Азот в строительстве: особенности и способы применения

Некоторые виды газов, которые часто встречаются на нашей планете, широко применяются в различных направлениях деятельности человека, включая промышленность и науку. Но в этой статье мы расскажем о том, как-именно в наши дни используется азот в строительстве. Он представляет собой двухатомный газ, лишенный запаха, цвета и вкуса. Обозначаясь латинской буквой N, такое вещество является основным составляющим компонентом воздуха.

Технический газовый продукт сегодня получают именно путем разделения воздуха на отдельные составляющие. Впоследствии его можно трансформировать, переведя в то или иное агрегатное состояние. На производстве этот химический элемент очень часто используется в газообразном состоянии, так как он обладает инертными свойствами. В первую очередь его применяют в нефтегазовой и горнодобывающей промышленности, в том числе и при бурении скважин.

В то же время достаточно высокую популярность получил и жидкий азот, который применяется как высокоэффективный хладагент. Он обладает очень низкой температурой (переход от газообразного состояния к жидкому состоянию происходит при охлаждении до температуры около -196 градусов по Цельсию). Кроме того, такое вещество не является взрывоопасным и ядовитым для человека и других живых существ. Но каким образом может быть полезен азот в строительстве?

Заморозка грунта.

Наиболее яркий пример, когда жидкий N может применяться в строительной сфере, связан с использованием этого химического элемента при замораживании почвы. В первую очередь это относится к грунтам, которые отличаются высоким содержанием подземных вод и низкой устойчивостью. В то же время такой способ является максимально универсальным, так как его можно применять для любых типов почвы (сыпучей, рыхлой, полускальной и скальной), а также на различных уровнях глубины.

Работы по заморозке грунта с помощью азота могут потребоваться в том случае, когда проведение земельных или строительных работ осложняется низкой устойчивостью почвы. Кроме того, такой метод незаменим в тех случаях, если планируется строительство подземных сооружений в насыщенной подземными водами земле. По сути, это искусственное замораживание, которое создает неприступный барьер, не позволяющий попадать в требуемую зону неустойчивым водоносным грунтам и протекающим под толщей земли водам.

Среди основных преимуществ применения азота для замораживания почвы следует выделить такие, как:

— Придание грунтам высокой прочности и стойкости. В процессе заморозки почва становится очень твердой, благодаря чему с ней значительно проще работать. Кроме того, применяемая в строительстве различных сооружений технология позволяет полностью исключить или снизить до минимума вероятность обвала скважины или котлована.

— Экологическая безопасность. Несмотря на высокую эффективность такого метода укрепления почвы, он является полностью безопасным для окружающей среды, так как не нарушает работу ни одной экосистемы.

— Минимальный объем подготовительных работ. Для реализации этого способа заморозки применяются специальные цистерны и баллоны с жидким азотом, объем которых составляет, как правило, от 5 до 12 тысяч литров.

— Высокая скорость проведения работ. Чтобы добиться нужно результата при замораживании значительных объемов почвы может потребоваться до одной недели (благодаря экстремально низкой температуре газа N, находящегося в жидком агрегатном состоянии).

Стоит отметить, что технология использования азота при строительстве подземных сооружений сегодня практически не имеет аналогов. Чем больше глубина, на которой планируется проведение строительных работ, тем более острой становится потребность в такой заморозке.

При глубине до 35 метров и более (например, при строительстве туннелей метрополитена и других объектов) замораживание грунта является обязательным, так как позволяет предотвратить его осыпание.

Как еще применяется азот в строительстве: охлаждение бетона.

При возведении некоторых типов строительных конструкций (например, мостов, эстакад или крупных монолитных конструкций) может возникать необходимость в обеспечении эффективного контроля над температурой свежего бетона. Это необходимо для того, чтобы избежать появления трещин и других механических дефектов, возникающих вследствие теплового напряжения внутри бетонных конструкций.

В свою очередь одним из наиболее эффективных и экономически выгодных методов такого охлаждения является технология, суть которой заключается в использовании комбинации двух газообразных веществ – жидкого азота и углекислого газа. Химический элемент N вместе с диоксидом карбона в этом случае выступает в качестве высокоэффективного хладагента. В то же время сама технология по охлаждению бетона с использованием этих двух веществ отличается доступной стоимостью и высокой скоростью достижения желаемого результата.

Есть ли другие способы использования азота?

Конечно, ведь это вещество широко востребовано в различных сферах промышленности. К примеру, в жидком агрегатном состоянии он применяется в качестве холодильного агента для глубокой заморозки различных материалов (включая органические продукты), а также при охлаждении различных видов оборудования. Кроме того, этот газ используется и в медицине (для консервации человеческих органов, для трансплантации или при удалении бородавок).

Отдельно следует отметить роль N в сфере предотвращения пожаров и хранении пожароопасных материалов (в первую очередь легковоспламеняющихся жидкостей). Вместе с другими газообразными веществами он используется в системах газового пожаротушения.