电渗透主动防水系统及防水方法与流程

本发明涉及一种地下混凝土墙体的防水设备及防水方法，更具体地说涉及一种能够通过电渗透原理将混泥土墙体中的水份排出的电渗透主动防水系统及防水方法。
背景技术：
：地下混凝土墙体的防水是建筑物维护的重要工作，现有技术的缺点是：工程方面的防水主要是指防混泥土结构孔隙渗漏水、可以看见的潮湿、摊渍。少量是为了保护建筑物免受水汽，水分的侵蚀而做的防水。这方面的材料主要有卷材，聚氨酯等等。施工要求高，工艺复杂。没有一种材料是万能的，不管是刚性防水还是柔性防水，在选取材料上都需要很大的人力物力，有些材料体积大、安装不方便且防水效果略差；有些材料较为昂贵且带有化学材料，不环保；而通过加热抽湿进行防水防潮的方法在能耗方面欠佳，且产生的水蒸气对空气的湿度影响较大，考虑水蒸气的压力变化，容易对防水保护层造成冲击，易使其破坏，难以检查、维修。不论是隧道、桥梁、堤坝、道路、建筑还是我们日常居住的房屋，防水都不容忽视。现有技术中，不管用刚性防水和柔性防水，都无法很好地解决封闭室内的湿度大要外排水汽的问题，比如用除湿机来解决，则需要外机来配合，但在深度地下室、隧道、堤坝等场所根本无法在近距离提供外空间安装外机，而且用此方式能耗很大，设备故障率高，无实用价值。社会有些商家用电解方式分解水分子，能耗大，电压高，且污染空气和存再爆炸危险。技术实现要素：本发明的目的，是提供一种电渗透主动防水系统，这种电渗透主动防水系统能够能够有效地通过电渗透原理将混泥土墙体中的水份排出，并且其结构合理，排水效果好，阴极单元寿命长，成本比较低。采用的技术方案如下：一种电渗透主动防水系统，其特征在于：包括阴极单元、温湿度传感器、脉冲方波发生器、开关电源、光电隔离输出驱动单元、微电脑mcu主控制单元和至少一个阳极单元，阳极单元包括多根横向延伸的钛丝、多根纵向延伸的钛丝，所述的横向延伸的钛丝、纵向延伸的钛丝依次交替分布并头尾相接，连成呈s形不断弯曲延伸的往复弯曲平面钛丝网，该往复弯曲平面钛丝网埋设在需防水的地下混凝土墙体内表面开设的阳极槽内；阴极单元包括多条阴极接地线，多条阴极接地线按顺序依次头尾相接地埋设在位于地下混凝土墙体外侧的阴极地沟内；阳极单元、阴极单元分别与光电隔离输出驱动单元电连接；温湿度传感器检测地下混凝土墙体内表面的湿度并发送湿度信号；开关电源给微电脑mcu主控制单元供电；微电脑mcu主控制单元接收湿度信号并处理，发送控制信号；脉冲方波发生器接收控制信号并输出稳定脉冲信号；光电隔离输出驱动单元接收稳定脉冲信号输出此种脉冲波形的电压。由于采用沿水平方向延伸的阴极接地线取代常用的竖立设置的铜棒，因此接触面积大幅增加、接地电阻小，其与阳极的感应范围更大。较优的方案，所述阴极接地线由纯钛导电芯和石墨包裹层组成，石墨包裹层包裹在纯钛导电芯外表面上。采用这种结构的阴极接地线取代常用的铜棒，使用过程中有效避免了铜棒存在的因为其与泥土、水中的钙镁等离子发生反应而产生氧化钙、硅酸盐等化合物形成绝缘体以致阴极失效的情况。更优的方案，所述阴极接地线的横截面为256平方毫米，表层周长为64毫米，电阻小于0.3欧姆/米。因此，阴极接地线具有良好的导电性能。较优的方案，所述阴极地沟沿着地下混凝土墙体的外侧延伸。这种设计，进一步增大了接触面积，扩大了其与阳极的感应范围。一种方案，所述地下混凝土墙体具有两个墙脚，两个墙脚外侧分别设有阴极地沟，两个阴极地沟内均设有一条阴极接地线，各阴极接地线并联后与光电隔离输出驱动单元电连接。当地下混凝土墙体属于隧道底部时，就具有两个墙脚，属于这种结构。另一种方案，所述地下混凝土墙体具有四个墙脚，四个墙脚外侧设有一条围绕四个墙脚外侧延伸的阴极地沟，该阴极地沟内设有至少两条阴极接地线，各阴极接地线并联后与光电隔离输出驱动单元电连接。当地下混凝土墙体属于地下室时，就具有四个墙脚，属于这种结构。较优的方案，所述阴极地沟的深度大于或等于0.6米。较优的方案，所述阴极接地线布设在阴极地沟底部，阴极接地线上依次覆盖有第一覆盖物层、第二覆盖物层、第三覆盖物层，第一覆盖物层为石墨粉，第二覆盖物层为石墨粉和泥土混合物，石墨粉和泥土两者的质量比为1:1（即混合物中石墨粉占50%），第三覆盖物层为泥土。更优的方案，所述第一覆盖物层的深度为20毫米，第二覆盖物层的深度为50毫米。较优的方案，所述温湿度传感器预埋在需防水的地下混凝土墙体内表面的安装坑内。较优的方案，脉冲方波发生器产生的稳定脉冲信号为方波，方波的高电平时间为900毫秒，负电平时间在40毫秒，零电平时间60毫秒，波形周期为1秒，光电隔离输出驱动单元输出的电压为24伏。本发明更进一步的目的，是提供一种防水方法，具体方案如下：一种防水方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）光电隔离输出驱动单元输出电压，在阳极单元、阴极单元之间的初始电流1.0安培和目标电压值24伏特，采用稳压输出方式，即输出电压恒定为24v的初始电压（此时输出电流随着电渗脱水的进行而不断减小）；（2）地下混凝土墙体内安装的温湿度传感器将该处的湿度数值反馈至微电脑mcu主控制单元，湿度信号的数值未达到结构湿度的理想状态值时，本电渗透主动防水系统24小时不间断输出工作；（3）湿度信号的数值达到结构湿度的理想状态值后，电渗透主动防水系统进入休眠状态，此时电渗透主动防水系统暂停输出，待湿度信号的数值突破结构湿度的预设值后系统重复步骤（2）。较优的方案，所述防水方法还包括预设步骤，设置结构湿度的预设值、结构湿度的理想状态值、初始电流等参数。更优的方案，所述预设步骤通过7寸液晶触控屏幕设置结构湿度的预设值、结构湿度的理想状态值、初始电流等参数。本发明对照现有技术的有益效果是，由于采用阴极接地线取代铜棒，阴极接地线接触面积大幅增加、接地电阻小，其与阳极的感应范围更大，不容易损坏，寿命长，因此不仅能够有效地通过电渗透原理将混泥土墙体中的水份排出，并且由于其结构设计合理，防水效果良好，能够节省大量能源消耗，大大减少零部件的维护更换，长期使用成本低，性价比高。附图说明图1是本发明实施例1的剖视图；图2是图1所示实施例1的地下混凝土墙体的一个侧面的立体结构示意图；图3是图1所示实施例1阳极槽部分的剖视示意图；图4是图1所示实施例1阴极接地线的剖视图；图5是图1所示实施例1电路原理方框图；图6是图1所示实施例1方波的波形图。具体实施方式实施例1如图1-6所示，本实施例中的电渗透主动防水系统，包括阴极单元2、温湿度传感器7、脉冲方波发生器、开关电源、光电隔离输出驱动单元、微电脑mcu主控制单元和六个阳极单元4，阳极单元4包括多根横向延伸的钛丝401、多根纵向延伸的钛丝401，所述的横向延伸的钛丝401、纵向延伸的钛丝401依次交替分布并头尾相接，连成呈s形不断弯曲延伸的往复弯曲平面钛丝网，该往复弯曲平面钛丝网埋设在需防水的地下混凝土墙体1内表面开设的阳极槽3内；阴极单元2包括两条阴极接地线201，两条阴极接地线201按顺序依次头尾相接地埋设在位于地下混凝土墙体1外侧的阴极地沟8内；阳极单元4、阴极单元2分别与光电隔离输出驱动单元电连接；温湿度传感器7检测地下混凝土墙体1内表面的湿度并发送湿度信号；开关电源给微电脑mcu主控制单元供电；微电脑mcu主控制单元接收湿度信号并处理，发送控制信号；脉冲方波发生器接收控制信号并输出稳定脉冲信号；光电隔离输出驱动单元接收稳定脉冲信号输出此种脉冲波形的电压。由于采用沿水平方向延伸的阴极接地线201取代常用的竖立设置的铜棒，因此接触面积大幅增加、接地电阻小，其与阳极的感应范围更大。如图4所示，所述阴极接地线201由纯钛导电芯2011和石墨包裹层2012组成，石墨包裹层2012包裹在纯钛导电芯2011外表面上。采用这种结构的阴极接地线201取代常用的铜棒，使用过程中有效避免了铜棒存在的因为其与泥土、水中的钙镁等离子发生反应而产生氧化钙、硅酸盐等化合物形成绝缘体以致阴极失效的情况。所述阴极接地线201的横截面为256平方毫米，表层周长为64毫米，电阻小于0.3欧姆/米。因此，阴极接地线201具有良好的导电性能。所述阴极地沟8沿着地下混凝土墙体1的外侧延伸。这种设计，进一步增大了接触面积，扩大了其与阳极的感应范围。所述地下混凝土墙体1具有四个墙脚，四个墙脚外侧设有一条围绕四个墙脚外侧延伸的阴极地沟8，该阴极地沟8内设有至少两条阴极接地线201，各阴极接地线201并联后与光电隔离输出驱动单元电连接。当地下混凝土墙体1属于地下室时，就具有四个墙脚，属于这种结构。所述阴极地沟8的深度为0.6米。所述阴极接地线201布设在阴极地沟8底部，阴极接地线201上依次覆盖有第一覆盖物层、第二覆盖物层、第三覆盖物层，第一覆盖物层为石墨粉，第二覆盖物层为石墨粉和泥土混合物，石墨粉和泥土两者的质量比为1:1（即混合物中石墨粉占50%），第三覆盖物层为泥土。所述第一覆盖物层的深度为20毫米，第二覆盖物层的深度为50毫米。所述温湿度传感器7预埋在需防水的地下混凝土墙体1内表面的安装坑内。所述开关电源为350w开关电源。所述温湿度传感器7选用乐享电子生产的aq3485y温湿度传感器。所述往复弯曲平面钛丝401网布满需防水的地下混凝土墙体1内表面。所述需防水的地下混凝土墙体1内表面包括底面101、顶面（图2中看不见）和4个侧面102，本实施例中，底面101、顶面（图2中看不见）和4个侧面102上分别设有一个阳极槽3，阳极槽3内设有阳极单元4，各阳极单元4并联后与光电隔离输出驱动单元电连接。所述电渗透主动防水系统还包括7寸液晶触控屏幕，7寸液晶触控屏幕输出设置参数信号，微电脑mcu主控制单元接收设置参数信号并进行处理。所述电渗透主动防水系统还包括过载保护单元，过载保护单元与微电脑mcu主控制单元电连接。地下混凝土墙体1内表面开设的阳极槽3宽度8毫米，深度16毫米。所述钛丝401采用导电涂料5固定在阳极槽3内。所述导电涂料5由下列质量百分比的成分组成：石墨粉50%、灌浆料50%。如图6所示，脉冲方波发生器产生的稳定脉冲信号为方波，方波的高电平时间为900毫秒，负电平时间在40毫秒，零电平时间60毫秒，波形周期为1秒，光电隔离输出驱动单元输出的电压为24伏。本电渗透主动防水系统安装在地下室。安装时，先在地下混凝土墙体1内表面开设阳极槽3，然后采用导电涂料5将钛丝401固定在阳极槽3内，接着在地下混凝土墙体1外侧挖阴极地沟8，再将两条阴极接地线201依次埋设在阴极地沟8内。此外，在地下混凝土墙体1内表面开设安装孔，预埋温湿度传感器7。最后完成电路连接并测试。上述电渗透主动防水系统所采用的一种防水方法，包括以下步骤：（1）光电隔离输出驱动单元输出电压，在阳极单元、阴极单元之间的初始电流1.0安培和目标电压值24伏特，采用稳压输出方式，即输出电压恒定为24v的初始电压（此时输出电流随着电渗脱水的进行而不断减小）；（2）地下混凝土墙体内安装的温湿度传感器将该处的湿度数值反馈至微电脑mcu主控制单元，湿度信号的数值未达到结构湿度的理想状态值时，本电渗透主动防水系统24小时不间断输出工作；（3）湿度信号的数值达到结构湿度的理想状态值后，电渗透主动防水系统进入休眠状态，此时电渗透主动防水系统暂停输出，待湿度信号的数值突破结构湿度的预设值后系统重复步骤（2）。步骤（2）的具体步骤是，温湿度传感器7检测地下混凝土墙体1内表面的湿度并发送湿度信号，微电脑mcu主控制单元接收湿度信号并处理，将湿度信号数值与结构湿度的理想状态值进行对比，湿度信号的数值未达到结构湿度的理想状态值，发送控制信号，脉冲方波发生器接收控制信号并输出稳定脉冲信号；光电隔离输出驱动单元接收稳定脉冲信号输出此种脉冲波形的电压。步骤（3）的具体步骤是，温湿度传感器7检测地下混凝土墙体1内表面的湿度并发送湿度信号，微电脑mcu主控制单元接收湿度信号并处理，湿度信号的数值达到结构湿度的理想状态值发送控制信号，脉冲方波发生器接收控制信号并停止输出稳定脉冲信号；光电隔离输出驱动单元停止输出此种脉冲波形的电压。所述防水方法还包括预设步骤，设置结构湿度的预设值、结构湿度的理想状态值、初始电流等参数。本实施例中，结构湿度的预设值为85%，结构湿度的理想状态值为75%。所述预设步骤通过7寸液晶触控屏幕设置结构湿度的预设值、结构湿度的理想状态值、初始电流等参数。本实施例的施工地点为福建省福州市晋安区福飞北路139号万科金域榕郡，地下室，实验时间：2019年1月25日至2019年2月25日，为期30天。工作过程中的实际情况，如表1所示：表1时间传感器湿度输出电压输出电流2019.1.2595%rh24v1.0a2019.1.3088%rh24v0.92a2019.2.582%rg24v0.87a2019.2.1076%rh24v0.79a2019.2.2074%rh24v0.75a2019.2.2573%rh24v0.73a该地下室的施工面积：200平方米，工程造价：15万元，30天电费：22.85元。该地下室如果采用传统防水方案，每次施工需要约五万元，但效果只能维持三至五年，因此传统防水方案耗费巨大，每次均需要重新施工。而本实施例的主动防水系统安装成本大约15万元，可终身防水，无需二次投入，仅需消耗电费，长期使用能够大幅节省人力、物力、资源。实施例2本实施例中的电渗透主动防水系统与实施例1的电渗透主动防水系统区别在于：本电渗透主动防水系统安装在隧道。所述地下混凝土墙体1具有两个墙脚，两个墙脚外侧分别设有阴极地沟8，两个阴极地沟8内均设有一条阴极接地线201，各阴极接地线201并联后与光电隔离输出驱动单元电连接。当地下混凝土墙体1属于隧道底部时，就具有两个墙脚，属于这种结构。所述需防水的地下混凝土墙体1内表面包括底面101、顶面和2个侧面102，本实施例中，底面101、顶面（图2中看不见）和2个侧面102上分别设有一个阳极槽3，阳极槽3内设有阳极单元4，各阳极单元4并联后与光电隔离输出驱动单元电连接。所述阴极地沟8的深度为0.8米。本实施例的施工地点为福建省福州市鼓楼区温泉公园路号国家电网隧道温泉公园段，实验时间：2019年3月1日至2019年3月30日，为期30天。工作过程中的实际情况，如表2所示：表2时间采样点传感器湿度输出电压输出电流2019.3.1193%rh24v0.92a2019.3.5187%rh24v0.82a2019.3.12185%rg24v0.80a2019.3.18181%rh24v0.75a2019.3.23179%rh24v0.74a2019.3.30175%rh24v0.74a该隧道的施工面积：300平方米，工程造价：约20万，30天电费：25.79元。该隧道如果采用传统防水方案，每次施工需要大约六万元，但效果只能维持三至五年，因此传统防水方案耗费巨大，每次均需要重新施工，影响隧道的正常使用。而本实施例的主动防水系统安装成本大约20万元，可终身防水，无需二次投入，仅需消耗电费，长期使用能够大幅节省人力、物力、资源。此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属
技术领域：
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。当前第1页12