Земляные работы зимой вызывают целый ряд трудностей. Одной из задач, которая может возникнуть, считается необходимость предварительной подготовки. Использование отбойных молотков или другие виды механических воздействий не всегда возможны, поскольку это провоцирует повреждение подземных коммуникаций или ущерб для зданий, расположенных неподалеку. Потому часто применяются термические технологии прогрева грунта в зимнее время.
Традиционные виды прогрева мерзлого грунта
Сегодня известно много методик, которые базируются на разных принципах температурного воздействия. Все они отличаются определенными плюсами и минусами.
Рефлекторная печь
Это достаточной быстрый способ прогрева грунта, который отличается удобством и прекрасно подходит для использования в черте города. Генератором тепла в этом случае выступает нихромовая проволока, толщина которой составляет 3,5 миллиметра. Направление термического излучения корректирует рефлектор из хромированного листа. Его толщина должна составлять примерно 1 миллиметр.
Сам отражатель изолирован металлическим кожухом. Между стенками 2 металлов располагается воздушная подушка. Она выполняет термозащитные функции. Печь функционирует от сети и может обогревать 1,5 квадратных метра почвы. Чтобы отогреть кубический метр грунта, требуется количество энергии на уровне примерно 50 киловатт в час. По времени это занимает 10 часов.
Главным минусом этого метода считается высокий риск поражения посторонних лиц электротоком. Потому на время функционирования установки требуется установить ограждения и предусмотреть охрану.
Также к минусам этого способа относят невысокую площадь охвата и потребность в системе энергообеспечения мощностью около 20 киловатт в час для работы комплекса, включающего 3 установки.
Электроды
Этот способ прогрева почвы можно реализовать различными методами:
- Для обработки земли на глубине менее 70 сантиметров требуется использовать электроды в форме стальных полосок. Их края нужно вначале загнуть кверху, чтобы подключить провода. Полосы стоит уложить на грунт и присыпать слоем опилок. Их толщина не должна превышать 20 сантиметров. Чтобы повысить проводимость, опилки рекомендуется смочить раствором соли невысокой концентрации. Затем на полосы требуется подать напряжение.
- Чтобы прогреть грунт на глубину больше 70 сантиметров, рекомендуется применять электроды в форме стержней из стали. Их требуется забивать в почву в шахматном порядке с интервалом в 0,5-1 метр друг от друга. Затем на них нужно подать напряжение, которое запустит процесс нагревания. При оттаивании грунта стержни стоит забивать все сильнее.
В любом случае, манипуляция занимает примерно 30 часов. При этом затраты электроэнергии на обработку 1 кубического метра грунта составляют около 60 киловатт в час. Чтобы воплотить этот способ, требуется наличие источника питания. К тому же необходимо постоянно контролировать процесс. В противном случае есть риск поражения людей током.
Открытое пламя
Этот метод базируется на сжигании твердого или жидкого топлива в особом устройстве, которое состоит из открытых резервуаров. Первый короб – это камера сгорания, а последний – дополнен вытяжной трубой.
Химический способ
Чтобы разморозить почву химическими реагентами, в ней нужно просверлить шпуры. После чего в отверстия требуется залить хлористый натрий для растворения льда. Процесс занимает 6-8 суток.
Он не нуждается в постоянном контроле и отличается простотой. Однако применение химических реагентов негативно отражается на состоянии грунта. Использовать его впоследствии для выращивания культурных растений не удастся.
Паровые иглы
Иглы – это специальные металлические трубы. Их диаметр составляет 25-50 миллиметров, а длина – 1,5-2 метра. Они обладают наконечниками с отверстиями диаметром 2-3 миллиметра и соединены гибкими шлангами для подачи пара, температура которого превышает 100 градусов.
Иглы рекомендуется размещать в шахматном порядке. Это стоит делать с интервалом в 1-1,5 метра друг от друга. Приспособления нужно устанавливать в заранее пробуренные скважины. Затем под давлением 0,07 мегапаскаля туда подают горячий пар. Этот способ стоит применять в том случае, если глубина будущей траншеи составляет 1,5 метра или больше. Такой метод помогает прогреть почву в течение нескольких часов.
К минусам метода относят потребность в использовании генератора пара и сложность проведения подготовительных мероприятий. К тому же во время проведения процедуры выделяется много конденсата – около 35 литров на каждый обработанный метр поверхности. Еще одним недостатком считается потребность в постоянном контроле процесса.
Горячий теплоноситель
В этом случае грунт нагревается под воздействием горячего минерала, температура которого составляет 100-200 градусов. Им покрывают всю поверхность земли. Для этой цели могут применяться материалы, которые остаются после укладывания дорог. Это может быть бетонная крошка или испорченный асфальт. Период размораживания – минимум 20-30 часов.
При этом данный способ отличается и некоторыми минусам. К ним, в частности, относят зависимость от субподрядчика, тепловые потери в период доставки теплоносителя, потребность в уборке теплоносителя после размораживания земли. Еще одним минусом считается продолжительное время оттаивания.
Трубчатые электрические нагреватели
При реализации этой технологии осуществляется передача тепловой энергии контактным методом. В роли рабочих элементов выступают электрические иглы. Они представляют собой трубы длиной 1 метр и диаметром 50-60 миллиметров. Внутри находятся электрические нагревательные элементы. Они размещены горизонтально и последовательно подключены к цепи.
Этот способ тоже обладает определенными минусами. К ним относят потребность в постоянном контроле и риск поражения людей электрическим током. Также минусами считаются маленькая площадь оттаивания и необходимость выполнения подготовительных мероприятий.
Прогрев грунта термоэлектроматами
Отличным вариантом прогрева грунта считается применение термоматов. Они помогают равномерно нагреть почву по всей глубине и способствуют поддержанию заданной температуры в автоматическом режиме.
Какой метод лучше выбрать
Каждый из методов прогрева грунта отличается определенными плюсами и минусами. Наиболее простым и наименее затратным способом считается использование горячего песка. В качестве материала для проведения процедуры используют обыкновенный карьерный песок.
Его разогревают на заводе до температуры 180-250 градусов, после чего доставляют транспортными средствами в нужное место. Для сокращения потерь тепла песок нуждается в утеплении. На отогревание грунта уходят примерно сутки. Затем остывший теплоноситель допустимо убирать и впоследствии применять для иных целей.
В среднем, кубического метра такого материала хватает для воздействия на площадку размером 4 квадратных метра. Использование горячего песка в строительной отрасли считается одним из наиболее дешевых и действенных вариантов.
Также прекрасным вариантом является использование термоматов. Этот вариант отличается такими плюсами:
- отсутствие риска загрязнения окружающей среды;
- полная безопасность для людей;
- высокий коэффициент полезного действия;
- отсутствие потребности в предварительной подготовке.
Прогрев грунта допустимо осуществлять разными способами. Каждый из них отличается определенными плюсами и минусами. Это позволяет выбрать наиболее подходящий вариант.
