DD210323A1

DD210323A1 - Anordnung zum trockenlegen und trockenhalten von bauwerken

Info

Publication number: DD210323A1
Application number: DD24360482A
Authority: DD
Inventors: Manfred Neitzke
Original assignee: Greifswald Nachrichtenelekt
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1984-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Trockenlegen und Trockenhalten von Bauwerken, deren Mauerwerk infolge vertikalen Wassertransports in dem elektrisch geladenen Kapillarsystem durchgefeuchtet ist. Die Anordnung soll sich durch langfristige hohe Zuverlaessigkeit und minimalen Material- und Installationsaufwand auszeichnen. Die Sperrung des vertikalen Wassertransportes erfolgt erfindungsgemaess durch eine Elektrodenanordnung, die mit durch sie erzeugten elektrostatischen Gegenfeldes die Wirkung der im Kapillarelektrolyt vorhandenen Ueberschussionen auf den Wassertransport kompensiert. Die Anordnung besteht aus einem Mauerelektrodensystem, das aus einem elektrisch isolierten und schleifenfoermig verlegten Leiter besteht, und einem Erder. Beide Elektrodensysteme sind jeweils an einen Pol einer Kleinspannungsquelle angeschlossen, wobei die Polaritaet fuer die Mauerelektrode mit der Polaritaet der Ueberschussionen des Kapillarelektrolyts im Mauerwerk uebereinstimmen muss.

Description

Titel der Erfindung

Änordnuntfiztirn Trockenlegen und Tr ockenhalt en :cvon ,.Bauwerken'::

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Trockenlegen und Trockenhalten von Bauwerken, die durch fehlende oder unbrauchbjar gewordene Horizontalsperrungen' im> Mauerwerk infolge vertikalen Wassertransports in dem elektrisch geladenen Kapillarsystem durchgefeuchtet sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen,

Zur Ko#pen%at ion - d@'s : elekt rischeh ^M'auerf eddS'sä: unqä da^ij-* zur Unterbrechung des vertikalen ,Wassertransportes sind verschiedene Verfahren und Anordnungen entwickelt worden. Durch die Patentschriften DQ-WP*50 104 und DE-OS 2649 511 wurden Anordnungen, bekannt, die nach dem elektroosmotischen Trocken-

IS., legungsverfahren arbeiten« Zum Aufbau des erforderlichen elektrischen Strömungsfeldes werden elektrisch nicht isolierte Elektroden in das durchfeuchtete Mauerwerk¹'und 'Erder. in das Erdreich eingebracht. Zwischen beiden Elektrodensystemen liegt:eine Gleichspannung/ um den Abbau der elektrischen Potentialunterschiede zu beschleunigen.

2aSER1932*OH787

Weiterhin sind durch die Patentschriften DD-WP 85 422, DE-OS 2425 586 und DE-OS 2714 683. Anordnungen zur Schwächung des Mauerfeldes bekannt geworden-, die die Installation von isolierten metallischen Leitern als elektrische Dipole in das durchnäßte Mauerwerk vorsehen, wodurch infolge Influenz zwischen den Dipolen ein feldfreier Raum im Mauerwerk entsteht. Der Nachteil dieser Anordnungen besteht jedoch darin, daß der maximale Abstand zwischen den Elektroden höchstens 0,5 m betragen darf und diese zum Teil noch zur Erhöhung ihrer VvIrk-urig schräg im Mauerwerk angeordnet sein müssen.

8ei der praktischen Ausführung ergibt sich bei der Herstellung der Bohrungen für die Installation der Elektroden bzw. 'J Dipole dadurch ein unvertretbar hoher Arbeitsaufwand. Bei den Anordnungen nach dem elektroosmotischen Verfahren tritt zusatziich das Problem der Korrosion infolge der anodischen Schaltung der Mauerelektroden in Erscheinung. Es ist deshalb erforderlich, die Mauerelektroden aus teuren, korrosionsfesten Materialien herzustellen.

Ziel^: der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, eine Elektrodenanordnung zu schaffen, die den vertikalen 'Wassertransport im. Mauerwerk verhindert, keiner Korrosion unterliegt' und für deren Installation entscheidend weniger Arbeitszeit, Energie und Material benö- '} tigt wird·

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Trockenlegen und Trockenhalten von' durch Grundwasser geschädigten Bauwerken zu realisieren, die trotz minimierter Anzahl der erforderlichen Elektroden, die vorzugsweise aus kostengünstigem Material gefertigt sind, eine langfristige hohe Zuverlässigkeit garantiert. .

2aSER193?*0.T787G

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur ünterbrechung des vertikalen 'i^assertranspcrtes im Hauerwerk ein so gerichtetes elektrostatisches Feld erzeugt wird, daß auf die im Kapillarelektrolyt vorhandenen.Oberschußionen eine Kraftwirkung in Richtung Fundament ausgeübt wird. Diese Anordnung besteht aus einem Mauerelektrodensystem, das aus einem elektrisch isolierten Leiter besteht, der schleifenförmig in horizontaler Ebene im Mauerwerk angeordnet ist und einem,in das angrenzende Erdreich eingebrachten erder, der ständig Kontakt zu den feuchten Erdschichten besitzt. An beide Elektrodensysteme wird zum Aufbau des erfindungsgemäßen elektrostatischen Gegenfeldes eine Gleichspannungsquelle, die vorzugsweise im Kleinspannungsbereich arbeitet, angelegt. Die erforderliche Polung der Anschlüsse wird von der Polarität der Ladung der im Kapillarelektrolyt vorhandenen Qberschußionan bestimmt, denn das Mauerelektrodensystem muß die gleiche Polarität wie die Oberschußionen besitzen. Das so erzeugte elektrostatische Gegenfeld ist langfristig konstant und beeinfl'ußt die elektrochemischen Vorgänge im durchfeuchteten Mauerwerk derart,

.20 daß eine sichere Unterbrechung des. vertikalen Assertransportes garantiert ist.

Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ,elektrisch geladene Kapillarsysteme gegenüber ungeladenen bei gleicher hydrodynamischer Durchlässigkeit eine verstärkte elektroosmotische Durch- lässigkeit zeigen. Fast allen Baustoffen ist ihr Gehalt an Metali-^Alumo—Silikaten gemeinsam, die. auf Grund ihrer Rauranetzstruktur und ihres chemischen Aufbaues einen Oberschuß an nicht diffusionsfähigen Festionen enthalten, die dem Kapillarsystem eine elektrische Ladung erteilen. Kommt ein derartiger Körper mit einem Elektrolyt in Kontakt, wie z. 3. Grundwasser, erreicht das Kapillarsystem den Zustand der Elektroneutralität dadurch, daß der Polarität der Kapillarladung entgegengesetzt geladene Ionen in dem Kapillarelektrolyt überwiegen. Im Gegensatz zu dem elektrisch neutralen Außenelektrolyt trägt der Elektrolyt im Kapillarsystem wegen der Konzentrationsverschiebung zwischen

Kationen und Anionen eine elektrische Ladung. Derartige Vorgänge werden durch Donnan-Gleichgewichte geregelt» Bei Störung dieses Gleichgewichts, z. S. bei feuchtem Mauerwerk durch Verdunstung von Wasser, bildet sich ein elektrostatisches Feld in dem Kapillarsystem aus, das seinen Ursprung in den nicht mehr kompensierten Ladungen der Festionen hat.

Dieses elektrische Feld übt eine Kraft auf den geladenen Kapillarelektrolyt aus und ruft eine Flüssigkeitsbewegung hervor. Dieser Effekt der elektroosmotischen Wasserüberführung vom Grundwasser in die Verdunstungszone ist so stark, daß er alle

anderen Ursachen des Wassertransportes überwiegt, andererseits «s. führt die Kompensation des elektrischen Feldes zu einer wirk- "'' samen Unterbrechung der Wasserbewegung und zum Austrocknen des Mauerwerks«

Au s f uhr Uncfs'b ei spie 1

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1: Querschnitt durch eine Mauer mit erfindungsgemäßer Elektrodenanordnung

Fig. 2, -- -

Fig. 3: Die Abhängigkeit zwischen Elektrodenabstand, Sperrebenenhöhe, Gleichspannung und Vertikalkomponente der Feldstärke

Gemäß Fig. 1 sind in die Mauer 1 horizontal, oberhalb des Fundamentes.bzw. oberhalb der Terrainebene Bohrungen 2, in Abständen von 5m eingebracht. Der Durchmesser der Bohrungen wird bestimmt durch den Elektrodendurchmesser. Die Elektrode 3 ist als ein elektrisch isolierter Draht aus einem beliebigen Leiterma- . terial, so z. 3. PVC-ummantelter Stahldraht, ausgeführt. Der Durchmesser des Drahtes entspricht der erforderlichen mechanischen Beanspruchung während der Verlegung. Der Draht 3 wird schleifenförmig von Bohrung 2 zu Bohrung 2 geführt..Das Ende 4 des Drahtes 3 ist feuchtigkeitsdicht abzuschließen. Während das andere Ende mit der Gleichspannungsquel-Ie. 5, die im Kleinspannungsbereich arbeitst, verbunden ist.

Erfindungsgemäß arbeitet die Anordnung elektrostatisch und verbraucht zu ihrem Betrieb keine Energie, weshalb die' Gleichspannungsquelle sehr klein zu dimensionieren ist* Die Polarität der Mauerelektrode ist gleich der Polarität der Ladung der im Kapillarelektrolyt vorhandenen Oberschußionen. Der Erder 6 ist mit der Gleichspannungsquelle 5 verbunden und besitzt einen ständigen Kontakt zum Grundwasser. Zur Vermeidung von Korrosion ist der Erder mit einem metallischen Schutzüberzug, z. B. Zink, versehen.

Die 'Verlequna ,des^: Drahtes 2 erf olqü.aisf oder im Mauerwerk«

Das sich zwischen den Mauerelektroden und der Erde ausbildende elektrische; Feld ist so gerichtet, daß auf die geladene Kapil- i.J larflüssigkeit eine Kraft in Richtung Grundwasser ausgeübt wird und das Steigers des Wassers im Mauerwerk unterbunden wird«

iS^Diei natürliche AuS'tröcknung- kann nurf einsetzen» Für eine wirkungsvolle Unterbrechung des vertikalen Wassertransportes muß die durch das Elektrodensystem erzeugten Vertikalfeldstärke E größer oder gleich der Mauerfeidstärke Ε·,;<-3β1η. Vorteilhafter Weise ist bei einer Mauerdicke von 0,5 m und einem Abstand der Bohrungen von 5 m bei einer Höhe de%-B£)h;rjjng;s&^;rvqn^O^3,2 m.-^;übfer· Fundament b2w>,;.;Te£rä'i*nt- eXrt&f-Gleichspannung von 40 V erforderlich/ ura die Bäuerfeidstärke E^ zu kompensieren. Mit dieser Anordnung wird eine Vertikalfeldstärke E von I₁I V/m erreicht, die die Mauerfeldstärke _ 25 E.. von 0,2 V/m sicher kompensiert. Erfindungsgemäß benötigt - -' die*Anlage-nur einen Erder. Trotz des geringen bautechnischen

ν Aufwandes und minimalen Materialeinsatzes zeichnet sich diese Anordnung durch einen hohen Sicherheitsfaktor aus. Die in Fig. 2; Fig. 3 dargestellten Funktionen zeigen, die Abhängigkeit der durch das Elektrodensystem erzeugten Vartikal-, feldstärke E vom Elektrodenabstand a, der Gleichspannung U und der Höhe h der Sperrebene über Fundament bzw* Terrain. Bei Vorgabe anderer Maße als im vorstehenden Seispiel werden unter der Bedingung, daß die Vertikalfeldstärke £ gleich oder größer als die Mauerfeldstärke E-, (E > Ε*,) ist, die Paraniet'er Für'"Bohrung^;sabstand "-ä , Sperrebehenhöh'e ^;-h , dle'icH-spannung -U, Vertikalfeldstärke - E gemäß Fig. 2 und Fig. 3 ermittelt.

Claims

-S-Erfindunqsansprnch

1. Anordnung zum Trockenlegen und Trockenhalten von Sauwerken, bestehend aus einem Elektrodensystem ira Mauerwerk und einem Erder, die jeweils mit einem Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Mauerelektrodensystem ein Leiter einerseits elektrisch isoliert und schleifenförmig., in horizontaler Ebene im Mauerwerk angeordnet und andererseits an den Pol der Gleichspannungsquelle, der die gleiche Polarität wie die Oberschußionen des Kapillarelektrolyts im Mauerwerk besitzt, angeschlossen ist.

Hierzu ·: *! .SeltirZ3-ichnup.es ir