Elektrokinetické metody

1. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Petr Bílek.Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

2. Elektrokinetické metody Elektrokinetické metody omezování vlhkosti využívají poznatek, že molekuly vody se v elektrickém poli pohybují od kladného pólu (anody) k zápornému pólu (katodě). Tohoto poznatku využívají různé metody k vysušování nadzemních částí domu. Voda je díky elektrickému poli vtahována zpět do země, odkud se již do zdiva nemůže vrátit. Vzlínající vlhkost je tímto zastavena i bez nákladného a pracného vkládání nových hydroizolací, které mohou být ve starých domech poškozené nebo mohou chybět úplně. Upozornění Elektrokinetické metody nejsou vhodné v případě tekoucí a tlakové podzemní vody nebo u vody stékající z vadných okapů.

3. Historie: Roku 1806 profesor Moskevské univerzity německého původu Ferdinand Fridrich Reuss [Rojs] připojil stejnosměrný proud do trubice tvaru U s vodou. V ohybu trubice byl křemenný prach. Zjistil, že hladiny nejsou ve stejné výšce (což je proti zákonu o spojených nádobách). U minusové elektrody (katody) byla hladina mnohem výše než u plusové elektrody (anody). Tento jev se nazývá, Electro Osmotic Flow (EOF). Přibližně od roku 1900 až do třicátých let minulého století se elektroosmóza používala na vysoušení rašeliny, hnědého uhlí a obilí. Až v roce 1935 Paul Ernst vyvinul první zařízení na vysoušení vlhkých zdí a získal na toto zařízení švýcarský patent. Obr. č. 1: Schéma pokusu Prof. Reusse (archiv autora)

4. Rozdělení elektrofyzikálních metod: 1) Elektroosmotické metody: pasivní elektroosmóza, galvanoosmóza, aktivní elektroosmóza iontoforéza 2) Bezkontaktní elektrofyzikální systémy odvlhčování zdiva

5. PASIVNÍ ELEKTROOSMÓZA - působnost 1 max. 3 roky Instalace se skládá z elektrod zabudovaných do vlhkého zdiva (tzv. clona) a zemních elektrod. Elektrody ve zdivu a v zemi jsou ze stejného materiálu (měď - drát o průměru 2 až 2,8 mm pásek 10 . 1 mm nebo dříve betonářská ocel nebo FeZn o ø 8 až 10 mm). Zední a zemní jsou vodivě propojeny nakrátko. Protože elektrody jsou ze stejného materiálu, nemůže vzniknout galvanický článek. Velmi nízké napětí (0,2 až výjimečně 0,5 V) vzniká díky rozdílnému napětí zdiva v různé jeho výšce. Nevýhoda - citlivost na cizí indukovaná napětí (neizolovaná kovová potrubí, bludné proudy v zeminách, složení zdiva i zeminy), která často změní polaritu na elektrodách a zařízení pak funguje jako elektroosmotické čerpadlo vody do zdiva.

6. Galvanosmóza Galvanosmóza se od pasivní elektroosmózy liší tím, že elektrody zabudované do zavlhlého zdiva a uzemnění jsou vyrobeny z rozdílných kovů nebo jiných elektrovodivých materiálů. Tyto dva různé kovy a vlhkost ve zdivu (elektrolyt) vytvářejí elektrický zdroj napětí, který vyvolá elektroosmotický pohyb vody. Obr. č. 2: Schéma galvanoosmózy (archiv autora)

7. Postup při aplikaci Do zdiva se vyvrtají díry o průměru 25-30mm do hloubky 25cm ve vzdálenostech cca 350mm-600mm. Vrty je třeba je vrtat šikmo (přibližně 100 -200 mm nad podlahou), aby do nich lépe zatékala speciální malta, která zaručuje vodivost mezi elektrodou a zdivem. Do malty se osadí měděné elektrody s vývody na propojení. Elektrody se propojí a po určitých úsecích uzemní. Zemnící elektrody jsou hliníkové nebo častěji ocelové o velikosti deky 1 m2 nebo tyče. První známky vysušení zdiva jsou zde patrné až po uplynutí 3 – 5 měsíců (u pískovcového zdiva cca 2 měsíce). Často se kombinuje s drenážním systémem s automatickým odčerpáváním vody. Složení malty na kotvení elektrod - vápenná malta (1 : 3) s přísadou 1% bentonitu nebo 2 % kaolínu.

8. Aktivní elektroosmóza Při aktivní elektroosmóze se ve vlhkém zdivu vytvoření elektrického pole uměle napojením na zdroj stejnosměrného proudu. Anoda (kladný pól) se přivádí od zdroje stejnosměrného proudu (baterie, usměrňovač ) k elektrodám zapuštěných do horní části vlhké zdi. Do spodní části zdiva nebo do zeminy se zapustí katody (záporný pól). Proud probíhá od – do + a tím se odvádí vlhkost Moderní výzkum ve vysušování zdiva vyvinul celou řadu moderních systémů. Elektrody jsou vyráběné jako tyčové nebo pásové z mědi chráněné speciálními plasty, elektricky vodivých plastů a malt (s přísadami uhlíku). Při použití pásových elektrod např. grafitová barva odpadá vrtání děr do zdiva, a tím i statické namáhání objektu.

9. Obr.č. 3: Schéma aktivní elektroosmózy (archiv autora)

10. Bezkontaktní elektrofyzikální systémy odvlhčování zdiva a) Magnetokinetická metoda odvlhčování zdiva (Aquapol) -výrobci uvádí, že metoda vychází z čerpání magnetické energie země bez jakéhokoliv napojení na zdroj elektrické energie. Výhodou tohoto systému je úplná nezávislost na zásobování elektrickým proudem. Použitelnost: nadzemní části staveb (na konstrukce nestíněné většími kovovými předměty) v místech dostatečné hustoty přirozeného magnetického pole země.

11. b) Elektromagnetické bezelektrodové odvlhčování zdiva (DryPol, Hydropol) • Tato metoda používá k odvlhčení zdiva magnetických pulzů z generátorů napájených elektrickým proudem. Pulzní vysílač (řízený počítačovým procesorem) obohacuje molekuly vody ve zdech obsažené mírným kladným elektrickým nábojem. Elektrickým nábojem obohacené molekuly vody jsou přitahovány kapilárami ve zdivu zpět k záporně nabitému podloží stavby. Obr.č. 4: Schéma působení generátoru elktromagnetických vln (archiv autora)

12. Otázky a úkoly: Popište princip elektroosmózy. Jaký je rozdíl mezi galvanoosmózou a aktivní elektroosmózou? Jakou energii využívají bezelektródové metody vysoušení zdiva?