PL160174B1 - Method of drying dampened walls opened walls of building by crystalline injections - Google Patents

Abstract

The method for dehumidification of buildings that are damp as a result of capillary rise of water from the ground, by crystalline injection, consisting in that a mixture of water solution of Portland cement and an activating agent in the form of sodium metasilicate and/or sodium polysilicate with an addition of sodium phosphate is introduced to holes drilled specially in the buildings, preferably made at the same level every 12-16 cm at an angle of 15-30 degrees, most preferably in the cement : activating agent weight ratio from 1:1 to 10:0.2, with an addition of water in such quantity so that the mixture constitutes a uniform liquid, whereas the weight ratio of the activating agent components, i.e. sodium silicates, to sodium phosphate being from 10:1 to 10:3, and just before the mixture of the injection agent is introduced, the injection holes are dampened with water in the quantity at least equal to the volume of the holes.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób osuszania przegród budowlanych zawilgoconych na skutek kapilarnego podciągania wody z gruntu, polegający na iniekcji murów mieszaniną wodnych roztworów cementu portlandzkiego i specjalnie opracowanych aktywatorów krzemianowych z dodatkiem środka przeciwdziałającego niekorzystnym zjawiskom konwekcyjnym w cieczach kapilarnych prowadzącym do zakłócenia oczekiwanego procesu samouporządkowania kryształów. Składniki jonowe tej mieszaniny iniekcyjnej dyfundując w zapełnionych wodą kapilarach maaeriałów budowanych, stwarzają w przegrodzie budowanej poziomą izolację przeciwwilgociową na skutek specyficznej krystalizacji związków nierozpuszczalnych w wodzie uszczelniających pory i kapilary w strefie specjalnie wywwerconych otworów infekcyjnych.The subject of the invention is a method of drying building partitions damp due to capillary rising of water from the ground, consisting in injection of walls with a mixture of water solutions of Portland cement and specially developed silicate activators with the addition of an agent counteracting unfavorable convective phenomena in capillary liquids leading to disruption of the expected process of crystal self-assembly. The ionic components of this injection mixture, diffusing in the water-filled capillaries of the built materials, create a horizontal anti-moisture insulation in the partition, due to the specific crystallization of water-insoluble compounds sealing the pores and capillaries in the area of specially prepared infectious holes.

Aktualnie do osuszenia budowH zawilgoconych wilgocią podciąganą kapilarnie z gruntu stosuje się szereg nowoczesnych metod jak na przykład: elektroosmozę, iniekcję grawitacyjną i ciśnieniwwą związków hydrofobowych, metody elektrodrniekcyjne trzech rodzajów a mianowwcie: elektroiniekcję, elektroiniekcję dynamiczną i elektroiniekcję aktywną oraz ostatnio iniekcję krystaliczną według polskiego opisu patentowego nr 153 294·Currently, a number of modern methods are used to dry buildings damp by capillary moisture from the ground, such as: electroosmosis, gravity injection and pressure injection of hydrophobic compounds, electrode injection methods of three types, namely: electroinjection, dynamic electroinjection and active crystalline injection, and recently in the Polish patent description. No. 153 294

Wyndenione metody rają szereg ograniczeń technicznych wynikających z wielkości początkowego zawilgocenia i zasolenia osuszanych murów. Metody elektΓOOimotycznn mają krótki okres działania do około 5 lat i osuszają mury tylko do granicy około 10% wilgotności a bardzo często nie osiągają nawet tej granicy. Ponadto wielkość zasolenia wpływa skutecznie na zmiejszenie trwałości blokady w czasie, a nawet powoduje, odwrócenie strumienia nlnktΓitBpilaπlego, co w efekcie prowadzi do dodatkowego zawilgocenia obiektu. Metody inenkcyjin z użyciem preparatów hydrofobowych zarówno w roztworach wodnych jak i rozpuszczał nikach organicznych rają tę wadę, że ich skuteczność techniczna ograniczona jest do murów o wilgotności nie wyższej niż 8-10%. Przy wyższych wilgotnościach promień penetracji gwałtownie maleje i staje się technicznie bezużyteczny.The denominated methods have a number of technical limitations resulting from the amount of initial moisture and salinity of the drained walls. Electro-imotic methods have a short period of operation, up to about 5 years, and dry the walls only to the level of about 10% of humidity, and very often they do not even reach this limit. In addition, the amount of salinity effectively reduces the durability of the blockage over time, and even causes a reversal of the nInktΓitBpilaπle flux, which in turn leads to additional moisture in the object. Injection methods with the use of hydrophobic preparations, both in aqueous solutions and organic solvents, have the disadvantage that their technical effectiveness is limited to walls with a moisture content of no more than 8-10%. At higher humidities, the penetration radius decreases sharply and becomes technically useless.

Wdą metod elektroinńekcyjnych jest konieczność wstępnego podsuszania murów do około 10% przez dość znaczny okres czasu wynoszący w tym przypadku 6-8 miesięcy, oraz stosunkowo krótka trwałość preparatów hydrofobowych nie przekraczająca 10-15 lat w zależności od stanu zasolenia murów a także towarzysząca stosowaniu tych preparatów toksyczność.According to the electro-injection methods, it is necessary to pre-dry the walls to about 10% for a fairly significant period of time, in this case 6-8 months, and the relatively short durability of hydrophobic preparations, not exceeding 10-15 years, depending on the salinity of the walls, as well as the accompanying use of these preparations toxicity.

Sposób osuszania budowH metodą iniekcji krystalicznej według polskiego opisu patentowego nr. 153 294 pozbawiony wad opisanych metod, charakteryzujący się długą trwałością w czasie i niezależnością w stosowaniu od wstępnej wilgotności i zasolenia murów, bowiem promień penetracji środka iniekcyjnego jest tym większy im większa Jest wilgotność muru,The method of drying construction by the crystal injection method according to Polish patent description no. 153 294 free from the disadvantages of the described methods, characterized by long durability in time and independence in use from the initial humidity and salinity of the walls, because the radius of penetration of the injection agent is the greater, the greater the wall humidity,

160 174 ma jednak ograniczony promień penetracji do około 5-7 cm przy znacznym zasoleniu murów powyżej 1% i do 7-9 cm przy niskich wartościach procentowego zasolenia wynoszącego 0,3% i miej. Przyczyną tego stostnrkowo niewielkiego promienia j^netracji skutecznej iniekcji krystalicznej polegającej najpierw na dyfuzji w zapełnionych wodą kapilarach, składników jonowych mieszaniny iniekcyjnej a potem na samorzutnym procesie tak zwanej samoorganizacji kryształów z utworzeniem domenów zawierających nierozpuszczalne w wodzie kryształy układające się we współosiowe obrazy koliste w przestrzeni, jest przypuszczalnie nieopanowane zjawisko konwekcji w cieczach kapilarnych, To ostatnie zjawisko przy znacznych różnicach stężeń i temperatur prowadzić może do zakłócenia oczekiwanego procesu samouporządkowonia kryształów w dalszych odległościach od środka otworów iniekcyjnych.However, 160 174 has a limited penetration radius to about 5-7 cm with significant salinity of the walls above 1% and to 7-9 cm with low percent salinity values of 0.3% and less. The reason for this very small radius of ionization of an effective crystalline injection consisting first in the diffusion of ionic components of the injection mixture in water-filled capillaries and then in the spontaneous process of the so-called self-organization of crystals with the formation of domains containing water-insoluble crystals arranged in coaxial circular images in space, is presumably the uncontrolled phenomenon of convection in capillary liquids. The latter phenomenon, with significant differences in concentrations and temperatures, may lead to the disruption of the expected crystal self-assembly process at further distances from the center of the injection holes.

Sposób osuszanie budowwi metodą iniekcji krystalicznej przy użyciu środka według wynalazku pozbawiony jest tych wad, a wytworzona izolacja pozioma przy jego użyciu ma nieograniczoną trwałość w czasie, conajrninej o 20% większy promień penetracji dla analogicznych warunków zawilgocenia i zasolenia murów.The method of drying construction by crystalline injection with the use of the agent according to the invention is devoid of these drawbacks, and the horizontal insulation produced with its use has an unlimited durability in time, with a 20% greater radius of penetration for analogous conditions of moisture and salinity of walls.

Sposób według wynalazku nie przewiduje w żadnym przypadku wstępnego osuszenia a nawet wręcz przeciwnie konieczne jest dodatkowe nawelżeńie muru w strefie iniekcji, bowiem zapełnione wodą kapilary mttriału budowlanego stanowią warunek konieczny do penetracji środka iniekcyjnego na drodze dyfuzji a następnie do krystalizacji uszczelniającej.The method according to the invention does not provide for preliminary drying in any case, and even on the contrary, it is necessary to additionally make the masonry in the injection zone, because the building material capillaries filled with water constitute a necessary condition for penetration of the injection agent by diffusion and then for sealing crystallization.

Sposób według wynalazku polega na odpowiednim przygotowaniu mieszaniny składającej się z cementu portlandzkiego i aktywatora w postaci meta^E^^m sodowego i/lub polikrzemianu sodowego oraz fosforanu sodowego a także wody, przy czym stosunek wagowy składników; cementu do aktywatora wynosi korzystnie od 1 : 1 do 10 : 0,2 a aktywatora do fosforanu sodowego od 10 : 1 do 10 ; 3· Stosunek wagowy wymienionych 4 składników najkorzystniej 8:1;The method according to the invention consists in the appropriate preparation of a mixture consisting of Portland cement and an activator in the form of sodium meta ^ E ^ ^ and / or sodium polysilicate and sodium phosphate, and also water, the weight ratio of components; the activator cement is preferably from 1: 1 to 10: 0.2 and the sodium phosphate activator is from 10: 1 to 10; 3 · Weight ratio of said 4 components most preferably 8: 1;

0,1 : 4. Obecność fosforanu sodu w mieszaninie iniekcyjnej okazała się nieoczekiwanie korzystna dla wyraźnego zwiększenia promienia mieszaniny ini^ekcyjnej w porównaniu do mieszaniny bez tego dodatku. Tak przygotowaną mieszaninę, środka według wynalazku, stosuje się do wytworzenia poziomej izolacji przeciwwilgociowej w murach budówwi zawilgoconych na skutek kapilarnego podciągania wody z gruntu.0.1: 4. The presence of sodium phosphate in the injection mixture surprisingly turned out to be advantageous in the marked increase in the radius of the injection mixture compared to the mixture without this additive. The mixture of the agent according to the invention prepared in this way is used to produce horizontal anti-moisture insulation in the walls of buildings which are damp due to capillary rising of water from the ground.

izolacji poziomowej polega najpierw na wywwerceniu w osuszanym murze w jednej linii, równolegle do poziomu podłogi otworów do iniekcji. Otwory te o średnicy 20 mm wierci się co 12-16 cm na głębokość grubości murów poImnekszlnej o 5-10 cm, oraz pod kątem 15°-3O° do poziomu. Tak przygotowane otwory przed wprowadzeniem środka do iniekcji nawilża się dodatkowo wodą w ilości conajminej równoważnej objętości otworów lecz nie większej niż 0,5 litra dla grubości murów równej 50 cm, poczym szybko wprowadza się w nie środek iniekcyjny według wynalazku. Ilość wprowadzonego środka równoważna jest objętościowo pojem^c^^(^i ^^y^wajrconego otworu. Po zakończeniu iniekcji otwory dodatkowo dopełnia się tym samym środkiem lecz o nieco gęstszej konsystencji i wyrównuje do p<lweerzjhni muru.The first step of the horizontal insulation is to collapse the injection holes in the wall to be dried in one line, parallel to the floor level. These holes, with a diameter of 20 mm, are drilled every 12-16 cm for the depth of the walls by 5-10 cm, and at an angle of 15 ° -3O ° to the horizontal. The holes prepared in this way, before introducing the injection agent, are additionally moistened with water in an amount equal to or greater than the volume of the holes, but not more than 0.5 liters for a wall thickness of 50 cm, and then the injection agent according to the invention is quickly introduced into them. The amount of the injected agent is equivalent to the volume of the hole in the hole. After the injection is completed, the holes are additionally filled with the same agent, but with a slightly thicker consistency, and adjusted to the level of the wall.

Blokadę przeciwwilgociową typu kry stalio^ego uzyskuje się w czasie około siedmiu dni. Uszczelniające działanie środka według wynalazku polega prawdopodobnie na tym, że krzemian sodowy i fosforan sodowy rozpuszczone w wodzie penetrują w promieniu 10-11 cm od środka otworu iniekcyjikgl w murze a następnie jony wapniowe pochodzące ze specyficznej dysoocjacji portlantydu - minerału znajdującego się w cemencie portlandzkim, powodują wytrącanie w kapilarach nierozpuszczalnego w wodzie krzemianu wapnia i fosforanu wapnia, przy czym ten drugi związek wytrąca się nieco później. C^aa^^^te^ir^fatyczną cechą wytrąconych kryształów jest to, że ich wytrącenie na początku kapilary przy otworze iniekcynnym nie blokuje składników reakcji stΓącenleeych w głębsze partie kapilar. Zjawisko to jest nieoczekiwanie korzystne z technicznego punktu widzenia.The solid-type anti-moisture blockade is obtained within about seven days. The sealing effect of the agent according to the invention is probably due to the fact that sodium silicate and sodium phosphate dissolved in water penetrate within a radius of 10-11 cm from the center of the injection hole in the wall, and then calcium ions resulting from the specific dissociation of portlantide - a mineral found in Portland cement, precipitation of the water-insoluble calcium silicate and calcium phosphate in the capillaries, the latter precipitating somewhat later. C ^ aa ^^^ te ^ ir ^ The fatal feature of the precipitated crystals is that their precipitation at the beginning of the capillary at the injection opening does not block the reaction components concentrated in the deeper parts of the capillaries. This phenomenon is surprisingly advantageous from a technical point of view.

Jak wykazały badania laboratoryjne podczas iniekcji przeciwwilgociowej sposobem według wynalazku, produkty kryssalizacji układają się nieoczekiwanie wokół otworu iniekcyjnego w postaci współosiowych pierścieni odległych od siebie początkowo o kilka milimetrów a następnie odległości te systematycznie wzrastają do około jednego centymetra w odległości 10 cm od środka otworu iiietcyjnkgl. Mechanizm tej reakcji przebiega najpierw na krystalizacji z utworzeniem bardzo drobnych kryształów w całym obszarze dyfuzji a następnie na samorzutnym procesie tak zwanej stmoolga.nneatji kryształów z utworzeniem domenów krystalicznych i obszarów nie zawierających kryształów.As demonstrated by laboratory tests during the anti-damp injection with the method according to the invention, the crystallization products unexpectedly arrange around the injection port in the form of coaxial rings initially spaced several millimeters apart, and then these distances systematically increase to about one centimeter at a distance of 10 cm from the center of the opening and the opening. The mechanism of this reaction takes place first in the crystallization with the formation of very fine crystals in the entire diffusion area, and then in the spontaneous process of the so-called stmoolga.natji of crystals with the formation of crystal domains and crystal-free regions.

160 174160 174

Wytłumaczeniem tego zjawiska jest termodynamiczna siła napędowa wstępująca w jednorodnym zolu, o której zakłada aię, że jest wynikiem konkurencyjnego wzrostu cząsteczek spowodowanym zależnością stałej równowagi od promienia cząsteczki wywołaną napięciem powierzchniowym. W wyniku tego zjawiska otrzymuje się szereg obrazów powstających struktur podobnych do pierścieni Łieseganga.The explanation of this phenomenon is the thermodynamic driving force occurring in a homogeneous sol, which is assumed to be the result of the competitive growth of molecules caused by the dependence of the equilibrium constant on the molecular radius caused by the surface tension. As a result of this phenomenon, a series of images of emerging structures similar to Łiesegang's rings are obtained.

Zauważono jednoczęśnie, że fosforan wypnicwy nie podlega prawidłom opisanego zjawiska sa^oorranizacji., lecz zaskakująco korzystnie wpływa na sam proces samouporządkowiaiia kryształów krzemianu i polikrzemianu wapnia, powodując przy tym dodatkowe uszczelnianie obszaru penetracji między w8półosiowymi pierścienaMi kryształów. Fosforan sodowy wolno wytrącający się w obszarze penetracji spełnia prawdopodobnie na wzór żelu kwasu krzemowego, rolę środka przeciwdziałającego niekorzysnym w tych przypadkach zjawiskiem konwokcyjnym w cieczach kapilarnych prowadzącym do zakłócenia oczekiwanego procesu samruprrządkowania kryształów. Zjawiska krnwokcji w cieczach kapilarnych jak wiadomo powodowane są głównie znacznymi gradientami stężeń reagentów i temperaturami a więc czynnikami fizykochemicznymi powozejłhiie towarzyszącymi cieczom kapilarnym w ma^^ałach budowlanych.At the same time, it was noticed that the displacement phosphate is not subject to the described self-organization phenomenon, but surprisingly has a positive effect on the self-assembly process of silicate and polysilicate crystals, causing additional sealing of the penetration area between the semi-axial rings of the crystals. Sodium phosphate slowly precipitating in the area of penetration probably fulfills the role of a silicic acid gel, as an agent counteracting the unfavorable, in these cases, convocation phenomenon in capillary liquids, leading to the disruption of the expected process of crystal self-assembly. The phenomena of blood circulation in capillary liquids, as it is known, are mainly caused by significant gradients of reagent concentrations and temperatures, and thus by physicochemical factors accompanying capillary liquids in building materials.

Proces dyfuzji i snInorrganizacji kryształów tworzących w efekcie izolację poziomą w zawilgoconych murach trwa około siedmiu dni i po tym okresie obserwuje się skuteczność blokady przeciwwilgociowej wytworzonej metodą według WflaCazku.The process of diffusion and snInorganization of crystals resulting in horizontal insulation in damp walls lasts about seven days and after this period the effectiveness of the anti-moisture blockade produced by the WflaCazku method is observed.

Przy kładł. M^ijza się ze sobą 8 kg cementu portlandzkiego z 1 kg metakrzemianu sodowego i 0,1 kg fosforanu sodu a następnie do tak przygotowanej mieszaniny dodaje się wody około 4 litrów, aby po zmieszaniu wszystkich składników uzyskać konsystencję śmietany łatwo snmopoziomującej się w naczyniu. Tak przygotowany środek wprowadza się najkorzystniej w ciągu piętnastu minut a najdalej po 30 minutach do wcześniej wywOercrnych otworów w mmrach zawilgoconych na skutek kapilarnego podciągania wody z gruntu. Do jednego otworu wlewa się objętościcwo tyle środka według wynalazku, ile wynosi pojemność tego otworu. Otwory przed iniekcją nawilża się dodatkowo wodą w ilości do 0,5 litra na jeden otwór.He put. 8 kg of Portland cement with 1 kg of sodium metasilicate and 0.1 kg of sodium phosphate are mixed with each other, and then about 4 liters of water are added to the mixture prepared in this way, so that after mixing all the ingredients, the consistency of a cream easily leveling in a vessel. The agent prepared in this way is most preferably introduced within fifteen minutes, and after 30 minutes at the most, into the previously eroded holes in mm, moist as a result of capillary rising of water from the ground. The volume of the agent according to the invention is poured into one hole equal to the volume of this hole. Before injection, the holes are additionally moistened with water in the amount of up to 0.5 liters per one hole.

Otwory iniekcyjne wierci się w murze w Jednej linii na wybranym poziomie, tównoregle do poziomu podłogi w odstępach 12-16 cm między sobą oraz pod kątem 15=30° w stosrniku do poziomu i na głębokość grubości mturu po^nieszonej o 10 cm. Do wiercenia otworów najkorzystniej używać wierteł o średnicy 20 mm. Iniekcję prowadzi się jednocześnie na całej długości osuszanego muru w ciągu do pół godziny od czasu przygotowania środka inlekcyjnego. Blokada przeciwwilgociowa typu krystalicznego tworzy się po upływie około jednego tygodnia od czasu iniekcji, przy czym procesy krystalizacji związane z dochodzeniem do stanu równowagowego trwają jeszcze znacznie dłużej, przypuszczalnie do trzech miesięcy.The injection holes are drilled in the wall in one line at the selected level, evenly to the floor level, spaced 12-16 cm between each other and at an angle of 15 = 30 ° in the ratio to the horizontal and to the depth of the wall thickness not raised by 10 cm. For drilling holes, it is best to use drill bits with a diameter of 20 mm. The injection is carried out simultaneously along the entire length of the dried wall for up to half an hour from the preparation of the drug. The crystalline-type damp-proofing is formed approximately one week after injection, with the equilibrium crystallization processes taking even much longer, possibly up to three months.

Przykład II. Miesza się ze sobą 8 kg cementu portlandzkiego z 1 kg polikrzemianu sodowego i 0,1 kg fosforku sodowego, a następnie do tak przygotowanej mieszaniny dodaje się wody w ilości około 4 lirrów. Iniekcję murów wykonuje się poprzez wywOetcone otwory w sposób i kolejności podanej w przykładzie I. Blokada przeciwwilgociowa tworzy się w sposób identyczny jak w przykładzie I.Example II. 8 kg of Portland cement are mixed with 1 kg of sodium polysilicate and 0.1 kg of sodium phosphide, and then about 4 liters of water are added to the mixture thus prepared. The masonry is injected through the cut holes in the manner and sequence given in Example I. Damp proof lock is created in the same way as in Example I.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 złDepartment of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price: PLN 10,000

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim Sposób osuszania budowli zawilgoconych na skutek kapilarnego podciągania wody z gruntu, metodą iniekcji krystalicznej, znamienny tym, że do specjalnie wywierconych otworów w budowli wykonanych, korzystnie w jednym poziomie w odstępach co 12-16 cm pod kątem 15-30° wprowadza się mieszaninę wodnych roztworów cementu portlandzkiego i aktywatora w postaci metakrzemianu sodowego i/lub polikrzemianu sodowego z dodatkiem fosforanu sodowego najkorzystniej w proporcjach wagow/ch cement: aktywator od 1 : 1 do 10 : 0,2, z dodatkiem wody w takiej ilości, aby mieszanina stanowiła jednolitą ciekłą konsystencję, przy czym stosunek wagowy składników aktywatora to jest krzemianów sodowych do fosforanu sodowego wynosi od 10 : 1 do 10 : 3,a otwory iniekcyjne tuż przed wprowadzeniem do nich mieszaniny środka iniekcyjnego nawilża się wodą w ilości«3 najmniej równoważnej objętości otworów.The method of drying damp structures as a result of capillary rising of water from the ground, by means of the crystalline injection method, characterized in that a mixture of aqueous solutions is introduced into specially drilled holes in the building, preferably in one level, at intervals of 12-16 cm at an angle of 15-30 ° Portland cement and activator in the form of sodium metasilicate and / or sodium polysilicate with the addition of sodium phosphate, most preferably in weight proportions cement: activator from 1: 1 to 10: 0.2, with the addition of water in such an amount that the mixture becomes a uniform liquid consistency , wherein the weight ratio of the activator components, i.e. sodium silicates to sodium phosphate, is from 10: 1 to 10: 3, and the injection ports are moistened with water in an amount of «3 the least equivalent to the volume of the holes, just before the injection mixture is introduced therein. * * «* * «