PL191347B1 - Method of dehumidification of buildings by crystalline injection - Google Patents

Abstract

A method for the removal of dampness from buildings, the walls of which became damp because of capillary rise of groundwater, by the crystalline injection method, wherein into purposely drilled holes in the wall, made preferably at the same level from 10 to 18 cm apart at an angle of 15 to 30 degrees previously soaked with water, upon their previous additional soaking with water, is introduced a mixture of aqueous suspension of portland cement, a silicone activator with sodium siliconate and sodium orthophenylphenolate and water taken in a quantity such that the mixture have a homogenous, liquid consistency and is self-levelling in the vessel so that during its gravitational introducing into the injection holes no air plugs could form.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób osuszania murów zawilgoconych budowli na skutek kapilarnego podciągania wody z gruntu, polegający na iniekcji wywierconych otworów w przegrodach budowlanych mieszaniną wodnych roztworów cementu portlandzkiego i specjalnie opracowanych aktywatorów krzemianowych nieorganicznych i organicznych z dodatkiem środka przeciwdziałającego niekorzystnym zjawiskom konwekcyjnym w cieczach kapilarnych prowadzącym do zakłócania oczekiwanego procesu samoorganizacji kryształów.The subject of the invention is a method of drying walls of damp buildings as a result of capillary rising of water from the ground, consisting in injection of drilled holes in building partitions with a mixture of water solutions of Portland cement and specially developed inorganic and organic silicate activators with the addition of an agent counteracting unfavorable convection phenomena in capillary liquids leading to disturbance the expected crystal self-organization process.

Składniki jonowe tej mieszaniny iniekcyjnej dyfundując w zapełnionych wodą kapilarach materiałów budowlanych, wytwarzają w murach poziomą lub pionową izolację przeciwwilgociową na skutek specyficznej krystalizacji związków nierozpuszczalnych w wodzie, uszczelniających pory i kapilary w strefie specjalnie wywierconych otworów iniekcyjnych, przy czym w celu przyspieszenia procesów dyfuzyjnych do mieszanki iniekcyjnej dodaje się środka powierzchniowo czynnego, który powoduje korzystne obniżenie lepkości roztworu iniekcyjnego a zatem i zwiększenie szybkości dyfuzji, co w konsekwencji prowadzi do oczekiwanego zjawiska zwiększenia promienia penetracji środków wytwarzających blokadę przeciwwilgociową w murach.The ionic components of this injection mixture diffuse in the water-filled capillaries of building materials, create a horizontal or vertical anti-moisture insulation in the walls due to the specific crystallization of water-insoluble compounds, sealing the pores and capillaries in the area of specially drilled injection holes, and in order to accelerate diffusion processes into the mixture In the injection phase, a surfactant is added, which causes an advantageous reduction in the viscosity of the injection solution and thus an increase in the diffusion rate, which consequently leads to the expected phenomenon of increasing the radius of penetration of the agents producing the damp-proofing agent in the walls.

Aktualnie do osuszania budowli z wilgoci podciąganej z gruntu stosuje się wiele mutacji metody iniekcji krystalicznej według polskich patentów nr 153 294 i nr 160 174 oraz według zgłoszenia P.338937. W wymienionych dwóch patentach uzyskuje się niezadowalająco duże promienie penetracji iniektu krystalicznego a zjawisko samoorganizacji kryształów przy dużych gradientach stężeń i temperatur szczególnie niskich ulega zakłóceniom w dalszych odległościach od środka otworów iniekcyjnych. Natomiast zastosowanie emitorów mikrofalowych w postaci generatorów fal elektromagnetycznych w zakresie mikrofalowym zmniejsza lepkość roztworu iniekcyjnego w murze i zwiększa szybkość dyfuzji oraz w konsekwencji zwiększa promień penetracji, ale jednocześnie zastosowanie emitorów mikrofalowych ogromnie zwiększa zagrożenie dla zdrowia ekip wykonawczych i użytkowników osuszanych obiektów. Łatwo też utracić kontrolę nad procesem podgrzewania strefy iniekcji po zainiektowaniu murów.Currently, many mutations of the crystalline injection method according to Polish patents No. 153 294 and No. 160 174 and according to the application P.338937 are used for drying buildings from rising moisture from the ground. In the mentioned two patents, unsatisfactorily large penetration radii of the crystal injection are obtained, and the phenomenon of self-organization of the crystals at high concentration gradients and especially low temperatures is disturbed at further distances from the center of the injection holes. On the other hand, the use of microwave emitters in the form of electromagnetic wave generators in the microwave range reduces the viscosity of the injection solution in the wall and increases the diffusion rate and, consequently, increases the radius of penetration, but at the same time the use of microwave emitters greatly increases the health risk of contractors and users of the objects being dried. It is also easy to lose control over the injection zone heating process after injecting the walls.

W tej sytuacji nieoczekiwanie korzystne efekty przyniosło zastosowanie dodatku związku powierzchniowo czynnego do mieszanki iniekcyjnej. Spowodowało to znaczne zwiększenie promienia penetracji środka blokującego kapilarne podciąganie wody z gruntu.In this situation, unexpectedly beneficial effects were brought by the addition of a surfactant to the injection mixture. This resulted in a significant increase in the radius of penetration of the capillary water stopping agent from the ground.

Stwierdzono również, że jednoczesna obecność w mieszance iniekcyjnej związku hydrofobowego w postaci metylosilikonianów potasu lub sodu oraz związku powierzchniowo czynnego ortofenylo-fenolanu sodowego o własnościach grzybobójczych znacznie ogranicza zakłócenia mechanizmu zjawiska samoorganizacji kryształów, będącego podstawą wytwarzania izolacji przeciwwilgociowych typu poziomego i pionowego. Wytworzona izolacja z domenów kryształów układających się we współosiowe obrazy koliste w przestrzeni, tworzy w przekroju pionowym koncentryczne pierścienie o coraz większym promieniu. Wytworzona w ten sposób blokada ma nieograniczoną w czasie skuteczność i trwałość niezależną od wstępnej wilgotności i zasolenia murów, bowiem promień penetracji środka iniekcyjnego, sposobem według wynalazku, jest tym większy im większa jest początkowa wilgotność muru. Ta właściwość metody iniekcji krystalicznej odróżnia ją od wszystkich innych znanych metod osuszania murów, bowiem coraz większe zawilgocenie murów powoduje w tych przypadkach zmniejszenie promieni penetracji bądź potrzebę angażowania drogich źródeł energii cieplnej w celu podsuszenia murów przed iniekcją.It was also found that the simultaneous presence in the injection mixture of a hydrophobic compound in the form of potassium or sodium methyl siliconates and sodium orthophenyl phenate surfactant with fungicidal properties significantly reduces the disturbance of the crystal self-assembly mechanism, which is the basis for the production of horizontal and vertical damp-proof insulations. The created isolation from the domains of crystals arranged in coaxial circular images in space, creates concentric rings in the vertical section with a larger and larger radius. The blockade produced in this way has an effectiveness and durability unlimited in time, irrespective of the initial humidity and salinity of the walls, because the radius of penetration of the injection agent with the method according to the invention is the greater, the greater the initial humidity of the wall. This feature of the crystalline injection method distinguishes it from all other known methods of drying walls, because in these cases increasing moisture in walls causes a reduction in penetration rays or the need to engage expensive sources of thermal energy in order to dry the walls before injection.

Sposób według wynalazku polega na odpowiednim przygotowaniu mieszaniny iniekcyjnej składającej się z cementu portlandzkiego i aktywatora w postaci metakrzemianu sodowego i/lub polikrzemianu sodowego i metylosilikonianu sodowego i/lub potasowego oraz ortofenylo-fenolanu sodu jako środka powierzchniowo-czynnego i wody przy czym stosunek wagowy składników: cement do aktywatora wynosi korzystnie od 1:1do 10 : 0,2 a metakrzemianu sodowego do metylosilikonianu potasowego i ortofenylo-fenolanu sodowego oraz wody wynosi odpowiednio wagowo jak 1:0, 2:0,05:4. Obecność metylosilikonianu sodowego i/lub potasowego i ortofenylofenolanu sodowego okazała się nieoczekiwanie korzystna dla wyraźnego zwiększenia promienia mieszaniny iniekcyjnej i uelastycznienia przepony izolacyjnej nawet w niskich temperaturach murów w okresach zimowych w porównaniu do mieszanki iniekcyjnej bez tych dodatków, zwiększenie promienia penetracji nastąpiło o około 25%.The method according to the invention consists in the appropriate preparation of an injection mixture consisting of Portland cement and activator in the form of sodium metasilicate and / or sodium polysilicate and sodium and / or potassium methyl siliconate and sodium orthophenyl phenate as a surfactant and water, the weight ratio of components: the cement for the activator is preferably 1: 1 to 10: 0.2, and the sodium metasilicate to potassium methyl siliconate and sodium orthophenyl phenate and water are suitably by weight of 1: 0, 2: 0.05: 4, respectively. The presence of sodium and / or potassium methyl siliconate and sodium orthophenylphenate turned out to be unexpectedly advantageous for a significant increase in the radius of the injection mixture and for making the insulation diaphragm more flexible even at low wall temperatures in winter periods compared to the injection mixture without these additives, the penetration radius was increased by about 25%.

Wykonanie izolacji poziomej polega najpierw na wywierceniu w osuszanym nurze w jednej linii, równolegle do poziomu podłogi otworów do iniekcji. Otwory te o średnicy 20 mm, oraz pod kąPL 191 347 B1 tem 15-30 stopni wierci się w murach co 12-16 cm na głębokość grubości murów pomniejszonej o 5 do 10 cm. Tak przygotowane otwory przed wprowadzeniem środka do iniekcji nawilża się dodatkowo wodą w ilości co najmniej równoważnej objętości otworów, lecz nie większej niż 0,5 litra dla grubości murów równej około dwóch cegieł ceramicznych. Ilość wprowadzanego metodą grawitacyjną środka według wynalazku równoważna jest objętościowo pojemności wywierconego otworu. Po zakończeniu iniekcji otwory dodatkowo dopełnia się tym samym środkiem i wyrównuje do powierzchni muru przy użyciu szpachelki.The execution of the horizontal insulation consists first in drilling the holes for injection in one line, parallel to the floor level, in the drained pipe. These holes with a diameter of 20 mm and at an angle of 15-30 degrees are drilled in the walls every 12-16 cm to the depth of the wall thickness less 5 to 10 cm. The holes prepared in this way, before introducing the injection agent, are additionally moistened with water in an amount at least equivalent to the volume of the holes, but not more than 0.5 liters for a wall thickness equal to about two ceramic bricks. The amount of the agent according to the invention introduced by gravity is equivalent to the volume of the bore hole. After the injection is finished, the holes are additionally filled with the same agent and aligned with the wall surface using a spatula.

Blokadę przeciwwilgociową typu krystalicznego uzyskuje się w czasie od 7 do 10 dni w zależności od szybkości dyfuzji, a ta zależy od temperatury. Uszczelniające działanie środka według wynalazku polega na tym, że jony krzemianowe rozpuszczone w wodzie wraz z jonami wapniowymi pochodzącymi ze specyficznej dysocjacji portlantydu-minerału znajdującego się w cemencie portlandzkim, powodują wytrącanie w kapilarach nierozpuszczalnego w wodzie krzemianu wapnia. Charakterystyczną cechą wytrąconych kryształów jest to, że ich wytrącenie na początku kapilary przy otworze iniekcyjnym nie blokuje składników reakcji strąceniowych w głębsze partie kapilar. Zjawisko to nieoczekiwanie korzystne z technicznego punktu widzenia uzupełnione jest uszczelniającą funkcją związków silikonowych oraz przyspieszającą dyfuzje funkcją związku powierzchniowo czynnego a zarazem grzybobójczego.Crystalline-type anti-moisture lock is achieved within 7 to 10 days depending on the rate of diffusion, and this depends on the temperature. The sealing effect of the agent according to the invention is based on the fact that the silicate ions dissolved in water together with the calcium ions derived from the specific dissociation of the portantide-mineral in the Portland cement cause precipitation of the water-insoluble calcium silicate in the capillaries. A characteristic feature of the precipitated crystals is that their precipitation at the beginning of the capillary at the injection opening does not block the components of the precipitation reactions in the deeper parts of the capillaries. This phenomenon, which is surprisingly advantageous from a technical point of view, is complemented by the sealing function of the silicone compounds and the diffusion-accelerating function of the surfactant and fungicidal compound at the same time.

Jak wykazały badania laboratoryjne podczas iniekcji przeciwwilgociowej sposobem iniekcji krystalicznej według wynalazku, produkty krystalizacji 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 około 10 cm od środka otworu iniekcyjnego. Mechanizm tej reakcji przebiega najpierw na krystalizacji z utworzeniem bardzo drobnych kryształów w całym obszarze dyfuzji a następnie na samorzutnym procesie tak zwanej samoorganizacji kryształów z utworzeniem domenów krystalicznych i obszarów nie zawierających kryształów.As demonstrated by laboratory tests during the anti-damp injection by the crystalline injection method according to the invention, the crystallization products unexpectedly arrange around the injection hole in the form of coaxial rings initially several millimeters apart, and then these distances systematically increase to about one centimeter at a distance of about 10 cm from the center. injection hole. The mechanism of this reaction takes place first in the crystallization with the formation of very fine crystals in the entire diffusion region, and then in the spontaneous process of the so-called self-assembly of the crystals with the formation of crystal domains and crystal-free regions.

Wytłumaczeniem tego zjawiska jest termodynamiczna siła napędowa występująca w jednorodnym zolu, o której zakłada się, ze 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 Lieseganga. Całość blokady w swym mechanizmie termodynamicznym wzorowana jest na tzw. zjawiskach Prigożinowskich (IV zasada termodynamiki) zachodzących nieodwracalnie w stanach dalekich od równowagi termodynamicznej.The explanation for this phenomenon is the thermodynamic driving force present in the 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 Liesegang rings are obtained. The entire blockade in its thermodynamic mechanism is modeled on the so-called Prigozhin phenomena (4th law of thermodynamics) irreversibly occurring in states far from thermodynamic equilibrium.

Claims (1)

Sposób osuszania budowli zawilgoconych na skutek kapilarnego podciągania wody z gruntu metodą iniekcji krystalicznej, znamienny tym, że do specjalnie wywierconych otworów w murze, wykonanych korzystnie w jednym poziomie w odstępach od 10 cm do 18 cm pod kątem 15 - 30 stopni, po uprzednim nawilżeniu wodą w ilości równoważnej objętości otworów w murze, wprowadza się mieszankę wodnych roztworów cementu portlandzkiego i aktywatora w postaci metakrzemianu sodowego lub potasowego najkorzystniej w proporcjach wagowych cement : aktywator od 1:1 do 10:0,2 z dodatkiem roztworu silikonianów metali alkalicznych i ortofenylo-fenolanu sodowego, najkorzystniej w proporcji aktywator : silikonian : ortofenylofenolan jak: 1:1:0,1, po czym po zainiektowaniu, w celu przyspieszenia procesu dyfuzji i następnie krystalizacji otwory zaślepia się dodatkowo środkiem iniekcyjnym o gęstszej konsystencji i zrównuje szpachelką z licem muru.The method of drying damp structures as a result of capillary rising of water from the ground by means of crystalline injection, characterized by the fact that for specially drilled holes in the wall, preferably made in one level at intervals of 10 cm to 18 cm at an angle of 15-30 degrees, after prior moistening with water in an amount equivalent to the volume of holes in the wall, a mixture of water solutions of Portland cement and activator in the form of sodium or potassium metasilicate is introduced, preferably in the weight proportions of cement: activator from 1: 1 to 10: 0.2 with the addition of a solution of alkali metal silicates and orthophenyl phenolate sodium, preferably in the proportion of activator: siliconate: orthophenylphenolate as: 1: 1: 0.1, then after injecting, in order to accelerate the diffusion process and then crystallization, the holes are additionally plugged with an injection of thicker consistency and leveled with a spatula with the face of the wall.