EP0100845B1

EP0100845B1 - Verstärkungs- bzw. Tragelement für Bauwerkstoffe, insbesondere Elektrode

Info

Publication number: EP0100845B1
Application number: EP83106099A
Authority: EP
Inventors: Hans Oppitz
Original assignee: Eltac Nogler und Daum KG
Current assignee: Eltac Nogler und Daum KG
Priority date: 1982-08-16
Filing date: 1983-06-22
Publication date: 1988-12-07
Also published as: EP0100845A3; EP0100845A2; AT375709B; US4500410A; HU189319B; ATA310182A; ATE39149T1; US4600486A; DE3378644D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verstärkungs- bzw. Tragelement für Bauwerkstoffe, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist.
Bekannt sind Verstärkungs- bzw. Tragelemente für Baustoffe, die aus stabförmigen bzw. netz-oder gitterförmigen Materialien bestehen. So kommen bei der Bewehrung von Betonbaukörpern vorwiegend Matten bzw. Gitter aus Baustahl bzw. als Putzträger vornehmlich feine Metallgitter zum Einsatz. Werden die Metallgitter als Putzträger verwendet, sind sie vielfach mit gebrannten keramischen Massen beschichtet, um ein besseres Haften des Putzmörtels sicherzustellen. Nachteilig ist bei diesen metallischen Putzträgern, dass sie, bedingt durch verschiedene pH-Werte, im Baukörper und den unterschiedlichen Feuchtigkeitsverhältnissen der Korrosion ausgesetzt sind. Vielfach kommt es dabei durch die Anordnung der Gitter in Zonen mit verschiedenen pH-Werten zur Ausbildung eines galvanischen Elementes und somit zu einem Feldaufbau, der eine Zerstörung der Baukörper bzw. ein Hochziehen der Feuchtigkeit aus dem Untergrund in die Baukörper bewirkt. Diese nachteiligen Effekte kommen vor allem dann zum Tragen, wenn die Putzträger zur Sanierung alter historischer Gebäude, die trocken zu legen sind, verwendet werden. Es ist daher vielfach erforderlich, zusätzlich zu den Putzträgern Elektroden von auf elektroosmotischer Basis arbeitenden Entfeuchtungsanlagen einzubauen, um eine Entfeuchtung der Bauwerkskörper zu erzielen.
Zahlreiche unterschiedliche Verfahren zur Trockenlegung von Mauern sind heute in Gebrauch. Wie aus einer unter dem Titel «Mauerfeuchtigkeit» erschienenen Forschungsarbeit des Österr. Institutes für Bauforschung (Verlag Strassenbau, Chemie und Technik Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg 1967) hervorgeht, werden hiebei nachstehende Möglichkeiten unterschieden: Massnahmen am Verputz, Belüftungsverfahren, Entfeuchtungskörper, Einbau von Dichtungsschichten, Porenfüllung, elektroosmotische und sonstige Verfahren. Die vorliegende Erfindung gehört zu den elektroosmotischen Verfahren, weshalb kurz auf die theoretischen Grundlagen gemäss der o.a. Veröffentlichung eingegangen wird.
Die elektroosmotischen Verfahren bedienen sich der Erscheinung der Elektroosmose, um die in den Kapillaren des Mauerwerks aufsteigende Feuchtigkeit zu bremsen und abwärts zu drücken. An der Grenzfläche zwischen Wasser und einem Feststoff tritt eine Polarisierung auf, wobei sich auf der Oberfläche des Feststoffes eine negative, bei den Flüssigkeitsteilchen eine positive Aufladung ergibt. Diese Ladung (Polarisierung) tritt normalerweise nicht in Erscheinung, erst in einem elektrischen Feld kommt es zur Wanderung, wobei die Feststoffe (soweit sie beweglich sind) zur positiven Anode wandern (auch als Elektrophorese bezeichnet), die Flüssigkeitsteilchen, insbesondere wenn die Feststoffteilchen an der Beweglichkeit gehindert sind, das Bestreben haben, zur negativen Kathode zu wandern.
Da das Wasser z. B. im Mauerwerk auch immer Salze enthält, ergibt sich eine Leitfähigkeit, sodass man durch entsprechende Wahl der Elektrodenmaterialien galvanische Elemente hervorrufen kann, die die elektroosmotischen Erscheinungen bewirken. Nachteile sind dabei Korrosionserscheinungen und die begrenzte Lebensdauer der Elektroden, Vorteil die Wartungsfreiheit der Einrichtung.
Bei den aktiven Methoden wird das elektrische Feld zwischen eingebauten oder angebrachten Elektroden durch Fremdstrom erzeugt. Auch hier können Korrosionserscheinungen auftreten, welches Problem aber heute durch Anwendung von Graphit oder elektrisch leitfähige Kunststoffe gelöst ist.
Die umfangreiche Patentliteratur befasst sich mit der Anordnung und der Zusammensetzung der Elektroden (DE-C 2 722 985, DE-C 2 603 135, DE-A 2703813, DE-A 2706193). Die DE-A 2 706 172 schlägt Elektroden mit zusätzlichen Folien vor, um die Korrosion zu verhindern.
Wie der DE-A 2 705 814 und DE-C 2 503 670 zu entnehmen ist, ist die beim aktiven Verfahren anwendbare Spannung in Abhängigkeit von der Zusammensetzung von Mauerwerk und Salzgehalt des Wassers nach oben durch die Zersetzungsspannung begrenzt, da eine Elektrolyse durch Zersetzung des Wassers Gase erzeugen würde, die die Bauteile, in die die Elektroden eingebaut sind, z. B. Putz, zerstören müssen. Gemäss DE-A 2 705 814 könnte sich durch Knallgasbildung sogar eine Explosionsgefahr ergeben, sodass eine Grenze von 2,8 V gefordert wird. Andererseits wäre es wünschenswert, das elektrische Feld durch Spannungserhöhung zu vergrössern, um die gewünschte Wirkung zu verbessern. Dies ist insbesondere bei altem oder sehr dickem Mauerwerk oder bei sehr starkem Feuchtigkeitsdruck notwendig. Auch kann bei Erhöhen der Spannung der Trocknungseffekt wesentlich rascher erzielt werden.
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur elektroosmotischen Trocknung von feuchten Bauwerken aus mineralischen Grundstoffen - gemäss DD-A 47 791 - die ohne Verwendung einer äusseren Spannung arbeitet, aus. Sie umfasst zwei in feuchtem Bauwerk voneinander distanziert angeordnete Sperrebenen in Form zweier Elektroden.
Die beiden Sperrebenen sind elektrisch leitend miteinander verbunden, wobei die die eine Sperrebene bildende Elektrode aus einem Metall und die die andere Sperrebene bildende Elektrode aus einem elektrisch leitenden Nichtmetall besteht. Die metallische Elektrode kann dabei aus Eisen oder verzinktem Eisen, die Elektrode aus Nichtmetall aus Graphit oder aus in Kunststoff dispergiertem oder filmartig aufgetragenem Graphit bestehen. Die aus Nichtmetall gebildete Elektrode kann weiters in Form von Draht, Band, Folie oder Netz ausgebildet sein. Das elektrische Feld, um entsprechend den elektroosmotischen Prinzipien einen Transport von Flüssigkeiten in kapillaren Hohlräumen zu bewirken, wird durch die Kombination des elektrisch leitenden Nichtmetalls mit einem Metall, die zu einem arbeitenden galvanischen Element aufgebaut werden, bewirkt. Nachteilig ist hiebei, dass die aus Nichtmetall bestehende Elektrode aufgrund ihres Abstandes in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metalle zu Wasserstoff sich als Kathode gegenüber dem Metall einstellen wird. Demgemäss kommt es an der Anode - die dann durch das Metall, also das Eisen gebildet wird - nach wie vor zu einem Abbau sowie einer Passivierung, wodurch die Funktionsdauer der bekannten Vorrichtung ebenfalls sehr gering ist.
Die Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein als Elektrode ausgebildetes Verstärkungs- bzw. Tragelement für Bauwerkstoffe der eingangs genannten Art zu schaffen, das auch in Bereichen mit unterschiedlichen bzw. wechselnden pH-Werten eingesetzt werden kann und eine innige Verbindung mit den sie umgebenden Bauwerkstoffen ermöglicht, und darüberhinaus soll es möglich sein, diese für eine auf elektroosmotischer Basis mit Fremdstrom arbeitende Entfeuchtungsanlage zu verwenden.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Die überraschenden Vorteile dieser Lösung liegen darin, dass die chemisch-neutrale Elektrode unabhängig von ihrem Abstand in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metalle zu Wasserstoff als Anode wirkt, da sie am Pluspol an eine Energieversorgungsanlage angeschlossen wird. Damit kann nicht nur ein Abbau der Anode verhindert werden, sondern es ist ein Einbau der Elektrode unabhängig von verschiedenen pH-Werten in Bauwerkskörpern möglich. Damit wird gleichzeitig aber auch ein elektrochemischer Abbau im Bereich des elektrischen Feldes an der Anode verhindert, sodass der Einsatz einer derartigen Elektrode auch bei der Sanierung von alten historischen Baukörpern mit durchfeuchteten Bauwerkskörpern möglich ist. Vor allem dadurch, dass je nach Ausbildung des Netzes und der Maschenweite, sowie der Fadendicke bzw. den Abständen zwischen den Öffnungen der Elektrode diese gleichzeitig als Verstärkungs- bzw. Tragelement für Bauwerkstoffe dient. Dadurch können auch nachfolgende Setzungen zwischen den einzelnen Bauwerkstoffen bzw. des gesamten Baukörpers den intensiven Feldaufbau durch die erfindungsgemässe Elektrode nicht behindern. Werden einzelne Fäden des Netzes unterbrochen, so ist durch die Verbindung über die parallel-laufenden Fäden, sowie die sich in Längsrichtung des Tragkörpers bzw. des bandförmigen Netzes erstreckende Stromversorgungsleitung die Zufuhr von Fremdstrom und damit der Feldaufbau sichergestellt. Darüberhinaus ist es in manchen Fällen unter Umständen möglich, die Verwendung zusätzlicher Verstärkungs- bzw. Tragelemente beim Aufbringen des Putzes einzusparen, da diese Funktion bei entsprechender Ausbildung direkt übernommen werden kann. Weiters ist es durch diese Ausbildung möglich, dass bei Einsatz der Verstärkungs- bzw. Tragelemente als Elektroden auch bei grossflächigen Anlagen und bei höheren Betriebsspannungen keine Störungen durch elektrolytische Zersetzungen bzw. durch Wasserstoff-Ablagerungen an einer Anode entstehen können. Ausschlaggebend dafür ist die durchgehende Beschichtung des Netzes mit leitendem Kunststoff. Durch die Flexibilität des Netzes ist eine gute Anpassung desselben an verschiedene Umgebungszustände, wie unterschiedliches Bodenniveau oder Baukörperniveau, möglich. Dieser Vorteil tritt vor allem beim Einsatz für die Sanierung von durchfeuchteten Bauwerkskörpern stark in den Vordergrund. Da durch die Beschichtung des Netzes mit dem leitenden Kunststoff die Spannungsabgabe über die gesamte Fläche der Elektrode gleichmässig erfolgt, wird ein grossflächiger elektrokinetischer Effekt, beispielsweise eine grossflächige Elektroosmose, erreicht.
Eine weitere Ausführungsform ist im Kennzeichenteil des Patentanspruches 2 beschrieben. Dies ermöglicht eine gleichmässig durchgehende Kontaktierung des Netzes, wobei die Stromversorgungsleitung eine gute Leitfähigkeit und Festigkeit aufweist.
Weiters ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 3 möglich. Dadurch verbessern die Stromversorgungsleitungen die Festigkeit der Netze gegen mechanische Beanspruchungen und gleichzeitig die Leitfähigkeit. Darüberhinaus zeichnet sich die Verwendung von Titan durch die geringe elektrochemische Potentialdifferenz gegenüber Wasserstoff aus, sodass die Gefahr, dass sich ein galvanisches Element aufbauen kann, zusätzlich verringert ist.
Es ist aber auch eine Weiterbildung nach Patentanspruch 4 möglich. Dadurch wird eine gleichmässige Spannungsversorgung der verschiedenen Netzteile sichergestellt und vor allem werden beschädigte Netzteile dadurch leicht überbrückt.
Weiters ist auch eine Ausführung nach Patentanspruch 5 vorgesehen. Die hohe Oberflächenrauhigkeit hat den Vorteil, dass eine innige Verbindung der umgebenden Bauwerkstoffe, insbesondere des Putzmörtels mit dem Netz, gegeben ist. In Verbindung mit dem geringen Weichmacheranteil wird erreicht, dass diese innige Verbindung auch aufrecht erhalten wird und keine Schrumpfung am Umfang des Netzes einsetzt, sodass auch über längere Zeit eine einwandfreie Kontaktierung der umgebenden Bauwerkstoffe, vor allem beim Einsatz der Verstärkungselemente als Elektroden für Entfeuchtungsanlagen, gewährleistet ist. Die dauerhafte Kontaktierung wird noch zusätzlich durch den Einsatz von mit Sauerstoff reduzierenden Metallen dotierten Kunststoffen erhöht, da die Passivierung des Anodennetzes ausgeschaltet wird.
Von Vorteil ist weiters eine Ausbildung nach Patentanspruch 6. Die Verwendung eines Halbleitereigenschaften aufweisenden Kunststoffes zeichnet sich dadurch aus, dass der Ladungstransport durch Elektronen und Löcher im Gegensatz zu den sogenannten lonenhalbleitern, bei denen mit dem Ladungstransport ein Stofftransport verbunden ist, erfolgt. Vor allem die Leitfähigkeit in den in Bauwerkskörpern vorkommenden Temperaturverhältnissen ist für die Verwendung derartiger Verstärkungs- bzw. Tragelemente für Bauwerkstoffe vorteilhaft. Da in diesen Halbleitern die Kohlenstoffanteile zur Erhöhung der Leitfähigkeit kein Skelett bilden müssen, kann mit einem geringen Kohlenstoffanteil das Auslangen gefunden werden, wodurch die Brüchigkeit derartiger Kunststoffbeschichtungen herabgesetzt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist im Patentanspruch 7 beschrieben. Dadurch ist es möglich, die Verstärkungs- bzw. Tragelemente an ihren Einsatzbereich anzupassen, sodass beim Einbringen der Bauwerkstoffe das Netz nicht beschädigt werden kann.
Vorteilhaft ist weiters eine Ausführung nach Patentanspruch 8, da dadurch das Einputzen bzw. Einarbeiten der Verstärkungselemente in die Bauwerkstoffe erleichtert und eine gute Anpassung derselben an die Oberflächen der Bauwerkskörper erzielt werden kann.
Es ist aber auch eine weitere selbständige im Oberbegriff des Patentanspruches 9 beschriebene Ausführungsform möglich. Diese ist durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruches 9 enthaltenen Merkmale definiert. Durch die Verwendung gleichartiger Elektroden können die Nachteile durch einen elektrolytischen Abbau aufgrund von in Bauwerkskörpern bestehenden Potentialdifferenzen vermieden werden. Darüberhinaus kann mit relativ geringen Spannungen bei der Verwendung der Verstärkungselemente als Elektroden bei sogenannten aktiven Elektrokineseanlagen gearbeitet werden, da durch die Verwendung eines Gegenpolschaltgliedes elektrolytische Ablagerungen an der Anode vermieden werden und somit keine Passivierung bzw. Isolierung des am Pluspol anliegenden Netzes gegeben ist.
Es ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 10 möglich. Eine derartige Schaltung lässt sich sehr einfach in den unterschiedlichen Technologien, wie beispielsweise Relaissteuerung, Transistorsteuerung oder mit integrierten Schaltbausteinen herstellen, sodass eine einfache Anpassung an die unterschiedlichen Einsatzfälle und Umgebungsbedingungen einfach möglich ist.
Schliesslich umfasst die Erfindung auch ein eigenständiges Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 11.
Dieses Verfahren ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 11 definiert. Das Merkmal des grösseren positiven Zeitintegrals ermöglicht erst den gewünschten elektroosmotischen Effekt, während die negative Spannung allfällige, durch elektrolytische Zersetzung gebildete Stoffe, insbesondere die ungünstigen Gase, in umgekehrter Reaktion beseitigt. Dabei bewirkt die hohe Konzentration der an den Elektroden entstandenen Stoffe eine rasche und bevorzugte Umkehr der chemischen Vorgänge, während der Aufbau des umgekehrten elektrischen Feldes und damit die Umkehrung des elektroosmotischen Effektes vermindert bzw. völlig verhindert wird.
Weitere vorteilhafte Verfahrensweisen sind in den Patentansprüchen 12 und 13 beschrieben.
Vorteilhaft ist auch ein Vorgehen gemäss Patentanspruch 14. Hiebei kann die Spannungsspitze der negativen Periode abgeschnitten werden oder nur der eine bestimmte Spannung überschreitende Teil der Sinusspannung verwendet werden.
Der Vorteil des Verfahrens liegt nicht nur in dem verstärkten gewünschten Effekt, der in einem Bruchteil der Zeit, auch bei sehr hohem Wasserdruck bei altem und dickem Mauerwerk zum gewünschten Erfolg führt, sondern auch in der verlässlichen Vermeidung chemischer Zersetzungen des Wassers unter Verhinderung von Gasbildungen oder einer Abscheidung von Schwermetallen, was wiederum zur Zerstörung von Baustoffen führen kann. Es können dabei die gemessenen Effektivspannungen des positiven Anteiles der Wechselspannung grösser als 16 V sein. Dabei werden auch Elektroden aus leitenden oder halbleitenden Kunststoffen nicht angegriffen.
Schliesslich sind auch Massnahmen nach Patentanspruch 15 möglich. Dies ermöglicht mit Vorteil die Kombination eines Verstärkungs- bzw. Tragelementes mit der Verwendung als Elektrode für ein auf elektroosmotischem Prinzip arbeitendes Entfeuchtungssystem. Durch die sinnvolle Aufeinanderfolge der einzelnen Verfahrensschritte wird ein optimales Ergebnis beim Einsatz des Verstärkungs- bzw. Tragelementes erreicht.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen netzförmigen Tragkörper, gemäss der Erfindung;
Fig. 2 einen netzförmigen Tragkörper nach Figur 1 in schaubildlicher Darstellung, teilweise geschnitten;
Fig. 3 einen Faden des Tragkörpers im Schnitt, gemäss den Linien 111-111 in Figur 2;
Fig. 4 die Anordnung der erfindungsgemässen, netzförmigen Tragkörper bei gleichzeitiger Verwendung als Elektroden für ein Entfeuchtungssystem;
Fig. 5 eine Ausführungsvariante einer auf elektroosmotischem Prinzip arbeitenden Elektro- Kinetik-Anlage, bei der der erfindungsgemässe netzförmige Tragkörper als Verstärkungs- bzw. Tragelement und gleichzeitig als Elektrode eingesetzt wird;
Fig. 6 eine Spannungsversorgungsvorrichtung für die erfindungsgemässen Verstärkungs- bzw. Tragelemente, wenn diese als Elektroden für eine Elektro-Kinetik-Anlage verwendet werden.
Fig. 7 eine Spannungszeitkurve für die zwischen positivem und negativem Potential wechselnde Spannung, wie sie an die Verstärkungs- bzw. Tragelemente angelegt werden kann, wenn diese als Elektroden einer Entfeuchtungsanlage verwendet werden.

In Figur 1 ist ein Tragkörper 1 dargestellt, der als Verstärkungs- bzw. Tragelement für Bauwerkstoffe dient. Dieser Tragkörper 1 ist als Netz 2 ausgebildet.
In das Netz 2 ist eine Stromversorgungsleitung 3 integriert, die durch ein Lahnband 4 gebildet ist. Die Stromversorgungsleitung 3 ist in Längsrichtung - Pfeil 5 - des bandförmigen Netzes 2 etwa mittig zwischen den beiden Längsrändern 6 angeordnet. Das Lahnband 4 besteht, wie über einen Teil seiner Länge angedeutet, aus einer Mehrzahl von Einzellitzen 7, die durch Metallfäden 8 gebildet sind. Die Oberfläche der Metallfäden 8 kann silberbeschichtet sein, oder es wird z.B. Titandraht verwendet, um eine gute Leitfähigkeit und einen geringen Potentialunterschied zwischen der Oberfläche dieser Metallfäden 8 und dem diese umgebenden Kunststoff 9 zu erhalten. Ist der Potentialunterschied gering, so kann sich zwischen den unterschiedlichen Werkstoffen, wie Silber bzw. Titan und dem erfindungsgemässen Kunststoff 9 kaum eine elektromotorische Kraft ausbilden und es fliesst somit kein Strom. Dadurch kommt es aber auch zu keinem Metallabbau, vor allem von jenen Metallen, die ein negativeres Eigenpotential haben, sodass keine Ionen in Lösung gehen.
In Figur 2 ist ein Tragkörper 10 dargestellt, der durch ein Netz 11 gebildet ist. Die einzelnen Fäden 12 bis 14 des Netzes 11 bestehen aus einem Kunststoff 15. Dieser Kunststoff 15 ist im wesentlichen ionenfrei und in Art eines Duroplastes mit makromolekularem Aufbau ausgebildet. Bevorzugt ist dieser Kunststoff 15 z.B. ein Acrylat mit mindestens zum Teil vernetzten Polymeren, welches eine hohe Oberflächenrauhigkeit sowie einen geringen Weichmacheranteil aufweist. Der Kunststoff 15 kann bevorzugt, gemäss der österreichischen Patentschrift 313 588 des gleichen Erfinders ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es, wenn der Kunststoff mit Sauerstoff reduzierenden Metallen dotiert ist. Beim Einsatz von einem Netz 11 mit einem derart dotierten Kunststoff 15 als Anode wird die Oxidation der Anode und deren Passivierung ausgeschaltet. Um das Netz auch gegen mechanische Beanspruchungen entsprechend widerstandsfähig zu machen, bzw. die Leitfähigkeit der Netzfäden zu erhöhen, können in diesen Netzfäden Metallfäden 16 bzw. Karbonfäden 17 eingearbeitet sein. Die Metall- bzw. Karbonfäden 16 bzw. 17 sind dabei im Kunststoff 15 der Fäden 13 des Netzes eingearbeitet.
Die Ausführungsform in Figur 2 empfiehlt sich weiter, wenn eine Stromversorgungsleitung 18 durch einen Faden 14 des Netzes gebildet ist. In diesem Fall sind in diesen Netzfäden 14 zur Erhöhung der Leitfähigkeit, aber auch zusätzlich zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit Metallfäden 16 bzw. Karbonfäden 17 angeordnet, die gegebenenfalls mit einer Silberbeschichtung 19 versehen sein können. Durch diese Silberbeschichtung werden die bereits in Verbindung mit Figur 1 geschilderten Vorteile erreicht. Selbstverständlich ist es auch möglich, um die Leitfähigkeit des gesamten Netzes, und somit einen verstärkten Feldaufbau über die gesamte Netzfläche zu erreichen, die Metall- bzw. Karbonfäden 16, 17 in den Fäden 13 mit einer Silberbeschichtung zu versehen.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiters auch möglich, bei der Herstellung des Netzes 11 jeden beliebigen Kunststoff 15, der hochelastisch, biegeweich bzw. biegeschlaff sowie leitfähig ist, zu verwenden. In diesem Fall wird zur Herstellung der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit des Netzes 11 das gesamte Netz mit dem Kunststoff 15 überzogen, wie dies im Bereich der einander kreuzenden Fäden 12 und 14 des Netzes 11 angedeutet ist.
Die Karbon- bzw. Metallfäden 17 bzw. 16 bilden unabhängig von ihrer Funktion hinsichtlich verbesserter elektrischer Eigenschaften, wie höhere Leitfähigkeit und dgl., ein festigkeitsverstärkendes, fadenförmiges Trägermaterial 20. Das Trägermaterial 20 kann selbstverständlich durch Fäden aus beliebigen Werkstoffen gebildet sein, die Karbon- und Metallfäden werden jedoch deshalb bevorzugt verwendet, da sie im Rahmen der gewünschten erfindungsgemässen Eigenschaften eine gute Kombination zwischen hoher Festigkeit und guter Leitfähigkeit aufweisen.
In Figur 3 ist ein Schnitt durch einen Faden 13 des Netzes 11 in vergrössertem Massstab dargestellt. Wie ersichtlich, sind in dem Kunststoff 15 des Fadens 13 Metallfäden 16 bzw. Karbonfäden 17 eingelagert, die zum Teil mit einer Silberbeschichtung 19 versehen sind. Weiters ist aus diesem Schnitt ersichtlich, dass in dem Kunststoff 15 Kohlenstoffbestandteile 21 freischwebend eingelagert sind. Diese freischwebende Anordnung von Kohlenstoffbestandteilen 21 ist deshalb möglich, da der Kunststoff 15 Halbleitereigenschaften besitzt und der Kohlenstoff daher nicht zum Aufbau eines Leitungssystems, sondern nur zur Erhöhung der Leitfähigkeit benötigt wird.
In Figur 4 und 5 sind zwei verschiedene Ausführungsvarianten gezeigt, wie der erfindungsgemässen Tragkörper 1 bzw. Netze 2 oder 11 an Baukörpern 22 bzw. 23 angeordnet werden können. Der Baukörper 22 bzw. 23 besteht bei den dargestellten Ausführungsbeispielen beispielsweise aus Ziegelmauerwerk oder Stahlbeton.
Bei der Ausführungsform nach Figur 4 sind zwei Netze 24 bzw. 25 über aus resistenten Materialien 26 bestehende Befestigungsmittel 27, z.B. Kunststoffklemmdübel, auf dem Baukörper 22 befestigt. Nachdem das Netz 24 an den Pluspol 28 und das Netz 25 an den Minuspol 29 einer Gleichspannungsquelle 30 einer Spannungsversorgungsvorrichtung 31 angeschlossen ist, werden die Netze 24 und 25 in einen Bauwerkstoff 32, im vorliegenden Fall einen Putzmörtel 33, eingebettet. Der Putzmörtel 33 wird in einer derartigen Dicke aufgetragen, dass die Netze 24 bzw. 25 unterhalb seiner Aussenseite 34 zu liegen kommen. Die Netze 24 bzw. 25 bilden somit eine Anode 35 bzw. eine Kathode 36 einer Elektro-Kinetik-Anlage 37. Um eine wirksame Horizontalsperre gegen das Hochsteigen von Feuchtigkeit 38, die im Fundamentbereich des Baukörpers 22 enthalten ist, zu unterbinden, sind die beiden Netze 24 und 25 in Vertikalrichtung übereinander an der Aussenseite des Bauwerkskörpers angeordnet. Das die Kathode 36 bildende Netz 25 ist im Boden 39 angeordnet, wobei im Bereich des Netzes 25 vorteilhafterweise eine Bodenauswechselung stattfindet, sodass im Bereich des Netzes poröse, gut wasserableitende Schichten angeordnet sind. Bei der in Figur 5 gezeigten Anwendungsform der erfindungsgemässen Tragkörper-bei deren Beschreibung für die gleichen Teile die gleichen Bezugsziffern wie in Figur 4 verwendet werden - ist bedingt durch eine Dicke 40 des Baukörpers 23 das die Anode 35 bildende Netz 24 auf der der Innenseite des Gebäudes zugewandten Seite des Baukörpers 23 und das die Kathode 36 bildende Netz 25 auf dessen Aussenseite befestigt.
Wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 ist das Netz 25 wieder im Bereich des Bodens 39 angeordnet und es entsteht beim Anlegen der beiden Netze 24, 25 an die Gleichspannungsquelle 30 ein intensives elektrisches Feld 41, welches durch Feldlinien 42 schematisch angedeutet ist.
Aufgrund der Anordnung der Anode oberhalb der Kathode wandert die Feuchtigkeit innerhalb des Baukörpers 23 in Richtung der Kathode bzw. wird die im Fundament hochsteigende Feuchtigkeit38 an einem Hochsteigen in dem Baukörper 23 gehindert. Dieser Entfeuchtungs- bzw. Trocknungseffekt ist bei beiden Ausführungsbeispielen in Figur 4 und 5 durch Pfeile 43 symbolisch angedeutet. Der Feldaufbau zwischen den Netzen 24 und 25 in Figur 4 ist ebenfalls durch Feldlinien 42 symbolisch angedeutet.
Um unabhängig von der oder zusätzlich zur Dotierung des Kunststoffes eine Depolarisation der Anode und somit eine Schwächung der Leitfähigkeit sowie eine Verringerung der Feldstärke zu vermeiden, ist der Gleichspannungsquelle 30 ein Gegenpol-Schaltglied 44 zugeordnet. Dieses Gegenpol-Schaltglied 44 bewirkt, dass die Polung in der Elektro-Kinetik-Anlage 37 periodisch und kurzzeitig umgekehrt wird. Die Ionen im elektrischen Feld können sich dadurch nicht ablagern, die Depolarisation wird vermieden. Die derart erzielte hohe Leitfähigkeit im Baukörper 22 bzw. 23 verhindert, dass sich die zwischen den Netzen 24 bzw. 25 wandernden Salzionen ablagern und ausblühen. Durch die hohe Leitfähigkeit wird weiters ein hoher Stromdurchgang im Baukörper 22 bzw. 23 erzielt, sodass ein sehr intensives Feld aufgebaut wird, welches einen intensiven Wassertransport in Richtung der Kathode bewirkt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die erfindungsgemässen Netze 2, 11, 24, 25 in zwei verschiedenen Hohenlagen relativ zum Boden 39 anzuordnen und miteinander kurzzuschliessen, d. h., zu verbinden, wodurch sich die natürliche Potentialdifferenz ausgleicht und eine sogenannte Horizontalsperre entsteht, die ein Hochwandern des Wassers über die eingebauten Netze verhindert.
Der Vorteil beim Einsatz der erfindungsgemässen Netze als Verstärkungs- bzw. Tragelement für Bauwerkstoffe liegt vor allem darin, dass durch den speziellen verwendeten Kunststoff, bedingt durch die hohe Oberflächenrauhigkeit und die geringe Schrumpfung, über lange Zeit eine innige Verbindung zwischen dem Bauwerkstoff und dem Verstärkungselement besteht, wodurch Feuchtigkeitsansammlungen im Bereich der Verstärkungselemente und somit nachfolgende Korrosionen ausgeschaltet und eine hohe elektrische Leitfähigkeit des Systems bei Verwendung des Netzes als Elektroden erreicht wird.
In Figur 6 ist eine Spannungsversorgungsvorrichtung 45 für die eine Anode 46 bzw. eine Kathode 47 bildenden erfindungsgemäss ausgeführten Netze 48, 49 gezeigt. Die Spannungsversorgungsvorrichtung umfasst einen Transformator 50, Glättungsdioden 51, ein Gegenpol-Schaltglied 52 sowie ein Zeitglied 53. Das Gegenpol-Schaltglied 52 weist einen parallel zu den Glättungsdioden 51 einer Gleichrichterschaltung 54 angeordneten Impulsschalter 55 auf, der durch einen Transistor 56 gebildet ist. Über das Zeitglied 53 wird für eine bestimmte Zeitdauer der Signaldurchgang durch den Transistor 56 ermöglicht. Durch die dem Gegenpol-Schaltglied 52 zugeordnete Diode 57 wird sichergestellt, dass ein Spannungsdurchgang nur dann möglich ist, wenn an einem Ausgang 58 des Transformators 50 negatives Potential anliegt. Ein Eingang 59 des Impulsschalters 55 liegt am Ausgang 58 einer durch den Transformator 50 gebildeten Gleichspannungsquelle 60 an. Ein Ausgang 61 ist mit einer Zuleitung 62 zur Anode 46 verbunden. Der als Schliesskontakt dienende Transistor 56 wird vom Zeitglied 53 angesteuert. Zwischen der Zuleitung 62 und einer Zuleitung 64 und der Anode 46 bzw. der Kathode 47 ist weiters ein Umschalter 65 vorgesehen, mit dem bedarfsweise die Spannungsversorgung der beiden Netze 48 bzw. 49 umgekehrt werden kann, sodass die Anode als Kathode wirkt bzw. umgekehrt. Desweiteren ist der Spannungsversorgungsvorrichtung 45 ein Stromanzeigegerät 66 zugeordnet. Selbstverständlich ist die Ausbildung dieser Spannungsversorgungsvorrichtung im Rahmen der Erfindung, ohne von dieser abzuweichen, beliebig abwandelbar und es ist anstelle der gezeigten TransistorSchaltung auch möglich, entsprechende Relaissteuerungen oder integrierte Schaltkreise bzw. Mikroprozessoren oder dgl. einzusetzen.
In Figur 7 wird eine bevorzugte Form der Spannungszeitkurve dargestellt. Die positive Sinuskurve 67 einer entsprechend herabtransformierten Netzspannung ist erhalten, während der negative Anteil 68 der Sinuskurve im unteren Spannungsbereich abgeschnitten ist, sodass, solange der negative Anteil der ursprünglichen Sinuskurve eine bestimmte Spannung nicht überschreitet, keine Spannung anliegt und erst, wenn die Sinusspannung die vorgegebene Spannungsgrenze überschreitet, die diese Spannungsgrenze überschreitende Spannung an die Elektroden angelegt wird.
Wenn auch die Verwendung der Netzfrequenz besondere Vorteile bietet, ist das erfindungsgemässe Verfahren nicht auf Sinusspannungen von 50 oder 60 _S-¹ beschränkt.
Diese bevorzugte Form der Spannungszeitkurve kann beispielsweise mit der in Figur 6 beschriebenen Spannungsversorgungsvorrichtung 45 erreicht werden. Durch den im Zeitglied 53 angeordneten Kondensator wird der Durchgang durch den Transistor 56 erst nach dem eine gewisse Zeitdauer positives Potential anliegt geöffnet, sodass die Anode 46 mit negativer Spannung beaufschlagt wird. Bei entsprechender Auslegung des Zeitgliedes 53 wird dann bei Unterschreiten dieses vorgewählten Spannungsniveaus die Zufuhr der negativen Spannung über die Zuleitung 62 durch den Transistor 56 wieder gesperrt. Damit entsteht der in Figur 7 gezeigte spezielle Spannungsverlauf.
Für die vorliegende Erfindung ist bei Verwendung der erfindungsgemässen Verstärkungs- bzw. Tragelemente als Elektroden vorteilhaft, wenn deren Minimalabstand in Vertikalrichtung des Baukörpers zumindest 10 cm beträgt. Bevorzugt ist das die Kathode bildende Netz ca. 30 bis 50 cm unterhalb der Erdbodenoberfläche anzuordnen. Für das erfindungsgemässe Verfahren in Verbindung mit der Spannungsversorgungsvorrichtung 45 ist von ausschlaggebender Bedeutung, dass das Belastungsintegral an einer beliebigen Stelle der Elektroden hinsichtlich der Spannung bzw. der Stromstärke so angesetzt wird, dass die Produktion von agressivem Sauerstoff vernachlässigbar klein ist bzw. sich nur in einer Grössenordnung bewegt, durch die die Verstärkungs- bzw. Tragelemente nicht zerstört werden können.

Claims

1. Verstärkungs- bzw. Tragelement für Bauwerkstoffe, welches als Elektrode für elektroosmotische Entfeuchtungseinrichtungen ausgebildet ist, mit einem netzförmigen Tragkörper, welcher zumindest auf seiner Oberfläche einen leitenden Kunststoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der netzförmige Tragkörper (1, 10) ein insbesondere bandförmiges aus flexiblen Netzfäden gebildetes Netz (2, 11, 24, 25, 48, 49) ist, welches aus Kunststoff besteht und bzw. oder mit diesem umgeben ist, und dem Netz eine Stromversorgungsleitung (3) zugeordnet ist, die sich in Längsrichtung des Tragkörpers bzw. des bandförmigen Netzes (2, 11, 24, 25, 48, 49) erstreckt und mit diesem kontaktiert ist, und welche fadenförmige Trägermaterialien (20) umfasst, sowie mit einem Pluspol (28) einer Spannungsversorgungseinrichtung (31, 45) für eine Elektrokinetik-Anlage (37) verbunden ist, und das Netz eine Anode bildet.

2. Verstärkungs- bzw. Tragelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsleitung (3) durch aus mehreren flexiblen Einzellitzen (7) zusammengesetzte Lahnbänder (4) gebildet ist.

3. Verstärkungs- bzw. Tragelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsleitung (3) durch in die Netzfäden eingearbeitete, vorzugsweise silberbeschichtete, Karbonfäden (17) bzw. Metallfäden (8, 16) z.B. aus Titan oder dgl. gebildet ist.

4. Verstärkungs- bzw. Tragelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsleitung (3) in etwa mittig zwischen den Längsrändern (6) des Netzes angeordnet ist.

5. Verstärkungs- bzw. Tragelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der leitende Kunststoff der Stromversorgungsleitung (3) und bzw. oder des Netzes (2, 11, 24, 25, 48, 49) ein im wesentlichen ionenfreier Kunststoff in Art eines Duroplastes mit makromolekularem Aufbau, z.B. ein Acrylat, mit mindestens zum Teil vernetzten Polymeren ist und eine hohe Oberflächenrauhigkeit, sowie einen geringen Weichmacheranteil aufweist, und vorzugsweise mit einem Sauerstoff reduzierenden Metall, z. B. Titan, Bor, dotiert ist.

6. Verstärkungs- bzw. Tragelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Stromversorgungsleitung und das fadenförmige Trägermaterial (20) umgebende Kunststoff (9, 15) Halbleitereigenschaften, sowie einen relativ geringen Kohlenstoffanteil aufweist, wobei die Kohlenstoffbestandteile (21) freischwebend im Kunststoff (9, 15) angeordnet sind.

7. Verstärkungs- bzw. Tragelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweite an den das Netz (2, 11, 24, 25, 48, 49) umgebenden Bauwerkstoff (32) angepasst ist und vorzugsweise bei der Ausbildung als Putzträger eine Maschenweite vom 5 mm aufweist.

8. Verstärkungs- bzw. Tragelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz (2, 11, 24, 25, 48, 49) elastisch und rückfederungsfrei, insbesondere aus biegeweichem Kunststoff (9, 15) ausgebildet ist.

9. Verstärkungs- bzw. Tragelement für Bauwerkstoffe, welches als Elektrode für elektroosmotische Entfeuchtungseinrichtungen ausgebildet ist, mit einem netzförmigen Tragkörper, welcher zumindest auf seiner Oberfläche einen leitenden Kunststoff aufweist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (1, 10) als ein flexibles Netz (2, 11, 24, 25, 48, 49) ausgebildet ist, welches aus einem leitenden Kunststoff besteht und/oder mit diesem umgeben ist, und dem fadenförmige Trägermaterialien (20) zugeordnet sind, und dass das Netz (2, 11, 24, 25, 48, 49) eine Kathode (36, 47) und/oder eine Anode (35, 46) einer Spannungsversorgungseinrichtung (31, 45) für eine Elektrokinetik-Anlage (37) bildet und dass die beiden Netze (2, 11, 24, 25, 48, 49) in Vertikalrichtung übereinander angeordnet sind, wobei das dem Boden (39) nähere Netz (2, 11, 25, 49) mit dem Minuspol (29) einer Gleichspannungsquelle (30, 60) und das andere Netz (2, 11, 24, 48) mit einem Pluspol (28) verbunden ist, und dass zwischen dem am Pluspol (28) anliegenden Netz (2, 11, 24, 48) und der Gleichspannungsquelle (30, 60) ein Gegenpol-Schaltglied (44, 52) angeordnet ist.

10. Verstärkungs- bzw. Tragelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenpol-Schaltglied (44, 52) einen parallel zu Glättungsdioden (51) einer Gleichrichterschaltung (54) angeordneten Impulsschalter (55) aufweist, von dem ein Eingang (59) am Minuspol (29) einer Gleichspannungsquelle (30, 60) und dessen Ausgang (61) mit einer Zuleitung (62) zur Anode (35, 46) verbunden ist, wobei ein Schliesskontakt (63) des Impulsschalters (55) über ein Zeitglied (53) beaufschlagt ist.

11. Verfahren zur elektroosmotischen Bewegung von polaren Flüssigkeiten in porösen Feststoffen (Mauerwerk oder dgl.) durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen Elektroden unter Verwendung von netzförmigen Tragkörpern eines Verstärkungs- bzw. Tragelementes für Bauwerkstoffe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der als flexibles Netz ausgebildete Tragkörper aus einem leitenden Kunststoff besteht und/oder mit diesem umgeben ist und diesem fadenförmige Trägermaterialien zugeordnet sind und dass zwei Tragkörper am Feststoff in Vertikalrichtung übereinander angeordnet sind und dass die an diese angelegte Spannung eine zwischen positivem und negativem Potential wechselnde Spannung ist, bei der das Zeitintegral der Spannung mit positivem Potential grösser ist als das Zeitintegral der Spannung mit negativem Potential, wobei vorzugsweise die Spannung mit positivem Potential grösser ist als die mit negativem Potential.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit der angelegten Spannung mit positivem Potential grösser ist als die mit negativem Potential.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannung eine Sinusspannung mit Netzfrequenz darstellt, wobei die Spannung der negativen Periode verringert, insbesondere die Spannungsspitze der negativen Periode abgeschnitten ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei der negativen Periode nur der eine bestimmte Spannung überschreitende Anteil (68) der Sinusspannung angelegt wird und vorzugsweise die Sinusspannung (67) der positiven Halbwelle grösser als 6 Volt ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz (2, 11, 24, 25, 48, 49) über chemische bzw. elektrochemische resistente Materialien (26) mit einem Baukörper (22) verbunden und danach ein Bauwerkstoff (32), insbesondere ein Putzmörtel (33) auf das Netz (2, 11, 24, 25, 48, 49) aufgebracht und zwischen der Aussenseite (34) des Bauwerkstoffes (32) und dem Baukörper (22) eingebettet wird, wonach das Netz (2, 11, 24, 25, 48, 49) über das Gegenpol-Schaltglied (44, 52) mit der Gleichspannungsquelle (30, 60) verbunden und mit der zwischen positivem und negativem Potential wechselnden Spannung beaufschlagt wird.