Применение промышленных газов в строительстве

Промышленные газы работают повсюду. Они необходимы в быту, в создании сложнейших машин, в химическом производстве и при обработке пищевых продуктов. И, конечно же, современное строительство никак не может обойтись без них.

Работа с металлоконструкциями: сварка и резка.
Металл, прежде чем превратиться в металлоконструкции, например такие, как каркас для будущего железобетона, должен быть аккуратно нарезан и надежно сварен. Для этого и применяются различные виды газовой резки и сварки.
Собственно газоплавильная сварка – это сплавление разных кусков металла и присадочного материала в одно целое изделие. Для создания необходимой для расплавления металла температуры применяют смесь кислорода с каким-либо горючим газом. Чаще всего сварка и резка различных сортов металла производится с помощью ацетилена, обладающего достаточно высокой температурой сгорания. Чем выше температура сгорания газа в резаке или сварочной горелке, тем легче и ровнее режется металл или быстрее и легче расплавляются края соединяемых деталей, а значит, лучше получается сварной шов. Поэтому немного реже используются газы, дающие в пламени с кислородом несколько меньшие температуры. Это могут быть такие газы, как пропан, метан, водород, бутан или смесь бутана с пропаном.
При газопламенной сварке, то есть сгорании таких смесей на поверхностях свариваемых металлов получается расплав, так называемая сварочная ванна. От того, что происходит в ней, зависит механическая прочность будущего сварного шва. И, поэтому, при любом виде резки или сварки металлов не обойтись без применения специальных сварочных смесей, основанных на инертных газах. Для разных случаев используют разные смеси газов, подобранные в нужных соотношениях. Для сварки стали это разные по соотношениям смеси из углекислого газа, гелия и аргона. При сваривании алюминия применяют смеси только из гелия и аргона.
Такие смеси еще называют защитными, поскольку из укрытой такой смесью сварочной ванны меньше разбрызгивается металл, а сварной шов получается более прочным и однородным. В него не попадают нежелательные примеси атмосферных газов, скорость сварных работ увеличивается. Все это позволяет уменьшить затраты времени на сам процесс сварки и дополнительную обработку получившихся швов. Конечно применение кроме горючих смесей, еще и защитных составов неизбежно удорожает проведение этих работ, но более быстрый и качественный результат, конечно же, оправдывает такие затраты.

Усиление прочности сооружений из бетона с помощью замораживания сжиженным газом.
Все бетоны, а в особенности те сорта, которые основаны на портландцементе, при застывании выделяют тепло. Это же свойство характерно и для относительно нового материала – геополимерного бетона. При определенных условиях, например, если температура окружающей среды достаточно высока, лишнее выделение тепла может ухудшить качество получаемого материала. При неравномерном температурном режиме застывания в бетоне могут образоваться трещины, которые в скором времени расширяясь, разрушат то здание, мост, дамбу или тоннель, которые сделаны из этого строительного материала.
Чтобы предотвратить опасность катастрофы нужно сделать затвердевание бетона быстрым и равномерным. Для этого применяют охлаждение его жидкими азотом или углекислым газом. По сравнению с получаемым положительным результатом затраты на использование сжиженного газа относительно невелики. Чтобы регулировать температуру застывания будущего бетона сжиженными газами охлаждают его компоненты: песок, гравий, цемент, а также и саму бетономешалку. Такой способ позволяет управлять охлаждением, регулируя его температуру. А еще он эффективен и сравнительно недорог.

Как прорубить гору или закрепление грунтов?
В силу своей специфики определенные виды строительных работ без закрепления грунта порой бывают просто невозможны. Для того чтобы не оседали и не осыпались только что созданные стенки тоннеля или не утопала в грунтовых водах техника, копающая шахту или котлован, нужно как-то укрепить грунт, в котором все это делается. Это достигается замораживанием такими сжиженными газами, как азот и углекислый газ. Для этого делается вертикальная промороженная, а потому водонепроницаемая, стенка. Она сдерживает, охраняет рабочую площадку от размыва и разрушения.
Чем глубже становится котлован, тем важнее становится заморозка его стенок. На глубинах более тридцати пяти метров работать без закрепления грунте вообще невозможно. Кроме того, этот вид замораживания отлично справляется и закреплением мелкозернистых, сыпучих пород. В таких случаях намного труднее применять солевой или химический способ.

Замораживание жидкими азотом и углекислым газом удобно еще и тем, что при этом не требуются замораживающие станции и сеть трубопроводов. Сжиженный газ сразу же после доставки на стройплощадку, прямо из цистерн пускают в замораживающие колонки. Это значительно увеличивает скорость и качество этого процесса. Скорость чрезвычайно важна, если рядом есть термальные или минерализованные источники или зона строительных работ окружена быстро фильтрующимися в нее грунтовыми водами. При быстрой заморозке вода не успеет размыть стенки постройки до их более основательного закрепления, например бетоном.

Удобно и то, что газы, применяемые в этой сфере строительной деятельности не токсичны, пожаро — и взрывобезопасны. При этом работа с ними не требует крупных финансовых затрат. После прекращения применения этого способа, грунт быстро оттаивает. При этом не происходит изменения состава и структуры почв.

Интересные сведения о применении газов в строительстве.
Кроме известных способов сварки с применением в качестве защиты инертных газов существует еще и способ сварки в атмосфере углекислого газа. Оттесняя воздух в зоне сварки, он защищает сварной шов от воздействия кислорода и азота. В результате получается ровный, красивый, плотный сварной шов, который, к сожалению, имеет не самые лучшие механические свойства. Углекислый газ, конечно же, дешевле аргона и удобен в использовании, поэтому этот способ применяется там, где прочность может быть не максимальной. Намного чаще применяется защитная смесь углекислого газа с аргоном. Это позволяет повысить качество сварки, одновременно снизив ее цену.

Современное строительство совершенно немыслимо без промышленных газов. Один из самых крупных поставщиков этих газов в Украине — «DP Air Gas».