Бродянский В.М. От твердой воды до жидкого гелия (история холода)

Холодильные технологии в строительстве

Расставшись с гастрономическими применениями холода, перейдем к более фундаментальным направлениям его использования, связанным со строительством и промышленным производством.

Говоря о строительстве, нужно прежде всего вспомнить о главном направлении применения холода - замораживании грунтов. Оно используется при строительстве подземных сооружений - туннелей, шахт, фундаментов плотин и зданий, подземных хранилищ.

При замораживании грунтов содержащаяся в них вода затвердевает и скрепляет подобно цементу частицы грунта в прочный монолит, не пропускающий воду. Его успешно применяют при мощности водоносных слоев в сотни метров.

К 1980 г. при защите работ таким способом пройдено только в горнорудной и угольной отечественных отраслях свыше 700 вертикальных и наклонных стволов общей длиной более 60 км. Самые длинные из них построены на Яковлевском железорудном месторождении (Курской магнитной аномалии), их глубина достигает 600 м. Самый распространенный способ замораживания - использование специальных колонок (рис. 6.8). В предварительно пробуренные скважины (вертикальные или наклонные) опускают такие замораживающие колонки, по которым после их установки пропускают хладоноситель, например рассол СаСl₂, с температурой -(20+25)°С. Он подается во внутреннюю трубу и возвращается по наружной, охлаждая грунт через металлическую стенку. Вокруг каждой колонки намерзает ледогрунтовой цилиндр, диаметр которого растет до тех пор, пока он не смыкается с соседним в плотную стенку из замороженного грунта. Охлаждение рассола производится обычно с помощью транспортной холодильной установки.

Рис. 6.8. Колонка для замораживания грунта: 1, 2 - вход и выход хладоносителя; 3 - зона замораживания

В зависимости от вида сооружения замораживание грунта либо прекращают после окончания строительства, либо поддерживают в течение всего срока его эксплуатации.

Другое направление использования холода в строительстве - это охлаждение бетона перед кладкой и после нее в период затвердевания бетона. Охлаждение нужно для поддержания соответствующего температурного режима, поскольку бетон при затвердевании выделяет тепло; при этом нужно поддерживать температуры не ниже 0°С.

Следующая страница: Применение холода в нефтегазовой и химической промышленности