Защита на фундаментите чрез електрическа осмозаИма много начини за превръщане на стените на бетонните основи във водоустойчиви и надеждни сградни компоненти. Традиционните методи включват полагане на еластомерни мембрани от външната страна на бетона с цел предотвратяване на директния контакт на бетонната повърхност с почвата. От първостепенно значение за мембранните системи е монтирането на дренажи по продължение на цокъла, които да събират и отвеждат водата от основата.
текст инж. Вера Ангелова
Ремонтните техники в случай на проблеми и просмукване на вода във фундаментната конструкцията са няколко. Когато в бетона се появят пукнатини и водата започне да се просмуква навътре строителите могат да ги запълнят с епоксидни или реагиращи на влага уретани. Друг често използван метод е монтирането на дренажи и дренажни помпа по продължение на вътрешната част на цокъла, които да намаляват хидростатичното налягане върху стените и да отвеждат водата от сградата – скъп метод, който предполага демонтаж на крайните подови плоскости, за да се монтират дреновете.
В новото строителство и ремонтните дейности вече се използва и метод наречен електро-осмозен пулс (ЕОП). Според проведените експерименти, след като системата бъде инсталирана веднъж, тя може да работи и прави стените в мазето водоустойчиви на цената на една 50W крушка. Това е много по-евтино от използването на алтернативните системи.
Какво е ЕОП?
Подобно на катодната защита, използвана с цел защита от корозия на стоманената армировка в конструкциите, защитната система ЕОП е снабдена с анод и катод, между които протича електрически ток, за да се създава електрическо поле в бетона. Анодът е от смесен метален оксиден титаний и е закрепен за бетона. Катодът представлява стоманен прът с медна изолация. Той се поставя в земята от външната страна, но близо до стената. Слаб пулсиращ прав ток преминава между анода и катода и извежда влагата към външната страна на стената. Когато бетонът е влажен или мокър той е много проводим и се използва повече електричество. Когато бетонът е сух използваното електричество е много малко.
Как работи системата
Влажният бетон съдържа молекули калциеви катиони, молекули хидроксилни аниони и молекули калциев хидроксид (Ca(OH)2), които се събират и разделят непрекъснато. Когато през бетона протича ток, калциевите катиони бавно се придвижват към катода или към външната част на стената. Хидроксилните аниони бавно се придвижват към анода или към вътрешната част на стената. Тази активност настъпва в порестите и каналните структури на бетона, където се събира и влагата.
Катионите се придвижват към външната част на стената в разтвор с водата, където се концентрират в микропорите. Тъй като бетонът е полупропусклива мембрана посредством осмозата водата се привлича към калциевите катиони като така се поражда осмотично налягане. Постигнатият ефект е, че относителната влажност на вътрешната част на стоманобетона се понижава, а тази при външната му част се повишава. Когато е инсталирана ЕОП система, относителната влажност на външната повърхност на основната стена достига 100%, а при вътрешната част на стената може да се понижи до 45%.
Целта е хидростатичното налягане в порите от външната част на бетона да бъде по-високо от хидростатичното налягане на влажната почва при стената.
Когато ЕОП системата е добре балансирана става следното: водата преминава през бетона в една посока с осмотично налягане от 20 до 30 psi, което е много по-високо от хидростатичното почвено налягане, присъщо за жилищното строителство (не по-високо от 4 psi). Анионите не оказват реално въздействие върху процеса, освен да осигуряват известна защита на армировъчната стомана чрез по-висока алкалност.
Електрическата система обикновено е
24 V преобразувана от променлив към прав ток посредством токоизправител, който конвертира енергията в импулси от положително и отрицателно електричество.
Американските инженери, провели изследването, са открили, че продължителността на някои импулси е по-ефективна от други и това води до оптимизиране на времевите интервали. Когато в бетона има високо съдържание на вода, консумираното електричество е повече и реакцията протича по-бързо. Когато съдържанието на вода в бетона е ниско, системата остава в състояние на покой и консумираната енергия е много малко. Докато има електрическо поле, водата не може да проникне през осмотичната мембрана. Ако подаването на енергия бъде прекъснато, при повторно активиране, осмотичната мембрана може да бъде възстановена. Резервна акумулаторна система или генератор могат да гарантират непрекъснатото подаване на ток. ЕОП защитата може да осигури водонепроницаемост на малките пукнатини, но не и на по-големите. Фините пукнатини могат да бъдат инжектирани със смоли, а по-големите пукнатини трябва да бъдат проследени и запълнени със специално произведени за това приложение материали.
Първоначално, ЕОП системите за защитата не са могли да постигнат дългосрочни резултати, тъй като анодите и катодите са се повреждали от високото напрежение и токовия поток. Модерната и практическа употреба в днешно време предполага много ниско напрежение и токов поток.
Анодите и катодите имат жизнен цикъл над 40 години. А за „запечатването” на едно мазе е необходим много малко ток.
Стойност
Разходите за инсталиране на ЕОП система са сравними с разходите за всеки друг ремонт. Практиката показва, че евтините ремонти са краткосрочно решение, докато по-скъпите решения са по-надеждни. Някои техники като правене на изкоп около сградата може да се окажат трудни или невъзможни за изпълнение в градските условия.
Разходите за разкопаване на сутеренния етаж в една жилищна сграда зависят от много фактори: достъп, околно пространство, големината да терасите и много други.
Бъдещето на ЕОП
ЕОП системите за защита на фундаменти са най-подходящи за солидни стоманобетонни подземни конструкции, но тухлените стени или стените обработени с варова/пясъчна мазилка също могат да бъдат предпазени от тази система. Стените от зидарийски блокове с кухини не са подходящ кандидат за ЕОП, освен ако блоковете не са запълнени с циментов разтвор.
Ако ЕОП технологията бъде включена в новото строителство, разходите ще бъдат значително по-ниски от разходите за инсталация на технологията при вече построени сгради. Но има обекти, където разходите за инсталиране на ЕОР могат да бъдат много конкурентни. Високи основни стени на жилищни или търговски сгради (с дълбоко вкопаване) са един от примерите.
За разлика от голяма част от другите предпзани техники, ЕОП системите могат да бъдат придружени с гаранция за поддръжка. Те могат да бъдат проектирани така, че да включват и катодна защита за стоманената армировка в стоманобетона.
Обобщено накратко, ЕОП защитата е и изкуство, и наука. Изкуството е свързано с това да се знае къде да бъдат поставени анодите и катодите – това изисква съобразителност и може значително да повлияе върху резултата. Точното количество ток също е от значение. Необходим е точно толкова, колкото да премества катионите и анионите към външните части на стената. Прекомерният ток е причина катионите и анионите да се придвижват навсякъде из бетона и може да доведе до изчерпване във времето.
ЕОП защитата може да бъде използвана за постигане на водоустойчивост на плочи под наклон. В този случай, горната част на плочата е с понижено РН и влагата се придвижва по посока на почвата (и катода) отдолу.
Най-добрите пазари за системите за ЕОП защитата са, може би, вече построените високи жилищни и търговски сгради, където не е възможно да бъдат направени изкопи в основата и вътрешният дренаж не е удачен.27/06/2010 |
