GYF混凝土电渗透防水复碱技术

顾燕飞
上海同固结构工程有限公司
2006  12 28
一、概述
GYF 系统是当今世界上最先进和完善的电渗透防水复碱技术，该技术已经应用了几十年，主要用在地下建筑结构中（如混凝土、砖石结构）的防水、防渗、堵漏、除湿和混凝土碳化治理领域，并已取得了成功，显示出了其防渗堵漏复碱的卓越能力，该技术的防渗复碱效果已经在美国、新加坡、日本、挪威、英国、和香港的著名工程得到了充分的证明。这是一项根据电渗透原理和通过一系列的低压脉冲电荷工作而改进的型防水复碱技术，它能彻底地解决渗漏问题、能彻底解决中性化混凝土的复碱问题。目前，在建筑建筑防水工程中所采用的通常是传统的高压化学注浆修补方法，其寿命受到材料的约束，防渗效果不稳定，常出现堵了这里漏了那里，反复维修，累计造价十分昂贵，且不能永久彻底地解决渗漏水问题。碳化，即混凝土中性化，是混凝土构筑物的通病，钢筋只有在高碱性环境下形成钝化层使其不发生锈蚀，除非地球上没有二氧化碳和其它有害介质的存在，否则碳化必定发生。治理碳化是提高混凝土耐久性的重要手段。GYF系统能将人为外置的碱溶液送入混凝土中的每一个角落，使混凝土恢复碱性，这是GYF系统的又一重要贡献。
二、电离渗透技术的发展历史
GYF 混凝土防渗漏复碱系统是一项全新的混凝土电渗透脉冲防渗堵漏碳化治理技术，其原理至今已有近200年的历史。1807年德国Reuss 教授在实验最先发现，含有毛细孔结构中的液体会随电流流动。1930年瑞士Ernst 兄弟，发现在含有毛细管的结构中，通过正负极之间施加电荷后，能将结构中的水移走。1962年E Fanke 经过试验后，正式确定电渗透理论。1970年美国华裔建筑家杨士良首次将电渗透理论用于混凝土领域,并取得良好的防渗堵漏实效。1975杨士良又将电离渗透及电化学技术用于碳化混凝土的复碱,从而使PH值降至7的混凝土恢复到12以上。2000年我国电化学师顾聪颖硕士与美国华裔建筑家杨士良先生合作，将这两项技术进一步扩展合并和完善，创立了GYF混凝土电渗透防水复碱技术系统,在实际应用中，利用连续低压电渗透脉冲电离液体及电化学的原理，对新旧建筑结构（如砼、砖、石结构）进行了非常有效的防渗堵漏除湿及混凝土复碱处理，并取得了成功，显示出其卓越的防渗、堵漏、除湿、除碳化的能力。2005年顾聪颖硕士与上海宏强加固技术有限公司合作开发出新一代微电脑控制GYF混凝土电渗透防水复碱系统,并在欧美广泛使用于地铁、地下室、大坝、海堤的渗水碳化处理。
三、GYF 混凝土电渗透防水复碱技术
在混凝土和砖石工结构中，渗水可以通过多种方式渗入到结构内部,而其中最简单的形式是利用水自身的重力或侧向压力通过孔隙或各种裂缝，进入结构的内部，渗水也可通过结构中的毛细管的组织渗入到结构内部，其原理如同植物从土壤中吸水又被分配到枝杆一样。
GYF控制装置能产生一系列的低压脉冲电荷，通过正负电极作用到水分子上，将水电离化。被电离化的水，朝着负电极方向移动，使进入毛细管内的水排到结构的外侧，使湿的结构逐渐变干。只要系统保持开启的状态，水就一直朝向结构外侧的负极方向移动，不会倒流再次进入结构内侧，并且使结构保持永久的干燥状态。如果在阳极人为提供碱性溶液（混凝土复碱专用电解液），电离化的碱溶液会通过结构中的毛细管的组织以电流为载体渗入到结构内部的每一个角落，从而使混凝土PH值升高。同时，阴极反应产物HO-由阴极向阳极迁移，阳极电解液中的钾、钠离子向阴极迁移，两离子在混凝土内部产生电化学反应化合成碱性氧化物，使混凝土PH值升高，从而实现复碱。GYF控制装置用于混凝土结构防水主要利用了电渗原理；用于混凝土碳化治理则利用了电化学及电渗两个原理。
电极是以探针和导线的形式，按照设计要求安装在渗水的结构表面形成电网，如地下室的顶板（或天花板）、侧墙壁和地板等。将系统的正极（钛金属导线）埋在结构内侧表面以下约2 厘米处（以不触到砼中的钢筋为宜）并用导电水泥覆盖密实，负极根据不同用途安装在渗水基面的反面（用铜棒）或与混凝土中的钢筋连接。 系统装置不会对混凝土、砖和石结构的整体产生任何的损坏和副作用。在毛细管或孔内的水分子被电离化后，其移动的力量比水的重力和毛细管组织的虹吸力要强烈。研究表明，在60 巴高压的条件下，GYF 电脉冲防水复碱技术能够成功地阻止水的渗入。
GYF系统可使带有毛细孔的建筑结构（如混凝土和砖石结构）
彻底地变干。可应用于新建的和已建的建筑结构中，使那些长期遭受渗漏水困扰和侵害的建筑工程（如水电工程、地下室和隧道工程等）保持永久的干燥状态，并彻底地解决渗漏水问题。
GYF系统所发出的特殊脉冲波形的直流电，在电解液和电渗原理的共同作用下能在混凝土内部完成电化学反应，使完全碳化的混凝土再碱化，使脱钝钢筋再钝化，使混凝土永葆青春，彻底解决了混凝土碳化及由此引起的钢筋锈胀难题。
GYF系统所需的电量非常的低（约10 瓦特），只需几个安培。用于结构防水时，随着结构中水的减少和干燥，所需的电流强度会逐渐降低和减少，整个干燥过程一般需要1 个月，特殊情况最多需要3 个月，海水比淡水干燥的速度要快些；用于混凝土再碱化时，一般需要10-15天。
四、应用范围
（一）GYF系统在以下的建筑工程范围内具有特效：
1、高水位的地下室、地下商场、地铁车站；
2、地下结构和地下停车场；
3、水利水电工程及大坝水库；
4、海洋结构和基础等工程；
5、一切混凝土结构的碳化治理；
（二）GYF 电渗透防水复碱技术的优点:
1、系统提供永久性的防水、防渗、防潮以及混凝土碳化治理解决方案，综合造价低，效益高；
如有渗漏水从结构的裂缝渗入，采用GYF系统后，裂缝修补措施容易实施，并非常有效；
对新工程，不需要高等级的防水防渗砼，以及其他防水材料，如防水卷材、涂料等，节约了防水材料及安装时间，可明显节省工程的成本；
2、复碱工艺简单，只要将复碱溶液设置于阳极面，即可被送入混凝土体内。速度快，一般十至十五天就能完成。专用复碱电解质已国产化，价格适中。
3、系统安装灵活方便，可直接在地下结构中暴露的一侧安装，无需对地下结构进行外围费用昂贵的开挖处理；
4、系统可防止和保护结构表面的油漆剥落、发霉和腐烂气味；系统防止结构的风化和老化；
5、 GYF系统使用超低电压系统，运行成本最低，如1000 平方米的防水、复碱面积，大约只需10 瓦特的电力（类似一个10 瓦的照明灯泡）；
6、系统安全可靠，人体可接触无任何电伤危险；
7、系统对砼结构没有任何破坏性的副作用, 不会影响结构的物质构成；
8、系统使地下结构内的相对湿度降低，防止机械、电气设备及其它物品受到潮湿腐蚀；改善和提高地下结构的绝缘保温性能；
系统可防止有毒的地下水或水中的细菌进入到结构内部；
五、结束语：
对建筑物来讲，最常见的、长期的、最令人头痛和最难解决的问题，就是如何治理混凝土结构的防碳化、防水、防渗、防潮的问题，以提高结构的耐久性。如果这一问题能够在工程的设计阶段就得到足够的重视和解决，那么渗漏水问题、混凝土碳化问题，在建筑物的整个使用周期中都不会发生，从而节省了巨大的开支。德国的一项调查研究显示，在德国，仅渗漏水问题导致了近300 亿欧元的经济损失。在美国由混凝土老化而造成的损失高达1000亿美元。GYF系统的诞生，使治理混凝土碳化问题解决了，渗水问题解决了，结构的耐久性提高了，可见，GYF 电渗透防水复碱技术给社会带来的巨大益处是显而易见的，它能为现有的结构带来新的生命。当今世界上只有GYF 电渗透系统既能够永久、彻底地防水、防渗、防潮，又能够对混凝土进行复碱。具有特殊波形、特殊频率脉冲电流的GYF系统的诞生，是对人类的一大贡献。