Устройство для электрокинетического обессоливания каменных кладок

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 04 В 1/70

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСРАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ".:;,::;g

К ПАТЕНТУ

:...„1

4 (86) РСТ/AT 90/00051 (30.05.90) (21)4894405/ЗЗ (22) 29.01.91 (46) 15.08.93. Бюл, гФ 30 (31) А 1307/89 (32) 30.05.89 . (33) AT (75) Карл-Хайнц Штайнингер (AT) (56) Заявка Франции М 2552796, кл. Е 04 В

1/70, 1985.

Изобретение относится к устройствам для .электрокинетического обессоливания каменных кладок от солей повреждающих здание.

Цель изобретения — повышение степени обессоливания при одновременном повышении надежности устройства.

На фиг. 1 изображено схематически устройство для электрокинетического обессоливания с электродом в виде стержня; на фиг. 2 — то же с электродом пластинчатой формы; нз фиг. 3 — электрод в виде патрона; на фиг. 4- электрод в виде стержня со слоем буферного материала: на фиг. 5 — плоскостной электрод в аиде мендровых петель.

Наиболее часто появляющимися солями, повреждзющими строения. являются сульфаты, хлориды и нитрзты, Природа происхождения солей различна, как например: из самих строительных материалов,.которые в большинстве случаев изготавливаются из природного исходного материала; удобрения из окружающего грунта в результате капиллярной транспортировки воды; из рас„„. Ж „„1834960 АЗ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКОГО ОБЕССОЛИВАНИЯ КАМЕННЫХ

КЛАДОК (57) Использование: в устройстве для электрокинетического обессоливания каменных кладок положительный электрод выполнен с сепарационным слоем, контактирующим со слоем буферного материала. Электрод выполнен в виде стержня или прутка, либо в виде патрона. Сепарационный слой выполнен в виде микропористой и/или ионоселективной мембраны. 8 з,п. ф-лы, 5 ил. пыленной соли, специально в цокольной зоне; из атмосферы, как, например, в результате выпадения "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 гидратационные давления, которые вновь разрушают пористый строительный материал.

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

Электрофизические способы сушки в соответствии с принципом электроосмоса а пористой каменной кладке могут функционировать только тогда, когда между пористой стенкой и электролитом может образовываться достаточный дзетапотенциал, Слишком высокие концентрации растворимых солей препятствуют образованию этого дзетапотенциала и осушение с помощью злектроосмоса становится невозможным; По этой причине перед

1834960 применением эпектроосмоса стены должны быть в значительной степени обессолены.

Принцип удаления солей из каменной кладки основывается на использовании злектрокинетического разделения заряда.

При приложении постоянного напряжения в электролите носители зарядов (ионы) перемещаются в электрическом поле к соответствующим электродам и концентрируют.ся на этих электродах или вокруг них (отрицательные ионы, анионы, перемещаются к аноду, положительные ионы, катионы, перемещаются к катоду), Таким образом можно непрерывно и в значительной степени удалять высокие концентрации анионов на аноде из каменной кладки. Скорости перемещения зависят от типа ионов, их размера и от внешних условий, как, например, давление, температура, растворитель и концентрация, и составляют для:

ОН 0,00167 cM /óäåëüíûé объем

С! 0,00062 см /удельный объем

МОз 0,00058 см /удельный объем

SO4 0,00059 см /удельный обьем

В каменной кладке. перемещение ионов происходит значительно медленнее, однако еще с достаточной скоростью, чтобы обессолить каменную кладку в течение приемлемого промежутка времени.

Устройство для электрокинетического обессоливания каменных кладок содержит с несколько проложенных в отверстиях в стене 1 электродов 2, которые соединены проводом друг с другом; Электроды 2 до концов для подключения 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 стержня заземлителя 4, приложено постоянное напряжение, Электроды 2 могут быть выполнены плоскими и расположенными на поверхности стены 1. Заделанные до конца для подключения в иммобипизирующий ионы буферный материал электроды соединены проводом друг с другом и подключены к источнику тока 3, причем относительно стержня заземлителя приложено постоянное напряжение. В этом варианте выполнения 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 дпя прокладки в расположенных в обессопиваемой каменной кладке отверстиях. Сердечник патрона образует металлический, предпочтительно медный проводник 5 покрытый проводящим синтетическим материалом 6. Вокруг этого сердечника расположен слой 7 из буферного материала, который физически и химически связывает продукты реакции, Буферный материал включает в основном воду, Са(ОН}, СаСОз и/или СаО или смеси из них, причем предпочтительной является добавка желирующего средства. Это средство действует

"0 иммобилизирующе и является влагосодержащим, так что нет никакой опасности высыхания зоны вокруг электрода.

Слой буферного материала полностью окружен образованным из микропористой мембраны сепарационным слоем. 8, который в проложенном состоянии в отверстии в каменной кладке примыкает к стенке отверстия.

Электрод 2 может быть выполнен в виде

20 стержня или прутка. Этот слой затем прилегает в смонтированном состоянии в пазу в кладке стены к его стенкам.

Плоский электрод 2 образован из покрытого проводящим синтетическим материалом металлического проводника электрода 5, заделанного в форме простирающихся по всей поверхности анодной системы петель змеевика в слое 7 буферного материала, На обращенной к стене стороне

30 слоя буферного материала расположен сепарационный слой 8,.

Электроды могут быть выполнены в виде стержневых, полосовых или плоских электродов и состоят из металла, графита, 35 проводящего синтетического материала или иэ покрытых такими материалами металли. ческих проводников или проводников из графитового волокна. В качестве желирующего средства в принципе могут использо40 ваться все имеющиеся подобные средства, однако предпочтительно используются агар-агар или карбоксиметилцеллюлоза.

Непосредственно примыкающий в проложенном состоянии к каменной кладке се45 парационный слой служит в качестве барьера против обратного диффундирования продуктов реакции в каменную кладку.

Таким сепаратором является микропористая мембрана, которая пропускает преиму50 щественно определенные ионы, и препятствует прохождению более крупных агломератов. Пригодны также ионосепективные мембраны.

Эти мембраны должны иметь следующие свойства; хорошая ионная проводимость; большая избирательность относительно переноса определенных ионов; хорошая смачиваемость; высокая механическая прочность. отсутствие электрической проводимости; химическая

1834960

45

50 стойкость относительно электролита и продуктов реакции.

Эти мембраны состоят из: политетрафторэтилена, асбеста, поливинилхпорида, полиэтилена, пирофосфата, связанной синтетическим связующим веществом и/или усиленной стекловолокном целлюлозы, регенерированной целлюлозы, целлофана или вытянутой синтетической пленки.

Приложенные постоянные напряжения должны быть настолько высоки, насколько это возможно, чтобы обеспечить достаточно быстрый перенос ионов 10-50 В/..

0 р и м е р, В опытной установке стержневые электроды изготавливают из покрытых проводящим синтетическим материалом медных проводов, которые заделаны в смесь из 4 мас. кэрбоксиметиленцеллюлозы и 96 мас. $ СаСОз. В качестве сепаратора служит чулок иэ колбасной оболочки, закрытый с обоих концов.

Эти стержневые электроды вставлены в отверстия в каменной кладке. Отверстия расположены в зоне испарения на высоте одного метра нэд фундаментом. В качестве катода служит вбитая в почву железная труба, Установка эксплуатировалась с использованием постоянного напряжения 36 В.

Кулоновский коэффициент полезного действия преобразования аниона (соли каменной кладки) на аноде составил 40-507;, в зависимости от степени загрязнения солевыми отложениями и влажности окружающей каменной кладкй.

По истечение 60 дней было израсходовано 40 r СаСОз, а электроды с продуктами реакции можно было удалять из стены. Анализ показал, что свыше 90 продуктов реакции было связано с электродом.

©ормула изобретения

1. Устройство для электрокинетическогообессоливания каменных кладок. включающее по крайней мере один расположенный на поверхности или внутри каменной кладки положительный электрод, контактирующий с иммобилизирующим ионы слоем буферного материала, содержащего окись кальция, гидроокись кальция и/или карбонат кальция, и по крайней мере один отрицательный электрод, соединен5

35 ный с источником постоянного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения степени обессопивания при одновременном повышении надежности устройства, оно снабжено сепарационным слоем, контактирующим со слоем буферного материала, причем положительный электрод размещен в слое буферного материала с выведенными эа пределы слоя концами для подключения, 2, Устройство по п.1, отл ич à е щеес я тем, что сепарационный слой расположен на слое буферного материала.

3. Устройство по и. 1, отл и ч а ю щеес я тем, что электрод выполнен в виде стержня или прутка, или патрона.

4. Устройство по пп. 1 и 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что электрод выполнен плоскостной или пластинчэтой формы, либо в виде решетки или меандровых петель.

5. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что при плоскостном выполнении электрода сепарационный слой расположен на поверхности слоя буферного материала со стороны каменной кладки, 6. Устройство поп. 1, отл ича ю щеес я тем, что сепарационный слой выполнен в виде микропористой и/или ионоселективной мембраны из политетрафторзтилена, пирофосфата, связанной синтетическим связующим веществом и/или усиленной стекловолокном целлюлозы, регенерированной целлюлозы, целлофана или вытянутой синтетической пленки.

7. Устройство по и. 1,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что положительный электрод выполнен в виде проводника, покрытого проводящим синтетическим материалом, или иэ меди, или углерода, или графитового волокна, или из проводящего синтетического материала.

8. Устройство по и. 1, от л и ч а ю ще ес я тем, что буферный слой дополнительно содержит желирующее средство.

9. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем.. что буферный слой выполнен иэ растворенного в воде буферного материала или змульгированного в воде буферного материала, или из содержащего воду буферного материала.

1834960

1834960

Составитель М.Виноградова

Техред М Моргентал Корректор С.Пекарь

Редактор С.Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина, 101

Заказ 2708 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5