Erdarbeiten im Winter bringen eine Reihe von Schwierigkeiten mit sich. Eine der Aufgaben, die dabei auftreten können, ist die Notwendigkeit einer vorbereitenden Vorbereitung. Der Einsatz von Presslufthämmern oder anderen Arten von mechanischen Einwirkungen ist nicht immer möglich, da dies zu Schäden an unterirdischen Verbindungen oder zu Schäden an in der Nähe befindlichen Gebäuden führt. Daher werden häufig thermische Technologien zur Erwärmung des Bodens im Winter eingesetzt.
Traditionelle Arten der Erwärmung von gefrorenem Boden
Heutzutage sind viele Techniken bekannt, die auf unterschiedlichen Prinzipien der Temperatureinflussnahme basieren. Sie alle haben bestimmte Vor- und Nachteile.
Reflexofen
Dies ist eine relativ schnelle Möglichkeit, den Boden aufzuwärmen, was praktisch und perfekt für den Einsatz in der Stadt ist. Der Wärmeerzeuger ist in diesem Fall Nichromdraht mit einer Dicke von 3,5 Millimetern. Die Richtung der Wärmestrahlung wird durch einen Reflektor aus verchromtem Blech korrigiert. Seine Dicke sollte etwa 1 Millimeter betragen.
Der Reflektor selbst ist mit einem Metallgehäuse isoliert. Zwischen den Wänden aus 2 Metallen befindet sich ein Luftpolster. Es erfüllt thermische Schutzfunktionen. Der Ofen wird über das Stromnetz betrieben und kann 1,5 Quadratmeter Erde erhitzen. Um einen Kubikmeter Boden zu erwärmen, ist eine Energiemenge von etwa 50 Kilowatt pro Stunde erforderlich. Dies dauert 10 Stunden.
Als Hauptnachteil dieser Methode wird die hohe Gefahr eines Stromschlags für Dritte angesehen. Daher ist es während des Betriebs der Anlage notwendig, Zäune zu installieren und für Sicherheit zu sorgen.
Zu den Nachteilen dieser Methode zählen auch die geringe Abdeckungsfläche und die Notwendigkeit eines Energieversorgungssystems mit einer Leistung von etwa 20 Kilowatt pro Stunde, um einen Komplex mit 3 Anlagen zu betreiben.
Elektroden
Diese Methode der Bodenerwärmung kann mit verschiedenen Methoden umgesetzt werden:
- Um den Boden in einer Tiefe von weniger als 70 Zentimetern zu bearbeiten, ist der Einsatz von Elektroden in Form von Stahlbändern erforderlich. Ihre Kanten müssen zunächst nach oben gebogen werden, um die Drähte anzuschließen. Die Streifen sollten auf den Boden gelegt und mit einer Schicht Sägemehl bestreut werden. Ihre Dicke sollte 20 Zentimeter nicht überschreiten. Um die Leitfähigkeit zu erhöhen, wird empfohlen, Sägemehl mit einer Salzlösung niedriger Konzentration zu befeuchten.Anschließend muss Spannung an die Streifen angelegt werden.
- Um den Boden auf eine Tiefe von mehr als 70 Zentimetern zu erhitzen, empfiehlt sich der Einsatz von Elektroden in Form von Stahlstäben. Sie müssen schachbrettartig im Abstand von 0,5 bis 1 Meter voneinander in den Boden gerammt werden. Dann müssen Sie Spannung an sie anlegen, wodurch der Heizvorgang gestartet wird. Wenn der Boden auftaut, sollten die Stäbe immer weiter eingetrieben werden.
In jedem Fall dauert die Manipulation etwa 30 Stunden. Gleichzeitig beträgt der Energieverbrauch für die Bearbeitung von 1 Kubikmeter Boden etwa 60 Kilowatt pro Stunde. Zur Umsetzung dieser Methode ist eine Stromquelle erforderlich. Darüber hinaus ist eine ständige Überwachung des Prozesses erforderlich. Andernfalls besteht die Gefahr eines Stromschlags für Personen.
Offene Flamme
Diese Methode basiert auf der Verbrennung von festen oder flüssigen Brennstoffen in einer speziellen Vorrichtung, die aus offenen Tanks besteht. Der erste Kasten ist die Brennkammer und der letzte wird durch ein Abgasrohr ergänzt.
Chemische Methode
Um den Boden mit chemischen Reagenzien aufzutauen, müssen Sie Löcher hineinbohren. Dann müssen Sie Natriumchlorid in die Löcher gießen, um das Eis aufzulösen. Der Vorgang dauert 6-8 Tage.
Es erfordert keine ständige Überwachung und ist einfach. Der Einsatz chemischer Reagenzien wirkt sich jedoch negativ auf den Zustand des Bodens aus. Eine spätere Nutzung für den Anbau von Kulturpflanzen ist nicht möglich.
Dampfnadeln
Nadeln sind spezielle Metallrohre. Ihr Durchmesser beträgt 25–50 Millimeter und ihre Länge 1,5–2 Meter. Sie haben Spitzen mit Löchern mit einem Durchmesser von 2-3 Millimetern und sind durch flexible Schläuche verbunden, um Dampf zu liefern, dessen Temperatur über 100 Grad liegt.
Es empfiehlt sich, die Nadeln im Schachbrettmuster anzuordnen. Dies sollte in Abständen von 1-1,5 Metern voneinander erfolgen. Geräte müssen in vorgebohrten Brunnen installiert werden. Anschließend wird dort heißer Dampf unter einem Druck von 0,07 Megapascal zugeführt. Diese Methode sollte verwendet werden, wenn die Tiefe des zukünftigen Grabens 1,5 Meter oder mehr beträgt. Diese Methode hilft, den Boden innerhalb weniger Stunden zu erwärmen.
Zu den Nachteilen des Verfahrens zählen die Notwendigkeit des Einsatzes eines Dampferzeugers und die Komplexität der vorbereitenden Maßnahmen. Darüber hinaus wird während des Verfahrens viel Kondensat freigesetzt – etwa 35 Liter pro Meter behandelter Oberfläche. Ein weiterer Nachteil ist die Notwendigkeit einer ständigen Überwachung des Prozesses.
Heißes Kühlmittel
Dabei wird der Boden unter dem Einfluss eines heißen Minerals erhitzt, dessen Temperatur 100-200 Grad beträgt. Sie bedecken die gesamte Erdoberfläche. Zu diesem Zweck können Materialien verwendet werden, die nach dem Straßenbau übrig bleiben. Dabei kann es sich um Betonsplitter oder beschädigten Asphalt handeln. Die Auftauzeit beträgt mindestens 20-30 Stunden.
Allerdings hat diese Methode auch einige Nachteile. Hierzu zählen insbesondere die Abhängigkeit von einem Subunternehmer, Wärmeverluste bei der Anlieferung des Kühlmittels sowie die Notwendigkeit, das Kühlmittel nach dem Auftauen des Bodens zu reinigen. Ein weiterer Nachteil ist die lange Auftauzeit.
Elektrische Rohrheizkörper
Bei der Umsetzung dieser Technologie wird die Wärmeenergie im Kontaktverfahren übertragen. Als Arbeitselemente dienen elektrische Nadeln. Es handelt sich um Rohre mit einer Länge von 1 Meter und einem Durchmesser von 50 bis 60 Millimetern. Im Inneren befinden sich elektrische Heizelemente. Sie werden horizontal platziert und in Reihe mit dem Stromkreis verbunden.
Diese Methode hat auch gewisse Nachteile. Dazu gehören die Notwendigkeit einer ständigen Überwachung und die Gefahr eines Stromschlags für Personen. Als Nachteile gelten auch die geringe Auftaufläche und die Notwendigkeit vorbereitender Maßnahmen.
Erhitzen des Bodens mit thermoelektromatischen Geräten
Eine hervorragende Möglichkeit, den Boden zu erwärmen, ist der Einsatz von Thermomatten. Sie tragen dazu bei, den Boden in seiner gesamten Tiefe gleichmäßig zu erwärmen und die eingestellte Temperatur automatisch aufrechtzuerhalten.
Welche Methode ist besser zu wählen?
Jede Methode der Bodenerwärmung hat bestimmte Vor- und Nachteile. Die einfachste und kostengünstigste Methode ist die Verwendung von heißem Sand. Als Material für das Verfahren wird gewöhnlicher Bruchsand verwendet.
Es wird im Werk auf eine Temperatur von 180-250 Grad erhitzt und anschließend mit Fahrzeugen an den gewünschten Ort geliefert. Um den Wärmeverlust zu reduzieren, muss Sand isoliert werden. Es dauert etwa einen Tag, bis sich der Boden erwärmt.Anschließend kann das abgekühlte Kühlmittel entnommen und anschließend für andere Zwecke verwendet werden.
Im Durchschnitt reicht ein Kubikmeter dieses Materials aus, um eine Fläche von 4 Quadratmetern zu belasten. Der Einsatz von heißem Sand gilt im Bauwesen als eine der kostengünstigsten und effektivsten Möglichkeiten.
Eine weitere tolle Möglichkeit ist die Verwendung von Thermomatten. Diese Option bietet folgende Vorteile:
- kein Risiko einer Umweltverschmutzung;
- vollständige Sicherheit für Menschen;
- hohe Effizienz;
- keine vorbereitende Vorbereitung erforderlich.
Die Erwärmung des Bodens kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Jeder von ihnen hat bestimmte Vor- und Nachteile. Dadurch können Sie die am besten geeignete Option auswählen.
