабатываемой площади выполняют ряды отверстий. В отверстия, через одно, устанавливают электроды, свободные отверстия между электродами используют для заполнения их гидрофобной жидкостью, в которую добавлена соль железа в количестве 0,5-8 мас.%. Оптимальное расстояние между электродами 20-50 см. На электроды подают потенциал в интервал 0,1-1,4 В, чередуя аноды и катоды по обрабатываемой площади в шахматном порядке. Под действием электрического поля происходит обводнение (сушка) строительного материала или конструкции, обусловленная массопереносом частиц гидрофобной жидкости и миграционных процессов в ней. Более интенсивному протеканию процесса электроосмоса способствует соль железа, которая повышает проводимость гидрофобной жидкости. Кроме этого, соли железа в щелочной среде, которой обладают строительные материалы, образуют гидроксид железа. Он кольматирует капилляры и поры материала и обеспечивает тем самым его долговременную защиту от проникновения влаги. Дополнительно к обрабатываемой площади прикладывают магнитное поле, направление силовых линий которого перпендикулярно направлению миграционного потока частиц гидрофобной жидкости. Этим обеспечивается равномерность и глубина пропитки гидрофобной жидкостью строительного материала или конструкции. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Способ относится к области строительства, а более конкретно к водозащите строительных конструкций и может быть использован для защиты капиллярно-пористых материалов, изделий и конструкций от воздействия влаги, в том числе и для сушки стен старых зданий и защиты от сырости.

Известны способы защиты строительных материалов путем естественной пропитки гидрофобными жидкостями неорганического и органического составами, например, авторское свидетельство №1573016.

Однако недостатком данного способа является низкая производительность и отсутствие возможности регулирования процесса обработки. Это объясняется тем, что процесс массопереноса частиц протекает преимущественно по диффузионному механизму, а качество пропитки зависит от структурного построения порового пространства, которое носит случайный характер. Следовательно, направленное движение частиц гидрофобной защиты является неконтролируемым. Поэтому такие способы не обеспечивают качественной защиты от влаги.

Известны способы защиты строительных материалов, изделий и конструкций от сырости с использованием электрохимических методов (Экспресс-информация, строительство и архитектура, сводный том, вып. №3, М.: 2001 г, с. 22-23). Для удаления влаги и предотвращения распространения сырости в кирпичных стенах эксплуатируемых зданий по известному способу используются приемы электроосмоса. Суть способа заключается в том, что в стене монтируют систему штырей-электродов, к которым подается потенциал от генератора электрического тока таким образом, чтобы массоперенос влаги осуществлялся по капиллярам сверху вниз. В дальнейшем избыток жидкости улавливают и удаляют с помощью специальных патронов.

Однако недостатком данного способа является возможность только сушки строительных материалов, изделий или конструкций и отсутствие долговременной их защиты от влаги при отключении генератора электрического тока.

Наиболее близким к заявляемому способу, который принят за прототип, является способ изоляции строительных сооружений от воздействия влаги по авт. св. СССР №815193. Этот способ включает выполнение двух рядов отверстий в изолируемой стене строительного сооружения и установку в них электродов, которые подсоединяют к источнику электропитания. После установки электродов в отверстия эти же отверстия заполняют гидрофобной жидкостью и одновременно включают источник электропитания (верхний ряд - аноды, нижний - катоды). После того как гидрофобная жидкость достигает электродов нижнего ряда (катодов), источник электропитания отключают. Для осуществления этого способа необходимы пустотелые электроды с отверстиями в стенках для прохода гидрофобной жидкости. Под воздействием электрического поля влага, находящаяся в капиллярах и порах, оттягивается, одновременно затягивая в эти капилляры и поры гидрофобную жидкость, тем самым пропитывая обрабатываемую площадь (изолируемую стену). Одновременное использование приемов электроосмоса и гидрофобной защиты улучшает по сравнению с предыдущими аналогами качество изоляции обрабатываемых конструкций от воздействия влаги.

Однако недостатком данного способа является отсутствие дополнительной долговременной защиты изделий от влаги, возможности более объемной пропитки изделия и недостаточная интенсификация процесса во времени.

Задача изобретения состоит в том, чтобы одновременно обеспечить интенсивную, долговременную и качественную защиту строительных материалов, конструкций от воздействия влаги.

Задача решена следующим образом.

По аналогии с операциями известного способа на обрабатываемой площади выполняют ряды отверстий, в которые устанавливают электроды. Для пропитки используют гидрофобную жидкость, ею заполняют выполненные отверстия. Подают на электроды потенциал, создавая слабое постоянное электрическое поле. Но согласно заявляемому способу и в отличие от известного, принятого за прототип, в гидрофобную жидкость перед заполнением ею отверстий дополнительно вводят соль железа (например, азотнокислое железо) в количестве 0,5-8 мас.%, а электроды устанавливают через одно отверстие на расстоянии 20-50 см друг от друга и при подаче потенциала на электроды чередуют аноды и катоды на обрабатываемой площади в шахматном порядке. В качестве электродов используют упругие пластины, например, из фольги. Гидрофобную жидкость вводят в пропущенные отверстия между электродами. Отличием является и то, что дополнительно на обрабатываемую площадь воздействуют магнитным полем. При этом силовые линии располагают так, чтобы они были перпендикулярны направлению миграционного потока частиц гидрофобной жидкости, вызванному действием электрического поля.

Таким образом, заявляемый способ отличается от прототипа тем, что

- в гидрофобную жидкость дополнительно вводят соль железа в количестве 0,5-8 мас.%;

- заполняют гидрофобной жидкостью отверстия между электродами;

- аноды и катоды располагают на обрабатываемой площади в шахматном порядке;

- электроды располагают на расстоянии друг от друга 20-50 см;

- в качестве электродов используют упругие пластины из фольги;

- обрабатываемую площадь подвергают воздействию магнитного поля;

- силовые линии магнитного поля располагают перпендикулярно направлению миграционного потока частиц гидрофобной жидкости.

Химическая добавка соли железа повышает проводимость гидрофобной жидкости, а следовательно, способствует интенсификации процесса электроосмоса. Кроме того, соли железа в щелочной среде, которая характерна для строительных материалов, образуют практически нерастворимый в воде гидроксид железа (III) (произведение растворимости Fе(ОН)3 составляет 10-31), что приводит к кольматации капилляров и пор материала, а следовательно, способствует долговременной защите конструкции от проникновения влаги. Добавка соли железа в пределах от 0,5 до 8 мас.%, способствующая усилению защиты строительных материалов и конструкций от воздействия влаги, получена экспериментально.

Расстояние между электродами зависит от степени обводнения массива конструкции, концентрации ионов в растворе, проводимости гидрофобной жидкости.

В результате проведенных экспериментов установлено, что в среднем это расстояние составляет 20-50 см. Оно является достаточным для протекания интенсивных миграционных процессов под действием электрического тока.

Такое расположение электродов (в шахматном порядке) на обрабатываемой площади и то, что гидрофобной жидкостью заполняются отверстия между электродами, способствует равномерному протеканию миграционных процессов по всей площади строительного материала или конструкции и более качественной водозащите.

Использование упругих пластин увеличивает контакт поверхности отверстия и электрода, что повышает эффективность процесса переноса частиц и снижает количество потребления электричества.

Использование магнитного поля, силовые линии которого направлены перпендикулярно направлению миграционного потока частиц гидрофобной жидкости, способствует движению частиц, отличному от миграционного потока ионов, т.е. не только по линии электрического тока, но и в объем обрабатываемой конструкции, а значит, и более полному заполнению ее гидрофобной жидкостью.

Заявителям и авторам не известны способы электрохимической водозащиты, по которым аноды и катоды располагают на обрабатываемой площади в шахматном порядке. Не известны также способы гидрофобной водозащиты с добавлением соли железа в гидрофобную жидкость, к тому же в определенных пределах (0,5-8 мас.%), которые установлены экспериментально.

Неизвестность этих отличительных признаков позволяет сделать вывод о наличии изобретательского уровня у заявляемого способа.

Кроме этого, суммарный технический результат (сушка, пропитка, кольматация пор в ходе электрохимического процесса) не обусловлен простой суммой результатов каждого в отдельности отличительного признака благодаря присущим им свойствам. Признаки влияют друг на друга, взаимосвязаны. Добавка соли железа в гидрофобную жидкость способствует не только кольматации пор, но и в целом интенсифицирует, усиливает электрохимический процесс, улучшая проводимость гидрофобной жидкости из-за присутствия ионов железа.

Способ поясняется чертежом, где показана схема расположения электродов и отверстий для гидрофобной жидкости на обрабатываемой площади.

Способ осуществляется следующим образом. На обрабатываемой площади 1 строительной конструкции выполняют отверстия 2, 3, 4. В подготовленные отверстия 2, 3 помещают электроды. Они могут быть выполнены цилиндрическими в виде штырей. Но лучшим вариантом является использование электродов из упругой фольги электропроводящего антикоррозионного металла (медь, сталь), поскольку упругость способствует лучшему контакту электродов с отверстиями. Электроды, установленные в отверстия 2, подключают к положительному полюсу источника питания, а электроды, установленные в отверстия 3, - к отрицательному полюсу источника питания. Таким образом аноды чередуют с катодами в шахматном порядке. В оставшуюся часть отверстий 4 между электродами помещают раствор гидрофобной жидкости, и подается такой потенциал на электроды, который не вызывает процессы интенсивного электролиза (в интервале 0,1-1,4 В), т.е. создают слабое электрическое поле. В результате процесса электроосмоса происходит обводнение массива обрабатываемой площади строительного материала и осуществляется массоперенос частиц гидрофобной жидкости за счет создания искусственных градиентов потенциала и концентраций раствора, а также за счет миграционных процессов под действием выпрямленного электрического тока. В качестве раствора берут любую гидрофобную водорастворимую жидкость органической или неорганической природы и добавляют соль железа из расчета 0,5-8% по массе.

Для осуществления равномерного распределения жидкости гидрофобной защиты по объему конструктивного материала к его поверхности прикладывают магнитное поле постоянных магнитов 5 (чертеже) таким образом, чтобы его силовые линии были направлены перпендикулярно направленному под действием электрического поля диффузионного или миграционного потока частиц, который, как известно, направлен от анода к катоду. Для этого магниты 5 помещают параллельно обрабатываемой площади между парами анод-катод. Возникающая сила Лоренца направлена в этом случае перпендикулярно движению заряженных частиц, что обусловливает их миграцию не только по линии электрического тока, но и в объем изделия. Последнее существенно повышает качество обработки материала, что видно из данных, приведенных ниже в табл. 2.

В табл.1 и 2 приведены результаты водопоглощения некоторых строительных материалов.

Лабораторные испытания заявляемого способа проводились на строительных материалах: кирпич и бетон. Для сравнения были проведены испытания способа и по прототипу.

В качестве гидрофобной жидкости была использована кремний-органическая жидкость (аквасил, разбавленный водным раствором в соотношении 1:10), в которую добавлено азотнокислое железо. Результаты сведены в табл. 1. Из табл. 1 видно, что наилучшая водозащита достигается при добавлении соли железа в пределах 2-8 мас.%. Данные табл. 1 свидетельствуют также, что водопоглащение строительных материалов, обработанных заявляемым способом, ниже, чем у прототипа.

Было испытано и действие постоянного магнитного поля. Данные сведены в табл. 2 (для концентрации соли железа 6%).

Установлено также, что время пропитки в зависимости от строительного материала приложенного электрического поля составило для кирпича от 20 до 30 часов, для бетона от 24 до 32 часов, при расстоянии между электродами 50 см.

Формула изобретения

1. Способ защиты строительных материалов и конструкций от воздействия влаги, согласно которому на обрабатываемой площади выполняют ряды отверстий, в отверстия устанавливают электроды, заполняют отверстия гидрофобной жидкостью и подают на электроды потенциал, создавая слабое электрическое поле, отличающийся тем, что в гидрофобную жидкость перед заполнением ею отверстий дополнительно вводят соль железа, например нитрат железа, в количестве 0,5-8 мас.%, причём при установке электродов между ними оставляют свободные отверстия, а подавая на них потенциал, чередуют аноды и катоды по обрабатываемой площади в шахматном порядке, причём гидрофобной жидкостью заполняют отверстия между электродами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отверстия под электроды выполняют на расстоянии 20-50 см друг от друга.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве электродов используют упругие пластины.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что дополнительно на обрабатываемую площадь воздействуют постоянным магнитным полем, располагая его силовые линии перпендикулярно направлению миграционного потока частиц гидрофобной жидкости, вызванного действием приложенного электрического поля.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для восстановления нарушенной гидроизоляции при ремонте и реставрации зданий и сооружений, в том числе и исторических

Изобретение относится к области гидроизоляции неразъемных стыковых соединений путем их герметизации, выполняемых при сооружении различных объектов в строительстве, например, металлических полых колонн и магистралей, например труб с внутренним диаметром 25-1000 мм, а также в других областях техники для предотвращения коррозии, снижения теплопотерь, исключения попадания на конструкцию в месте защищаемого стыка агрессивных агентов

Изобретение относится к области устройств для гидроизоляции стыковых соединений путем их герметизации, выполняемой при сооружении различных объектов в строительстве, например, металлических колонн, а также в других областях техники - для предотвращения коррозии, снижения теплопотерь, исключения попадания на конструкцию в месте защищаемого стыка агрессивных агентов

Изобретение относится к области гидроизоляции путем герметизации стыковых соединений, выполняемых при сооружении различных объектов в строительстве, например, металлических колонн, конструкций из труб, а также в других областях техники для предотвращения коррозии, снижения теплопотерь в месте стыка, исключения попадания на конструкцию в месте защищаемого стыка агрессивных агентов и т.п

Изобретение относится к области гидроизоляции стыковых соединений путем их герметизации, выполняемых при сооружении различных объектов в строительстве, например, металлических колонн, а также в других областях техники - для предотвращения коррозии, снижения теплопотерь, исключения попадания на конструкцию в месте защищаемого стыка агрессивных агентов
Изобретение относится к гидроизоляции строительных сооружений с помощью гидроизолирующей плиты, состоящей из гофрированных листов бумажного картона, каналы которого заполнены бентонитом

Изобретение относится к гидроизоляции железобетонных конструкций инженерных сооружений, в частности мостов, и предназначено для использования в строительстве и ремонте инженерных сооружений, Известна гидроизоляция конструкций моста, в которой в качестве гидроизоляционного слоя применяются ввареные в слой битума полотна, выполненные из композиции на основе битума и полимера, например, сополимера бутадиена со стиролом [1]

Изобретение относится к строительству, а именно к гидроизоляции бетонных и железобетонных конструкций, и может найти применение при ремонтно-восстановительных работах железобетонных сооружений типа градирни
Изобретение относится к способам обработки бетона, улучшающим его эксплуатационные свойства, в частности ослабляющим негативные реакции щелочи-заполнителя или щелочи-кремнезема

Изобретение относится к составу защитной бетонной смеси и способу защиты бетонных поверхностей, ремонтируемых и вновь изготовляемых зданий и сооружений

Изобретение относится к области строительства, в частности к окрасочной гидро- и пароизоляции вертикальных и потолочных камневидных поверхностей, ограждающих конструкций зданий, сооружений и их конструктивных элементов

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при ремонтно-восстановительных работах железобетонных сооружений типа градирен

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам протекторной защиты железобетонных конструкций, применяемым при возведении таких конструкций, а также при проведении ремонтных работ на ранее сооруженных железобетонных конструкциях

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для гидроизоляции, восстановления нарушенной влагозащиты при ремонте и реставрации материалов, зданий и сооружений, в том числе и исторических

Изобретение относится к способам обеспечения влагостойкости наружных и внутренних стеновых конструкций и к улучшенным стеновым конструкциям, полученным этими способами

Изобретение относится к подложке из стекла или керамики, поверхность которой защищена от органического загрязнения, вызванного мастиками, использующимися в качестве уплотнений и содержащими кремнийорганические материалы типа силиконов

Изобретение относится к области строительства гидротехнических сооружений (плотин, быков мостов, бассейнов, резервуаров, колодцев и т.д.)

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для гидроизоляции и восстановления нарушенной влагозащиты

Изобретение относится к рулонным изоляционным стеклопластикам для выполнения покровного гидроизоляционного слоя по поверхности теплоизоляции трубопроводов, оборудования, зданий и сооружений. Технический результат изобретения заключается в повышении стойкости к воздействию воздушной агрессивной среды и долговечности рулонного гидроизоляционного стеклопластика. Рулонное изоляционное покрытие содержит полиэтиленовую пленку с защитными наружными слоями из стеклоткани. Покрытие с обеих сторон обработано полимерным раствором состава, на 100 м2 площади, кг: стирол-акриловая эмульсия - 5,8; вода - 8,3; пигмент-краситель - 0,035. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к гидроизоляции неразъемных стыковых соединений путем их герметизации, выполняемых при сооружении различных объектов в строительстве. Технический результат - повышение герметичности зазора в сопряжении наружной поверхности защитной втулки с внутренней поверхностью раструба. Способ внутренней противокоррозионной изоляции с помощью защитной втулки раструбного сварного соединения труб и трубных фасонных деталей с внутренним противокоррозионным покрытием включает размещение во внутренней полости соединяемых раструбов трубы и трубной фасонной детали опорных колец в коррозионностойком исполнении, производят их прижатие по всему периметру к внутреннему бурту раструба и последующее закрепление. Затем во внутреннюю полость соединяемых раструбных концов трубы и трубной фасонной детали вводят защитную втулку с эластичными уплотнительными кольцами на ее концевых ступенчатых участках с последующим замыканием этих колец в кольцевой канавке, образуемой при сопряжении наружной поверхности концевого ступенчатого участка защитной втулки с отверстием опорного кольца с последующим сдавливанием эластичных уплотнительных колец сближающимися торцовыми поверхностями канавки при силовом стягивании свариваемых торцовых поверхностей раструбов до достижения требуемой величины зазора под сварку. При этом осуществляют радиально направленную деформацию эластичных уплотнительных колец в сторону внутренней поверхности раструбов с обеспечением плотного прижатия эластичных уплотнительных колец к этой поверхности и обеспечением герметичности зазора между внутренней поверхностью раструба и наружной поверхностью защитной втулки в зоне сварного соединения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх