[LT] Įrenginys elektrokinetiniam druskų šalinimui iš mūrinių, sudarytas iš ne mažiau kaip vieno teigiamo elektrodo, instaliuoto mūtinyje arba prie jo, kuris kontaktuoja su jonus imibilizuojančia medžiaga,ir ne mažiau kaip vieno neigiamo elektrodo, prie kurio prijungiama pastovi įtampa, ir anodinė sistema tokiam įreginiui, kurioje visas teigiamas elektrodas, išskyrus galus įtampos prijungimui, apjuosiamas buferinės medžiagos sluoksniu, o prie buferinės medžiagos sluoksnio prigludęs separuojantis sluoksnis.
[EN]
[0001] Išradimas priskiriamas įrenginiui, skirtam elektrokinetiniam druskų šalinimui iš mūrinių, sudarytam iš ne mažiau kaip vieno teigiamo, surenkančio druskas, ir esančio prie mūrinio arba mūrinyje, elektrodo, kuris kontaktuoja su drėgna, akyta buferine medžiaga, ir ne mažiau kaip vieno neigiamo elektrodo, prie kurio prijungiama pastovi įtampa, o taip pat anodinėms sistemoms, naudojamoms tokiuose įrenginiuose.
[0002] Yra žinomas elektrokinetinio druskų šalinimo iš mūrinių įrenginys, kuriame yra bent vienas teigiamas elektrodas, esantis mūrinyje arba jo paviršiuje, kontaktuojantis su buferinės medžiagos, imobilizuojančios jonus, sluoksniu, ir bent vienas neigiamas elektrodas, sujungtas su pastovios įtampos šaltiniu (žr. paraišką Prancūzijos patentui Nr. 2552796, E04B 1/70, 1985).
[0003] Elektrokinetinio krūvio atskyrimo ir jonų pernešimo, prijungus pastovią įtampą, principas naudojamas stam-biagabaritiniuose įrenginiuose, pavyzdžiui, įrengi-niuose jūros vandens druskų šalinimui. Druskų šalinimo iš mūrinių metodai, paremti elektrokinetiniu metodu, yra žinomi ir naudojami praktikoje. Dažniausiai pasitaikančios druskos, kenkiančios pastatams, yra sulfatai, chloridai ir nitratai. Šių druskų kilmė yra įvairi.
[0004] druskos yra statybinėse medžiagose, kurios daž-niausiai gaminamos iš natūralių žaliavų,
[0005] trąšos iš grunto, patenkančios vykstant kapi-liariniam sugėrimui,
[0006] druskos, išsklaidytos specialiai cokolinėje zonoje,
[0007] druskos iš atmosferos (druskų šaltiniu gali būti, pvz., "rūgštiniai lietūs").
[0008] Mūrinėse sienose esančios druskos dažniausiai yra higroskopinės ir dėl to, priklausomai nuo oro drėgnumo, sugeria vandeni,. Didėjant druskos kristalų tūriui, didėja iT hidratacinis slėgis, kuris ardo akytas statybines medžiagas. Be to, šių druskų poveikyje koroduoja mūrinių sienų armatūra ir plieninės sąvaržos.
[0009] Elektrofizikiniai nusausinimo metodai, besiremiantys elektroosmosu akytame mūrinyje, efektyvūs tiktai tuomet, kai dzeta-potencialas tarp akytos sienelės ir elektrodo yra pakankamai didelis. Labai aukštų druskų koncentracijų atveju dzeta-potencialas būna per mažas, ir džiovinimas, besiremiantis elektroosmosu, tampa nebeįmanomu. Tuo būdu, prieš taikant elektroosmosą, iš sienų būtina pašalinti pakankamai daug druskų.
[0010] Druskų šalinimo iš mūrinių sienų principas yra pagrįstas elektrokinetiniu krūvių atskyrimu.
[0011] Prijungus pastovią įtampą, elektrolito krūvininkai (jonai) juda elektriniame lauke atitinkamo elektrodo kryptimi ir koncentruojasi ant jų arba prie jų. Neigiamieji jonai, anijonai, juda prie anodo, o teigiamieji jonai, katijonai, - prie katodo. Tuo būdu, nuo anodo nepertraukiamai ir žymiu mastu galima šalinti anijonų perteklių mūrinyje. Jonų į -rnešimo greitis priklauso nuo jų tipo, dydžio ir išorinių sąlygų, pavyzdžiui, slėgio/- temperatūros, tirpiklio ir koncentracijos ir yra:
[0012] Mūriniuose jonai juda žymiai lėčiau, tačiau ir šio greičio pakanka, kad druskų šalinimo iš mūrinio trukmė nebūtų per didelė.
[0013] Žinomi elektrokinetiniai druskų šalinimo iš mūrinių metodai daugeliu atvejų paremti metalinių anodų panaudojimu. Metaliniai anodai koroduoja, o susidarę korozijos produktai loveliu iš sintetinės medžiagos pašalinami iš mūrinės sienos.
[0014] Yra žinomas kitas druskų šalinimo iš betoninių statinių būdas. Šiuo atveju, sienos geležinė armatūra yra katodas, o anijonai pakeliui i, anodą, įmontuotą negiliai sienoje, surišami jonitinėmis dervomis arba Ca(OH)2r CaC03 ir/arba kalcio oksido suspensija.
[0015] Abiem minėtais atvejais neišvengta reakcijos produktų atgalinės difuzijos i, mūrini,. Tuo būdu sumažėja efektyvus jonų srautas. Be to, šių procesų valdymas yra brangus ir sudėtingas.
[0016] Šio išradimo tikslas - elektrokinetinio įrenginio, neturinčio minėtų druskų šalinimo įrenginių trūkumų, sukūrimas. Įrenginio valdymas ir montažas turi būti paprasti ir nereikalauti didelių išlaidų. Be to, numatyta iš anksto paruoštų elektrodų ir elektrodų sistemų panaudojimo galimybė.
[0017] Pagal išradimą, įrenginys skiriasi tuo, kad visą tei-giamą elektrodą, išskyrus jo galus įtampos prijungimui, supa buferinės medžiagos sluoksnis, ir tuo, kad prie šio buferinės medžiagos sluoksnio yra prigludęs separuoj antis sluoksnis.
[0018] Pagrindinis šios konstrukcijos pranašumas yra opti-malus, kiek tai įmanoma, elektrodo apsaugojimas nuo korozijos buferine medžiaga. Be to, separuoj antis sluoksnis sudaro barjerą atgalinei reakcijos produktų difuzijai—i, mūrinį. Atgalinės difuzijos galima išvengti tuomet, kai separuoj antis sluoksnis yra prigludęs prie imobilizuojančios buferinės medžiagos sluoksnio visose kontakto su mūriniu vietose.
[0019] Kitos vertingesnės įrenginio konstrukcijos, pagal ši, išradimą, yra apibūdintos išradimo apibrėžties 2-7 punktuose.
[0020] Išradimas taip pat priskiriamas ir anodinėms sistemoms, turinčioms elektrodą, besiliečiant i, su buferine medžiaga, ir naudojamoms tokiame elektrokinetinio druskų šalinimo iš mūrinių įrenginyje. Ši sistema skiriasi tuo, kad visą elektrodą, išskyrus galus įtampos prijungimui, supa buferinės medžiagos sluoksnis ir tuo, kad prie buferinės medžiagos sluoksnio yra prigludęs separuoj antis sluoksnis.
[0021] Išradimo apibrėžties papildomuose punktuose 9-16 apibūdintos pagal išradimą kitos vertingesnės anodinės sistemos konstrukcijos ir variantai.
[0022] Pateiktų brėžinių pagalba išsamiau išaiškinamas išradimo objektas. Brėžiniuose parodyti: 1 pav.: schematinis įrenginio pagal išradimą, skirto elektrokinetiniam druskų šalinimui iš mūrinių, vaizdas, 2 pav.: kitas įrenginio pagal išradimą variantas ir 3-5 pav.: įvairūs anodinių sistemų pagal išradimą, naudojamų įrenginyje druskų šalinimui, variantai. 1 pav. pavaizduotas druskų šalinimo įrenginys, kur mūrinio 1 angose yra anodai, sujungti tarpusavyje laidu. Be to, visi anodai 2, išskyrus galus įtampos prijungimui, yra apsupti buferinės medžiagos, imobilizuojančios jonus, sluoksniu. Šis sluoksnis, savo ruožtu, yra apsuptas separuoj ančių sluoksniu, betarpiškai prigludusiu prie angų sienelių. Pastovi įtampa katodo atžvilgiu arba įžeminto strypo 4 atžvilgiu sukuriama, prijungus srovės šaltinį 3. 2 pav. schematiškai pavaizduotas druskų šalinimo įrenginys, kuriame plokščios formos anodai 5 yra išdėstyti ant sienos 1. Atitinkamai užtaisyti buferine medžiaga iki pat išvadų įtampos prijungimui anodai vėl gi laidais jungiami tarpusavyje ir prie šaltinio 3. Tuo būdu sukuriamas pastovus potencialas įžeminto strypo atžvilgiu. Šiuo atveju druskos šalinimo įrenginio separuojantis sluoksnis yra prigludęs prie buferinės medžiagos sluoksnio tėra vienoje, į sieną nukreiptoje, įrenginio pusėje. 3 pav. pateiktas tūtelės formos anodinės sistemos 6, labiausiai tinkamos įrengti mūro angose, vaizdas. Anodinės sistemos šerdį sudaro metalinis strypas, pageidautina varinis laidininkas 7, padengtas laidžia sintetine medžiaga 8. Šią šerdį juosia buferinės medžiagos sluoksnis 9. Fizikinių ir cheminių procesų šiame sluoksnyje pasėkoje surišami reakcijos produktai. Buferinę medžiagą sudaro daugiausia vanduo, Ca(OH)2, CaC03 ir/ arba CaO arba jų mišiniai. Be to, pageidautini gelį sudarančių priemonių priedai. Šios priemonės pasižymi imobilizuojančiomis savybėmis ir sulaiko drėgmę. Taip išvengiama anodo aplinkos nusausinimo pavojaus.
[0023] Buferinės medžiagos sluoksnį supa separuoj antis sluoksnis 10 iš mikroporinės membranos. Tūtelės formos anodinės sistemos atveju membrana yra prigludusi prie mūro angų sienelių.
[0024] Strypo formos anodinė sistema 11 pavaizduota 4 pav. Šią sistemą paranku kloti mūrinių sienų grioveliuose. Šiuo atveju, sintetine laidžia medžiaga dengtas metalinis elektrodas 12 visas, išskyrus du galus įtampos prijungimui, žiedu apjuosiamas buferinės medžiagos 13 sluoksniu, o šis, savo ruožtu separuojančiu sluoksniu 14. Sumontuotos sistemos atveju išorinis separuoj antis sluoksnis yra prigludęs prie griovelių sienelių. 5 pav. parodyta ant sienos 15 sumontuota plokščia anodinė sistema 16. Laidžia sintetine medžiaga dengtas metalinio gyvatuko formos elektrodas 17 įtaisomas buferinės medžiagos sluoksnyje 18. Tarp mūrinės sienos ir buferinės medžiagos sluoksnio yra separuoj antis sluoksnis 19.
[0025] Anodai gali būti gaminami strypo, juostos arba plokštės formos iš metalo, grafito, laidžios sintetinės medžiagos, arba iš dengtų tokiomis sintetinėmis medžiagomis metalinių laidininkų, arba laidininkų iš grafito pluošto. Buferinę medžiagą sudaro daugiausia vanduo, Ca(OH)2, CaC03 ir/arba CaO ir jų mišiniai. Be to, pageidautini geli, sudarančių priemonių priedai. Šios priemonės pasižymi imobilizuojančiomis savybėmis ir sulaiko drėgmę. Taip išvengiama anodo aplinkos nusausinimo pavojaus. Iš esmės galima naudoti visas rinkoje esančias geli, sudarančias priemones. Vis dėlto pirmenybė teikiama agar-agarui arba karboksimetil-celiuliozei.
[0026] Betarpiškai kontaktuojantis su mūriniu sumontuotos sistemos separuoj antis sluoksnis atlieka barjero atgalinei reakcijos produktų difuzijai i, mūrinį vaidmenį. Tokio tipo separatoriai naudojami akumuliatoriuose. Separatoriai - tai akytos membranos, kurios, parinkus porų dydi,, gali praleisti vienus jonus, bet nepraleidžia stambesnių aglomeratų. Vartotinos taip pat jon-selektyvios membranos.
[0027] aukštas selektyvumas konkrečių jonų pralaidumo
[0028] - cheminis atsparumas elektrolitui ir reakcijų produktams.
[0029] Šias membranas sudaro polifluoretilenas, asbestas, polivinilchloridas, polietilenas, pirofosfatas, suriš-tas sintetine rišančia medžiaga, ir/arba sutvirtintas celiuliozės pluoštu, regeneruota celiulioze, celofanu arba ištempta sintetine plėvele.
[0030] Tam, kad jonų pernešimas būtų pakankamai greitas, prijungtoji pastovi įtampa turi būti kiek galima aukštesnė (nuo 10 iki 50 V).
[0031] Išradime siūlomo įrenginio ir atitinkamos anodinės sistemos efektyvumą rodo rezultatai, gauti eksploatuojant bandomąjį, įrenginį.
[0032] Bandomajame įrenginyje strypo formos anodai iš varinių laidų, dengtų laidžia sintetine madžiaga, buvo apjuosiami buferinės medžiagos, sudarytos iš 4 svorio procentų karboksimetilceliuliozės ir 96 svorio procentų CaC03, sluoksniu. Buferinė medžiaga apdengiama separuojančiu sluoksniu - sintetine plėvele, naudojama dešrų gamyboje. Šie elektrodai buvo instaliuoti mūrinių sienų kiaurymėse. Kiaurymės buvo išdėstytos mūrinės sienos garavimo zonoje vieno metro aukštyje pamatų atžvilgiu. Bandomojo įrenginio katodas buvo į dirvožemį įkaltas geležinis vamzdis. Įrenginys dirbo, prijungus 36 V pastovią įtampą. Priklausomai nuo druskų nuosėdų koncentracijos ir mūrinį supančios aplinkos drėgnumo, kuloninis anijono transformacijos našumo koeficientas anode siekė 40-50 %. Per 60 dienų sunaudota 40 g CaC03. Reakcijos produktus buvo galima pašalinti iš sienos. Rezultatų analizė parodė, kad elektrodu surišama virš 90 % reakcijos produktų.
1.Įrenginys elektrokinetiniam druskų šalinimui iš mūrinių,sudarytas iš ne mažiau kaip vieno teigiamo elektrodo,instaliuoto mūrinyje arba jo paviršiuj e,kuris kontaktuoja su jonus imobilizuojančia buferine medžia-ga, kurioje yra kalcio oksido,kalcio hidroksido ir/arba kalcio karbonato,ir ne mažiau kaip vieno neigiamo elektrodo,sujungto su pastovios įtampos šaltiniu, besiskiriantis tuo,kad jame įtaisytas separuojantis sluoksnis,prigludęs prie buferinės medžiagos sluoksnio,o teigiamas elektrodas yra patalpintas buferinės medžiagos sluoksnyje,išskyrus jo galus įtampos prijungimui.
2.Įrenginys pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo kad separuoj antis sluoksnis apdengia buferinės medžiagos sluoksnį.
3.Įrenginys pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo,kad elektrodas yra strypo,virbo arba tūtelės formos.
4.Įrenginys pagal 1,3 punktus, besiskiriantis tuo,kad elektrodas yra plokščias arba plokštės formos,grotelių arba gyvatuko formos.
5.Įrenginys pagal 1,2 punktus, besiskiriantis tuo,kad,kai elektrodas yra plokščias, separuojantis sluoksnis yra ant buferinės medžiagos paviršiaus iš mūrinio pusės.
6.Įrenginys pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo,kad separuoj antis sluoksnis yra mikroporinė ir/arba jonselektyvi membrana iš politetrafluoretileno, asbes-to, polivinilchlorido, polietileno, pirofosfato, suriš-ta sintetiniu rišikliu ir/arba sutvirtinta celiuliozės stiklopluoštu,regeneruotos celiuliozės pluoštu,celofanu arba ištempta sintetine plėve.
7.Įrenginys pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo,kad teigiamas elektrodas yra laidininkas,padengtas laidžia sintetine medžiaga,arba iš vario,arba anglies, arba grafito pluošto,arba iš laidžios sintetinės medžiagos^
8.Įrenginys pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad buferiniame sluoksnyje papildomai yra ir gelj, sudarančios medžiagos.
9.Įrenginys pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad buferini, sluoksni, sudaro ištirpinta vandenyje buferinė medžiaga,emulguota vandenyje buferinė medžiaga arba sudrėkinta buferinė medžiaga.