DD246334B1

DD246334B1 - METHOD FOR THE DESALINATION, DRYING AND DRY-HOLDING OF MAUERWERK

Info

Publication number: DD246334B1
Application number: DD85285727A
Authority: DD
Inventors: Manfred Huebler; Peter Friese; Klaus Krueger
Original assignee: Bauakademie Ddr
Priority date: 1985-12-30
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1989-09-20
Also published as: GR3000149T3; DD246334A1; EP0228001A3; EP0228001A2; HUT49182A; EP0228001B1; ATE50306T1; DE3668932D1

Abstract

1. Method for desalting, drying and keeping dry brickwork using iron electrodes positioned in or on the brickwork and connected by means of mortar bridges with the brickwork and subjected to a direct voltage, characterised by the fact that to the mortar is added, in accordance with the measured moisture and salt content of the brickwork, barium salts, cation-active surfactants and/or graphite powder, after the desalting the soluble salts and iron oxides deposited in the space between the brickwork and the electrodes are removed mechanically by rinsing with water and that the space is neutralised with a solution of barium hydroxide before the application of a direct voltage sufficient for the creation of a permanent electrokinetic barrier.

Description

Field of application of the invention

Die Entsalzung, Trockenlegung und Trockenhaltung von Mauerwerk ist oft eine notwendige Voraussetzung zur vollständigen Sanierung von Altbauten, in denen aus dem Boden Wasser aufsteigt, das lösliche Salze ins Mauerwerk transportiert und in der Verdunstungszone anreichert.The desalination, drainage and dry maintenance of masonry is often a necessary prerequisite for the complete renovation of old buildings in which water rises from the soil, which transports soluble salts into the masonry and enriches them in the evaporation zone.

Characteristic of the known state of the art

Es ist oft versucht worden, feuchtes Mauerwerk mit elektroosmotischem Verfahren und Vorrichtungen zu trocknen. Das erfolgte mit wechselndem Erfolg, so daß die Anwendung dieser Verfahren und Vorrichtungen in der Fachliteratur bis heute umstritten ist.It has often been attempted to dry wet masonry by electro-osmotic methods and apparatus. This has been done with varying success, so that the application of these methods and devices in the literature is still controversial.

Eine Ursache hierfür wird darin gesehen, daß nach Anwendung elektroosmotischer Verfahren und Vorrichtungen die bauschädlichen und teilweise stark hygroskopischen Salze im Mauerwerk verbleiben. Diese bewirken eine hygroskopische Restfeuchte, die bei hohen Salzkonzentrationen bis 8% betragen kann, und begünstigen das erneute Aufsteigen des Wassers im Mauerwerk. In der DD-PS 2003987 wird vorgeschlagen, die aktive elektroosmotische Trocknung mit einer vorhergehenden Entsalzung des Mauerwerks zu verbinden. Diese Erfindung hat jedoch den Nachteil, daß korrosionsfeste Elektroden aus Graphit oder platiniertem Titan eingesetzt werden. Um deren Wiederverwendung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, diese teuren Elektroden nach der Entsalzung durch billigere zu ersetzen, doch hat sich gezeigt, daß die Elektroden auch nach der Entsalzung einer starken Korrosion unterliegen. Bei Elektroden aus Eisen vergrößert sich ihr Volumen infolge der anodischen Oxidation um ein Vielfaches, wodurch die Elektroden aus dem Mauerwerk gedrückt und die elektrokinetische Dauersperre unterbrochen werden kann.One reason for this is seen in the fact that after application of electro-osmotic processes and devices, the destructive and sometimes highly hygroscopic salts remain in the masonry. These cause a hygroscopic residual moisture, which can be up to 8% at high salt concentrations, and favor the re-rising of the water in the masonry. In DD-PS 2003987 it is proposed to combine the active electroosmotic drying with a previous desalination of the masonry. However, this invention has the disadvantage that corrosion-resistant electrodes of graphite or platinized titanium are used. In order to enable their reuse, it is proposed to replace these expensive electrodes by cheaper ones after desalting, but it has been found that the electrodes are also subject to severe corrosion even after desalting. In the case of iron electrodes, their volume increases many times as a result of the anodic oxidation, whereby the electrodes can be forced out of the masonry and the electrokinetic permanent barrier can be interrupted.

Ein Nachteil, den alle bekannten elektroosmotischen Verfahren zur Entsalzung von Mauerwerk aufweisen, besteht darin, daß sie nicht an die Salzkonzentration unterschiedlicher Zusammensetzung und an den unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalt im Mauerwerk angepaßt sind. Nach der DE-OS 3430449 und 3430450 lassen sich nur anodisch gebildete Chloridhydrate aus dem Mauerwerk austragen. Die im Mauerwerk auch anzutreffenden löslichen Sulfate werden nicht ausreichend berücksichtigt. Diese Sulfationen werden wie die Chloridionen an der Anode angereichert und können in größeren Mengen den Entsalzungsprozeß stören. Eine Anpassung an den Feuchtigkeitsgehalt im Mauerwerk ist erwünscht, um zu verhindern, daß das Mauerwerk vor Beendigung des Entsalzungsprozesses austrocknet und den Entsalzungsprozeß unterbricht.A drawback which all known electroosmotic desalination methods have for masonry is that they are not adapted to the salt concentration of different composition and to the different moisture content in the masonry. According to DE-OS 3430449 and 3430450, only anodically formed chloride hydrates can be discharged from the masonry. The soluble sulphates also found in masonry are not sufficiently considered. These sulfate ions, like the chloride ions, are enriched at the anode and can interfere in large quantities with the desalting process. Adaptation to the moisture content in the masonry is desirable to prevent the masonry from drying out before the desalting process ends and interrupting the desalting process.

Die Erfindung geht unter anderem von der Erkenntnis aus, daß die Richtung der Wasserströmung im Mauerwerk ausschließlich durch das Vorzeichen des Zeta-Potentiais bestimmt wird.The invention is based, inter alia, on the recognition that the direction of the water flow in the masonry is determined exclusively by the sign of the zeta potentiometer.

Dieses resultiert aus der Ausbildung einer Doppelschicht elektrisch geladener Ionen an der Phasengrenze Festkörper zur Flüssigkeit. Die Ladungsträger in unmittelbarer Nähe des Festkörpers werden durch Ionen kompensiert, die sich in einer starren und in einer diffusen Doppelschicht befinden. Das an der Grenze zwischen starrer und diffuser Doppelschicht gemessene Potential wird Zeta-Potential genannt. Sein Vorzeichen und seine Größe sind einerseits von der Struktur und der chemischen Zusammensetzung des Festkörpers, also des Mauerwerks, abhängig und andererseits von den Eigenschaften der angrenzenden Flüssigkeit. Bei einem negativen Zeta-Potential bewegt sich die Flüssigkeit in Richtung Kathode, ein positives Zeta-Potential bewirkt eine Flüssigkeitsbewegung in Richtung Anode.This results from the formation of a double layer of electrically charged ions at the phase boundary solid to liquid. The charge carriers in the immediate vicinity of the solid are compensated by ions which are in a rigid and in a diffuse double layer. The potential measured at the boundary between the rigid and diffuse double layers is called the zeta potential. Its sign and size depend on the one hand on the structure and the chemical composition of the solid, ie the masonry, and on the other hand on the properties of the adjacent liquid. At a negative zeta potential, the liquid moves in the direction of the cathode, a positive zeta potential causes a liquid movement in the direction of the anode.

Im Ziegelmauerwerk kommen mit großer Sicherheit negative Zeta-Potentiale vor. Die im oder am Mauerwerk angeordneten Elektroden werden in diesem Falle als Anode geschaltet, die Erdelektroden als Kathoden.In the brickwork, negative zeta potentials are very likely to occur. The arranged in or on the masonry electrodes are connected in this case as the anode, the ground electrodes as cathodes.

Bei einem geringen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 8% im Mauerwerk besteht die Gefahr, daß das Mauerwerk an der Anode vor Abschluß der Entsalzung austrocknet. Aus diesem Grunde werden dem Mörtel erfindungsgemäß Zusätze beigemischt, die das Zeta-Potential klein halten und ein vorzeitiges elektrokinetisches Abströmen des Wassers aus dem Anodenraum verhindern. Diese Zusätze können Calcium- oder Bariumsalze sein.With a low moisture content of less than 8% in masonry, there is a risk that the masonry at the anode will dry out before completion of desalination. For this reason, the mortar according to the invention admixed with additives that keep the zeta potential small and prevent premature electro-kinetic outflow of water from the anode compartment. These additives may be calcium or barium salts.

Dieser Effekt kann erfindungsgemäß durch Beimischung kationenaktiver Tenside, wie Cetyltrimethylammoniumbromid, noch verstärkt werden, denn durch sie wird das Vorzeichen des Zeta-Potentials umgekehrt und dies verursacht eine schwache Wasserströmung in Richtung Anode, wodurch die Entsalzung gefördert wird. Bei einem hohen Chloridgehalt des Mauerwerks wird dem Mörtel erfindungsgemäß Graphidpulver beigemischt, in dessen Anwesenheit Chloridionen zu elementarem Chlor entladen werden. Enthält das feuchte Mauerwerk einen hohen Anteil Sulfate, so wird dem Mörtel erfindungsgemäß ein hoher Anteil von Bariumkarbonat oder Barytocalcid beigegeben, die die Sulfationen als schwerlösliches Bariumsulfat binden. Die über die Mörtelbrücken mit dem Mauerwerk verbundenen Elektroden werden untereinander elektrisch leitend verbunden, und gegen ein System von Erderstäben wird unter Beachtung des Arbeite- und Gesundheitsschutzes und der geltenden gesetzlichen Bestimmungen eine möglichst hohe Gleichspannung angelegt. Diese wird so lange aufrechterhalten, bis die Stromstärke auf einen konstanten Grenzwert abgesunken ist und damit anzeigt, daß die Entsalzung abgeschlossen ist. Anschließend werden die sich in den Anodenräumen'angesammelten Salze und Eisenoxide mechanisch und durch Ausspülen mit Wasser entfernt, sodann werden die Anodenräume mit einer Lösung aus Bariumhydroxid neutralisiert. Erforderlichenfalls werden dabei beschädigte Mörtelbrücken erneuert. Anschließend wird wieder eine Gleichspannung angelegt, so daß die Elektroden nun als elektrokinetische Dauersperre gegen aufsteigende Feuchtigkeit wirken.This effect can be further enhanced according to the invention by admixing cationic surfactants, such as cetyltrimethylammonium bromide, because it reverses the sign of the zeta potential and this causes a weak flow of water towards the anode, which promotes desalting. At a high chloride content of the masonry graphite powder is added to the mortar according to the invention, in the presence of chloride ions are discharged to elemental chlorine. Contains the wet masonry a high proportion of sulfates, the mortar according to the invention, a high proportion of barium carbonate or barytocalcid added, which bind the sulfate ions as sparingly soluble barium sulfate. The connected via the mortar bridges with the masonry electrodes are electrically conductively connected to each other, and against a system of earthing rods, the highest possible DC voltage is applied in compliance with occupational health and safety and the applicable statutory provisions. This is maintained until the current has dropped to a constant limit, indicating that desalination is complete. Subsequently, the salts and iron oxides collected in the anode compartments are removed mechanically and by rinsing with water, then the anode compartments are neutralized with a solution of barium hydroxide. If necessary, damaged mortar bridges are renewed. Subsequently, a DC voltage is applied again, so that the electrodes now act as an electrokinetic permanent barrier against rising moisture.

embodiments

Die Erfindung soll nachstehenden einigen Ausführungsbeispielen erläutert werden:The invention will be explained below some embodiments:

1. Essoll ein Gebäude gegen aufsteigende Feuchtigkeit saniert werden, dessen Mauerwerk weniger als 8% Wasser, 1 χ 10~⁴Mol/g Chlorid und wenig Sulfat enthält.1. A building should be renovated against rising damp whose masonry contains less than 8% water, 1 χ 10 ~ ⁴ mol / g chloride and low sulphate.

In der Verdunstungszone werden in das Mauerwerk zur Aufnahme der zylindrischen Elektroden in Abständen von etwa 40cm Aussparungen eingebracht, deren Volumen etwa 5 mal größer ist als das der Elektroden aus Eisen. Die Elektroden werden in den Aussparungen durch zwei Mörtelbrücken folgender Zusammensetzungen in Ma.-% abgestützt: 0,5% Calziumchlorid 40% GraphitpulverIn the evaporation zone recesses are introduced into the masonry to accommodate the cylindrical electrodes at intervals of about 40cm, the volume of which is about 5 times greater than that of the electrodes made of iron. The electrodes are supported in the recesses by two mortar bridges of the following compositions in% by weight: 0.5% calcium chloride 40% graphite powder

der Rest ist zur Hälfte Calciumcarbonat und Calciumhydroxid. Unter den Elekroden sind zwischen den Mörtelbrücken flüssigkeitsundurchlässige Rinnen angeordnet, welche die abtropfenden Salzlösungen nach außen abführen. Nach der Entsalzung, die durch ein Absinken der Stromstärke auf einen konstanten Wert angezeigt wird, werden nach Abklemmung der Spannungsquelle die sich im Anodenraum angesammelten Salze und Eisenoxide entfernt, und dann wird der Anodenraum mit einer Lösung aus Bariumhydroxid neutralisiert.the remainder is half calcium carbonate and calcium hydroxide. Among the electrodes, liquid-impermeable grooves are arranged between the mortar bridges, which drain the dripping salt solutions to the outside. After the desalination, which is indicated by a decrease of the current to a constant value, after clamping the voltage source, the salts and iron oxides accumulated in the anode compartment are removed, and then the anode compartment is neutralized with a solution of barium hydroxide.

Danach wird wieder eine Gleichspannung angelegt, um durch eine elektrokinetische Dauersperre ein Wiederansteigen des Wassers zu verhindern.Thereafter, a DC voltage is applied again to prevent re-rising of the water by an electrokinetic permanent lock.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, mit dem ein Mauerwerk, in dem Wasser aufsteigt, auf einfache Weise entsalzt und trockengelegt und dauerhaft trockengehalten werden kann.The aim of the invention is a method by which a masonry in which water rises, can be easily desalinated and drained and permanently kept dry.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem ein nässegeschädigtes Mauerwerk mit beliebigem Feuchtigkeits- und Salzgehalt erst entsalzt, dann trockengelegt und anschließend trockengehalten wird, ohne daß die Elektroden ausgewechselt werden müssen und ohne daß dieser Prozeß durch vorzeitige Austrocknung oder durch die sich an der Elektrode abgelagerten Salze und Eisenoxide unterbrochen wird.The invention has for its object to find a method by which a wet-damaged masonry with any moisture and salinity first desalted, then drained and then kept dry, without the electrodes must be replaced and without this process by premature dehydration or by the salts and iron oxides deposited on the electrode are interrupted.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen die in bekannter Weise im oder am Mauerwerk angeordneten Elektroden, vorzugsweise aus Eisen, und dem Mauerwerk eine oder mehrere in Abhängigkeit vom gemessenen Feuchtigkeits- und Salzgehalt des Mauerwerks zusammengesetzte Mörtelbrücken gebracht werden, die die Elektroden mit dem Mauerwerk verbinden, aber so, daß zwischen Elektroden und Mauerwerk genügend Platz bleibt, um die sich an den Elektroden abgelagerten löslichen Salze und Eisenoxide aufzunehmen.According to the invention, this object is achieved in that between the arranged in a known manner in or on the masonry electrodes, preferably made of iron, and the masonry one or more depending on the measured moisture content and salt content of the masonry mortar bridges are brought, the electrodes with the Join masonry, but so that there is enough space between the electrodes and masonry to absorb the soluble salts and iron oxides deposited on the electrodes.

2. Enthält das Mauerwerk 5 bis 8% Wasser, 5 χ 10~⁵Mol/g Chlorid und 5 χ 1CT⁵Mol/g lösliches Sulfat, so wird folgende Mörtelzusammensetzung in Ma.-% gewählt:2. Does the masonry 5 to 8% water, 5 χ 10 ^-5 mol / g of chloride and 5 χ 1CT ⁵ mol / g of soluble sulfate, then the following mortar composition in Ma is selected .-%:

1 % Cetyltrimethylamrnoniumbromid 20% Graphitpulver der Rest je zur Hälfte Bariumkarbonat und Weißkalk.1% cetyltrimethylamrnonium bromide 20% graphite powder, the remainder half in each case of barium carbonate and white lime.

3. Bei einem Mauerwerk mit 15% Wasser, 4 χ 10~⁶Mol/g Chlorid und 1 χ 1(T⁴Mol/g lösliches Sulfat wird der Mörtel aus3. In a masonry with 15% water, 4 χ 10 ~ ⁶ mol / g chloride and 1 χ 1 (T ⁴ mol / g of soluble sulfate of the mortar

10% Weißkalk und 90% Bariumkarbonat zusammengesetzt.10% white lime and 90% barium carbonate.

Bei diesen Ausführungsbeispielen wurde zur Entsalzung eine Gleichspannung von 50 V und zur Errichtung der elektrokinetischen Dauersperre eine Gleichspannung von 10V angelegt.In these embodiments, a DC voltage of 50 V was applied for desalting, and a DC voltage of 10 V was used to establish the electrokinetic continuous barrier.

Claims

1. A method for desalination, drainage and dry maintenance of masonry using arranged in or on the masonry electrodes of iron, which are connected via mortar bridges to the masonry and to which a DC voltage is applied, characterized in that the mortar in dependence on the measured Moisture content and salinity of masonry calcium and barium salts, cationic surfactants and / or graphite powder are admixed so that after desalination the salts and iron oxides deposited around the electrodes between the mortar bridges are removed mechanically and by water rinsing and that the space around the electrodes, beforore the Establishment of an electrokinetic permanent barrier sufficient DC voltage is applied, is neutralized with a solution of barium hydroxide.

2. The method according to claim 1, characterized in that at a moisture content of less than 8% in the masonry of the mortar up to 1 wt .-% additives of soluble calcium and barium salts are added.

3. The method according to claim 1, characterized in that at a moisture content of less than 5% in the masonry of the mortar up to 1 wt .-% of a cationic surfactant, such as cetyltrimethylammonium bromide, be admixed.

4. The method according to claim 1, characterized in that at a high chloride content of 5 x 10 ~ ⁵ mol / g in the masonry mortar up to 80Ma .-% graphite powder are mixed.

5. The method according to claim 1, characterized in that at a high sulfate content of 5 x 10 ~ ⁵ mol / g in the masonry of the mortar up to 40 wt .-% barium carbonate or barytocalcid be admixed.