Bevriezing van de grond

Grondbevriezing met vloeibare stikstof

Onder bepaalde omstandigheden biedt het bevriezen van de bodem met vloeibare stikstof de beste oplossing in vergelijking met conventionele bodembehandelingsmethoden

In de afgelopen twee decennia is het bevriezen van grond met vloeibaar stikstof (LIN) geëvolueerd van een nogal exotische gastoepassing tot een standaardproces voor de behandeling van onstabiele bodems en lekken.

Voordelen:

Relatief korte opbouwtijd ter plaatse
Hogere koelsnelheden en lagere vriestemperaturen haalbaar dan met pekelvriezen
Door de lage temperatuur van de vloeibare stikstof (-196°C) zijn invriezingstijden van minder dan 1 maand mogelijk
Milieuvriendelijk proces zonder gevaarlijke stoffen, geen verontreiniging van het grondwater
Grote flexibiliteit in het ontwerp van het vorsthuis
Combinatie van afdichting en statische sterkte
IJsvorming mogelijk door bodemvocht 10%
De sterkte van het vorstlichaam is vergelijkbaar met die van beton
Consolidatie van de bodem vindt slechts tijdelijk plaats. Na het uitschakelen van de LIN-toevoer ontdooit de grond binnen enkele weken weer
Hoge bevoorradingszekerheid door bewaking op afstand van de stikstoftanksystemen en automatische herbevoorrading

Procesbeschrijving

De bevriezingspijpen van koper met een standaarddiameter van 54 mm worden op een gemiddelde onderlinge afstand van 0,8 meter gelegd. Open binnenpijpen worden aan de onderzijde in de vriespijpen geïnstalleerd.

Invriezen

Vloeibare stikstof (LIN) wordt via geïsoleerde toevoerleidingen in de buizen gevoerd, en de LIN verdampt. 1 kg LIN onttrekt een energie van ongeveer 200 kJ aan de omringende bodem, d.w.z. de bodem koelt af en bevriest. De verdampte, koude gasvormige stikstof (GAN - "Gaseous Nitrogen"), die ook wel uitlaatgas wordt genoemd, onttrekt nog eens ongeveer 100 kJ aan de bodem. Een magneetklep wordt geregeld door de temperatuur van het uitlaatgas. Dit zorgt voor een gestage stroom en LIN-gebruik met optimale efficiëntie. Na verloop van tijd botsen de bevroren gebieden rond de bevriezende leidingen tegen elkaar, voegen zich samen en groeien uiteindelijk uit tot een gesloten en waterdichte muur. In ongeveer een week tijd ontstaat door dit proces een vorstlichaam met een diameter van ongeveer 1 meter.