Сегодня пользуются популярностью такие способы прогрева бетона, как прогрев бетона проводом пнсв прогревочным кабелем, прогрев с помощью специальных термоматов, трансформаторов и станциий. Но самым проверенным и, главное, доступным большинству остается .
Зимнее бетонирование.
Основным материалом, используемым в современном строительстве зданий, является бетон. Для того, чтобы строительство велось непрерывно, круглый год, при минусовой температуре, применяется прогрев бетона. Прогреваемый бетон схватывается точно так же, как при плюсовой температуре, имеет в дальнейшем необходимую прочность. Если же бетон замерзает, он не схватывается, соответственно никакой прочности не имеет, и при размерзание – рассыпается.
Для прогрева бетона используется понижающий трансформатор – 380В./55Вольт. Также, нихромный провод, НМПГ – 1.5кв.мм. И от низкой стороны трансформатора, - кабель большого диаметра, обычно - 35 – 50кв.мм. В зависимости от предельно допустимой нагрузки трансформатора. Обычно, это - 510А. Поэтому, кабеля, диаметром 50кв.мм. на одной фазе, вполне хватает для полной нагрузки трансформатора.
Зимнее бетонирование. Прогрев бетона. Горизонтальный прогрев производится следующим образом. Внутри арматурного каркаса, перед заливкой бетона, укладывается изолированный нихромный провод. Провод укладывается петлями. Длина провода одной петли должна быть 25 метров, тогда ток в проводе будет 10А, что является оптимальным значением для его нагрева. Начало провода подключается к одной фазе низковольтного кабеля трансформатора, конец провода подключается к другой фазе. Раскладывается он равномерно, по всей площади, готовой под заливку бетона. Расстояние между протянутым проводом начала петли и протянутым проводом конца петли, а также, между соседними петлями, должно быть 20 – 25см. Это обеспечит ровный прогрев всей поверхности. К кабелям низкой стороны трансформатора, петли подключаются равномерно между фазами. Когда все петли подключены, начинается заливка бетона. После того, как бетон залит, территория прогрева ограждается, и включается трансформатор. Горизонтальный прогрев используется при бетонирование пола и межэтажных перекрытий.
Вертикальный прогрев бетона, для колонн здания и несущих стен, производится таким образом. Внутри вертикального арматурного каркаса колонны или стены, с помощью изоляторов, по всей высоте устанавливаются электроды. Обычно это стальная проволока, диаметром 8мм. Электрод не должен касаться арматурного каркаса. Чаще всего, изоляторами, и в то - же время креплениями электродов, являются куски жёсткого изолированного провода. Средина провода обматывается вокруг электрода, края наматываются на каркасную арматуру таким образом, чтобы электрод был в натяжке изолированного провода. К верхним концам электродов, с помощью поводков подключаются кабеля низкой стороны трансформатора. Распределение нагрузки должно быть равномерным, и производится следующим образом. Фаза «А», подключается к первому электроду. Фаза «Б», ко второму электроду. Фаза «С», к третьему электроду. Дальше – в той же последовательности. Четвёртый электрод – фаза «А», пятый – фаза «В»…и так далее.
После заливки бетона и включения обогрева, нужно сразу проверить величину тока в кабелях низкой стороны. Если кабель, к примеру, имеет сечение 35мм.кв. а ток больше 400А, его необходимо разгрузить. То - есть, выключить трансформатор, и отключить несколько электродов. Ведётся прогрев в течение 12 – 17 часов. За это время вода полностью выпаривается и бетон схватывается.
Работы по заливке бетона должны осуществляться не более чем через 4-6 часов после замешивания материала. Наиболее удобный способ заливки бетона (в том числе и на высоту) – при помощи специального насоса. При этом можно вставить в шланг переходник с целью уменьшения скорости движения бетона. Струю рекомендуется сначала направлять на углы, откосы, разветвления стены, края отверстий, а затем в основную часть опалубки. По завершению заливки бетон необходимо уплотнить, чтобы исключить раковины и полости. Уплотняется материал способом штыкования. При этом бетон по всей глубине протыкается штыковой лопатой или куском арматуры. Более качественной считается проработка смеси специальной виброрейкой или погружным вибратором.
Зимой заливаемый бетон должен содержать в своем составе специальные компоненты – кислотные или соляные. Также рекомендуется сооружать над местом работы полиэтиленовые теплицы, внутри которых помещается тепловая пушка или калорифер.
Электрический прогрев бетона осуществляется при заливке в зимнее время года или в ситуациях, когда необходимо ускорить время, за которое бетон будет схватываться. При этом следует строго придерживаться установленного технического режима. В противном случае изделие из бетона может потерять свою прочность или потрескаться. После заливки необходимо полить поверхность бетона водой и закрыть полиэтиленовой пленкой, чтобы исключить испарение влаги.
Ячеистый бетон – это теплоизоляционно-конструкционный материал, изготовленный на вяжущей минеральной основе. Он имеет пористую структуру, что обусловлено смешением бетона с пеной и сверхлегкими заполнителями, газообразованием и воздухововлечением. Существует несколько разновидностей ячеистого бетона, наиболее популярными из которых при строительстве являются пенобетон, газобетон, поризованный бетон, газосиликат, пенополистиролбетон.
Особенности и применение бетона
Бетон является основным материалом при строительстве зданий и сооружений, заливке фундаментов и изготовлении различных строительных конструкций. Для того чтобы добиться его надлежащего качества, в особенности при заливке в условиях низких температур, необходимо строго соблюдать технологию изготовления бетонной смеси.
В состав бетона в большом количестве входит вода, химически не связанная с остальными компонентами раствора – цемента, песка и наполнителя. Таким образом, при снижении температуры окружающей среды до нулевых температур, происходит её замерзание, что приводит к увеличению сроков схватывания и снижению прочности бетона.
При температуре ниже 0 градусов прочность готовой конструкции снижается до 50%, что может привести к растрескиванию и разрушению готовых бетонных конструкций.
Для того чтобы в зимнее время осуществлять бесперебойное и качественное строительство, а также для сохранения прочностных качеств бетона, существует несколько методов его прогрева:
Термос. Технология термосного прогрева смеси заключается в утеплении опалубки;
Добавки ускорителей отвердения, пластификаторов и противоморозных добавок. Отличается от создания утепленной опалубки добавлением химических реактивов, способствующих ускорению схватывания бетона и препятствующих замерзанию входящих в состав смеси воды;
Предварительный прогрев бетона. Заключается в доставке бетона с завода до места заливки в подогреваемых бетономешалках и созданию двойной опалубки, в которую подаётся горячий воздух. Таким образом, проще всего решается вопрос того, как прогреть бетон без больших затрат;
Прогрев смеси электродным методом. В бетоне монтируются электрода или специальная арматура, через которую пропускается электрический ток. Благодаря этому электроды нагреваются, а уже от них нагревается массив бетона;
Инфракрасный прогрев бетонной смеси. Заключается в прогреве освещаемого инфракрасными лучами массива бетонной конструкции;
Индукционный метод прогрева. В качестве нагревающего элемента при применении этого метода используется электромагнитный индуктор, нагревающий бетонную смесь с помощью вихревых токов.
Прогрев бетона сварочным аппаратом
Прогрев бетона сварочным аппаратом
При проведении строительных работ нередко требуется прогрев бетона. Для этого существуют специальные приспособления, но можно использовать и обычный сварочный аппарат.
В первую очередь для прогрева понадобятся дополнительные электроды. В качестве таковых можно использовать обрезки арматуры. Они по возможности равномерно устанавливаются по всей бетонной поверхности, каковую следует засыпать опилками. Эти опилки послужат дополнительной теплоизоляцией, а также предотвратят испарение влаги.
После этого расставленную арматуру соединяют между собой проводом так, чтобы получились параллельные цепи. К этим цепям присоединяют прямой и обратный сварочные провода. Очень важно, чтобы они не замкнулись друг на друга! Наличие напряжение определяется по лампочке накаливания, установленной между цепями. При прогреве следует постоянно следить за температурой бетона, чтобы не допустить перегрева. Температурный контроль производится любым термометром.
Указанным способом можно разогреть бетон, не привлекая каких-то дорогих и сложных устройств. Но все же сварочный аппарат лучше применять при не очень больших объемах бетона.
Следует сразу же отказаться от идеи «упростить» процесс, просто замыкая на бетонную арматуру сварочную цепь. Кроме пустой траты времени и электричества это не даст никакого результата.
Среди многочисленных марок сварочных аппаратов особо выделяются LINCOLN ELECTRIC. Их отменное качество, надежность, высокая производительность, а также простота в использовании давно признаны и профессиональными сварщиками и теми, кто использует аппараты для собственных нужд. В недавнее время LINCOLN ELECTRIC выпустил в продажу устройства для плазменной резки, способные легко работать с любыми металлами и сплавами.
Зимний бетон и его использование
Какие качества необходимы для бетона, применяемого зимой? В это время года чаще всего наблюдаются отрицательные температуры воздуха. Поэтому смешивать бетон в привычных условиях нельзя. Именно это привело к тому, что все заводы по производству бетона могут быть зимние и летние. Первые не могут выпускать продукцию при отрицательном температурном режиме. Вторые - могут производить зимний морозостойкий бетон при температуре до минус двадцати пяти градусов. Они отличаются от тех, которые работают летом тем, что оборудованы парогенератором, который разогревает инертные составляющие; теплым производственно-смесительным отсеком; промышленным котлом, который повышает температуру горячей воды; работают в соответствии со специальными технологиями; заправляют миксеры горячей водой.
Рецептура приготовления бетона зимой отличается тем, что применяются специальные добавки, позволяющие смеси не замерзать, сохраняя пластичность. Компания "Бетонная система" имеет два предприятия, специализирующиеся на выпуску бетона в зимнее время. Это Бетонный завод на а/п Ржевке и Бетонный завод в поселке Белоостров.
Можно ли проводить заливку и укладку бетона зимой? Да, но необходимы два условия:
1. во время транспортировки и бетонирования нужно использовать специальные морозостойкие добавки в бетон
2. пока бетон схватывается необходимо поднимать температуру воздуха с помощью специальных устройств.
По ходу бетонирования и до его полного окаменения нужно создавать необходимую температуру. На этот процесс специальные добавки никак не влияют, поэтому нужно закрывать бетон в зимних условиях полиэтиленом или мешковиной, применять тепловые пушки или постоянное напряжение.
Какие технологии применяются для повышения температуры? Это тепловые завесы, которые создаются за счет использования тепловых пушек или строительных фенов. Это оборудование подают воздушные струи в зону согреваемой конструкции, которая должна быть защищена. Есть возможность сэкономить, применив сварочные аппараты и проволоку для прогрева бетона зимой.
Когда проводится заливка бетона зимой, необходимые прочностные характеристики могут сильно отличаться от реальных. Самым главным требованием является поддержание определенной температуры. Минимальная температура зависит от антифриза, обычно это минус пять, десять, пятнадцать градусов Цельсия.
При работе с бетоном в условиях низких температур неизменно возникает необходимость прогрева этого строительного материала. В том случае, если объем таких работ не слишком высок, для прогрева бетона можно использовать маломощные двухфазные сварочные аппараты. Причём качественно прогреть бетонную смесь можно даже маломощными моделями сварочных аппаратов, которые используются обычными домовладельцами. Расскажем вам о том как выполняется такой прогрев бетона сварочным аппаратом.
Зачем нужно прогревать бетон
Большинство распространенных в настоящее время разновидностей этого строительного материала подразумевают работу при температурах выше 5 градусов по Цельсию. Только при таких плюсовых температурах обеспечивается качественное затвердевание материала, который быстро набирает прочность, в нём отсутствуют трещины и другие дефекты. Если же приводить такие работы при минусовых температурах бетон застывает неравномерно, появляются трещины, материал начинает крошиться, что приводит в последующем к необходимости дорогостоящих ремонтных работ. Использование специального оборудования для прогрева бетона позволяет обеспечить правильное затвердевание и застывание этого материала, при этом все такие строительные работы могут вестись даже при минусовой температуре. Если при больших объемах работ используются специальные масляные и электрические подогреватели, то при небольшом объеме бетонирования куда проще и удобнее использовать для прогрева компактные переносные сварочные аппараты.
Маломощные любительские модели лучше подходят для данной работы, нежели чем мощная профессиональная техника. Такие сварочные инверторы отличается мобильностью, они экономичнее и позволяют плавно регулировать сварочный ток. Такой сварочный аппарат с легкостью найдется в хозяйстве каждого домовладельца, а при необходимости его можно арендовать и выполнить правильную заливку бетона с прогревом используемого строительного материала.
Прогрев бетона сварочным аппаратом: схема работы
Для выполнения прогрева бетона с помощью ПНСВ провода вам потребуется следующее:
- Сварочный аппарат с мощностью 150-250 ампер.
- Алюминиевый кабель.
- Изолента с тканевой основой.
- Амперметр.
- Кабели ПНСВ.
Используемый ПНСВ кабель необходимо нарезать на ленты длиной около 15-20 метров. Каждый такой отрезок должен выдержать сварочный ток мощностью в 25 Ампер. Если вы используете максимальную мощность сварочного аппарата, то потребуется использовать около 10 отрезков ПНСВ. С обеих сторон каждого такого ПНСВ провода необходимо прикрутить алюминиевые кабели аналогичной длины. Скрутка должна находиться в прогреваемом бетоне, а другой конец проволоки соединяется в последующем со сварочным инвертором. Скрутку в бетоне следует заизолировать изолентой.
Обрезки проводов следует подвязать к арматуре при помощи пластиковых креплений и заизолировать такое соединение качественным проводом. Это позволит избежать короткого замыкания. Не забывайте маркировать провода плюсом и минусом.
Заливаем бетоном арматуру с подвязанными ПНСВ проводами, после чего подключаем клеммы кабеля к выходам сварочного аппарата. Устанавливаем минимальный ток, после чего на основном и проводящем отрезке измеряем показатель сварочного тока. В нашем конкретном случае на основном проводе показатель сварочного тока должен составлять 250 Ампер, а на каждом отрезке 20 Ампер. Помните о том, что по мере прогревания бетона сила тока падает, поэтому на аппарате вручную ток нужно будет ступенчато увеличивать. При этом старайтесь не допускать резкого увеличения напряжения на кабелях, а сам застывающий материал лучше всего укрыть утеплителем и полиэтиленовой пленкой. Это исключает потери тепла, а материал будет сохнуть равномерно, что позволит исключить появление трещин на его поверхности.
Прогрев бетона рекомендуется выполнять до приобретения залитой плиты должной прочности. Обычно на затвердевание и набор прочности бетона требуется около 30-40 часов. Всё это время следует прогревать цемент, не допуская его резкого охлаждения.
Прогрев бетона сварочным аппаратом: схема подключения
Популярность также получила технология прогрева сварочным аппаратом с использованием в качестве греющих элементов электродов, вживленных непосредственно в бетон. При этом ток течет через застывающий раствор, разогревая электроды и подогревая строительный материал. Недостатком данной технологии прогрева бетона является опасность поражения электрическим током людей и домашних животных, которые находятся в непосредственной близости от заливаемой бетонной смеси. Именно поэтому необходимо ограничивать напряжение на уровне 36 В.
В качестве электродов можно использовать прутья арматуры, которые укладываются в конструкцию и соединяются последовательно, что позволяет получить изолированные отрезки. Такими изолированными отрезками подключают прямой и обратный провод. Контролировать мощность тока можно подключённой лампой накаливания между двумя электродами.
Выполняя прогрев при помощи электродов необходимо постоянно контролировать температуру бетона, не допуская его растрескивания и обезвоживания. Залитую конструкцию рекомендуется накрыть утеплителем или пленкой, что позволит избежать потери тепла и влаги.
Заключение
Маломощные сварочные аппараты отлично подходят для прогрева стройматериала. Наибольшую популярность в настоящее время получили две технологии прогрева бетона с помощью сварочных аппаратов с использованием специальных нагревающих кабелей или же арматурных электродов. Вне зависимости от того какой способ прогрева материала вами выбран, необходимо качественно и внимательно выполнять соединение проводов и арматуры, что и станет залогом безопасности выполнения такого прогрева материала.
Заливка бетона зимой имеет свои сложности. Главной проблемой считается нормальное затвердевание раствора, вода в котором может замерзнуть, и он не наберет технологической прочности. Даже если этого не случится, низкая скорость высыхания состава сделает работы нерентабельными. Прогрев бетона проводом ПНСВ поможет снять этот вопрос.
Электропрогрев бетона в зимнее время – наиболее удобный и дешевый способ достигнуть нужной твердости материала. Он разрешается нормами СП 70.13330.2012, и может применяться при выполнении любых строительных работ. После отвердевания бетона, провод остается внутри конструкции, поэтому применение дешевого ПНСВ дает дополнительный экономический эффект.
Применение
Прогрев бетона в зимнее время кабелем дает возможность решить две основные проблемы. При температурах ниже нуля вода в растворе превращается в кристаллики льда, в результате реакция гидратации цемента не просто замедляется, она прекращается полностью. Известно, что при замерзании вода расширяется, разрушая образовавшиеся в растворе связи, поэтому после повышения температуры он уже не наберет нужной прочности.
Раствор затвердевает с оптимальной скоростью и сохранением характеристик при температуре порядка 20°C. При падении температуры, особенно ниже нуля, эти процессы замедляются, даже с учетом того, что при гидратации выделяется дополнительное тепло. Чтобы выдержать технические условия, зимой не обойтись без прогрева бетона проводом ПНСВ или другим предназначенным для этого кабелем в таких ситуациях, когда:
- не обеспечена достаточная теплоизоляция монолита и опалубки;
- монолит слишком массивен, что затрудняет его равномерный прогрев;
- низкая температура окружающего воздуха, при которой замерзает вода в растворе.
Характеристики провода
Кабель для прогрева бетона ПНСВ состоит из стальной жилы с сечением от 0,6 до 4 мм², и диаметром от 1,2 мм до 3 мм. Некоторые виды покрываются оцинковкой, чтобы снизить воздействие агрессивных компонентов в строительных растворах. Дополнительно он покрыт термоустойчивой изоляцией их поливинилхлорида (ПВХ) или полиэстера, она не боится перегибов, истирания, агрессивных сред, прочна и обладает высоким удельным сопротивлением.
Кабель ПНСВ обладает следующими техническими характеристиками:
- Удельное сопротивление составляет 0,15 Ом/м;
- Стабильная работа в температурном диапазоне от -60°C до +50°C;
- На 1 кубометр бетона расходуется до 60 м провода;
- Возможность применения до температур до -25°C;
- Монтаж при температурах до -15°C.
Кабель подключается к холодным концам через провод АПВ из алюминия. Питание может осуществляться через трехфазную сеть 380 В, подключаясь к трансформатору. При правильном расчете ПНСВ может подключаться и к бытовой сети 220 вольт, длина при этом не должна быть менее 120 м. По системе, находящейся в бетонном массиве должен протекать рабочий ток 14-16 А.
Технология прогрева и схема укладки
Перед установкой системы прогрева бетона в зимнее время монтируется опалубка и арматура. После этого раскладывается ПНСВ с интервалом между проводами от 8 до 20 см, в зависимости от наружной температуры, ветра и влажности. Провод не натягивается и прикрепляется к арматуре специальными зажимами. Нельзя допускать изгибов радиусом менее 25 см и перехлестов токоведущих жил. Минимальное расстояние между ними должно составлять 1,5 см, это поможет не допустить короткого замыкания.
Наиболее популярная схема укладки ПНСВ – «змейка», напоминающая систему «теплый пол». Она обеспечивает обогрев максимального объема бетонного массива при экономии греющего кабеля. Перед заливкой в опалубку раствора необходимо убедиться в том, что в ней нет льда, температура смеси не ниже +5°C, а монтаж схемы подключения проведен правильно, на достаточную длину выведены холодные концы.
К проводу ПНСВ прикладывается инструкция, с которой нужно ознакомиться перед тем, как прогреть бетон. Подключение осуществляется через секции шинопроводов двумя способами через схему «треугольник» или «звезда». В первом случае систему разделяют на три параллельных участка, подключаемых к выводам трехфазного понижающего трансформатора. Во втором – три одинаковых провода соединяются в один узел, потом три свободных контакта аналогично подключаются к трансформатору. Питающее устройство устанавливается не далее, чем в 25 м от места подключения, прогреваемый участок обносится ограждением.
Система подключается после полной заливки всего объема строительного раствора. Технология прогрева бетона греющим кабелем ПНСВ включает в себя несколько этапов:
- Разогрев осуществляется со скоростью не более 10°C в час, что обеспечивает равномерное прогревание всего объема.
- Нагрев при постоянной температуре длится до тех пор, пока бетон не наберет половину технологической прочности. Температура не должна превышать 80°C, оптимальный показатель 60°C.
- Остывание бетона должно происходить со скоростью 5°C в час, это поможет избежать растрескивания массива и обеспечит его монолитность.
При соблюдении технологических требований материал наберет марку прочности, соответствующую его составу. По окончанию работ ПНСВ остается в толще бетона и служит дополнительным армирующим элементом.
Нужно отметить, что применять кабель КДБС или ВЕТ значительно проще, поскольку их можно подключать напрямую к сети 220 В через щитовую или розетку. Они разделены на секции, что помогает избежать перегрузки. Но эти кабели стоят дороже ПНСВ, поэтому реже применяется при строительстве крупных объектов.
Еще одна популярная технология – использование опалубки с ТЭН и электродами, когда арматура вставляется в раствор и подключается к сети, используя сварочный аппарат или понижающий трансформатор другого типа. Этот способ прогрева не требует специального греющего кабеля, но более энергозатратен, поскольку вода в бетоне играет роль проводника, а его сопротивление при затвердевании значительно возрастает.
Расчет длины
Чтобы рассчитать длину провода ПНСВ для прогрева бетона требуется учесть несколько основных факторов. Главный критерий – количество тепла, подаваемого на монолит для его нормального затвердевания. Оно зависит от температуры окружающего воздуха, влажности, наличия теплоизоляции, объема и формы конструкции.
В зависимости от температуры определяется шаг укладки кабеля со средней длиной петли от 28 од 36 м. При температуре до -5°C расстояние между жилами или шаг составляет 20 см, с понижением температуры на каждые 5 градусов, он уменьшается на 4 см, при -15°C он составляет 12 см.
При расчете длины важно знать потребляемую мощность нагревательного провода ПНСВ. Для самого популярного диаметра 1,2 мм она равна 0,15 Ом/м, у проводов с большим сечением сопротивление ниже диаметр 2 мм имеет сопротивление 0,044 Ом/м, а 3 мм – 0,02 Ом/м. Рабочий ток в жиле должен быть не более 16 А, поэтому потребляемая мощность одного метра ПНСВ диаметром 1,2 мм равна произведению квадрата силы тока на удельное сопротивление и составляет 38,4 Вт. Чтобы подсчитать суммарную мощность необходимо этот показатель умножить на длину уложенного провода.
Подобным образом рассчитывается и напряжение понижающего трансформатора. Если уложено 100 м ПНСВ диаметром 1,2 мм, то его общее сопротивление составит 15 Ом. Учитывая, что сила тока не более 16 А, находим рабочее напряжение, равное произведению силы тока на сопротивление в данном случае оно будет равно 240 В.
Купить провод прогревочный ПНСВ-1,2 по выгодной цене можно здесь
Применение провода ПНСВ – один из самых дешевых способов прогрева бетона. Но он больше годится для применения профессиональными строителями, поскольку для его подключения требуются специальное знание и оборудование. Этот кабель можно применять и в бытовых условиях, правильно рассчитав потребляемую мощность. Снизить расходы при прогреве раствора поможет применение теплоизоляционных материалов, в этом случае нагрев произойдет быстрее, а снижение температуры будет происходить равномернее, что улучшит качество бетона.
При строительстве монолитных бетонных конструкций в зимнее время применяется несколько технологий для создания необходимых температурных условий. Это может быть установка специальных тепляков, применение тепломатов или специального провода для прогрева бетона. Первый способ наиболее энергоемкий, поэтому экономически невыгоден, второй вариант подразумевает установку тепловых станций, прогревающих только верхние слои, что также вносит ряд ограничений на применение. Последний вариант наиболее востребован, о нем и пойдет речь в данной публикации.
Зачем нужен прогрев бетона?
В холодное время года, когда температура окружающего воздуха опускается ниже точки замерзания воды, возникают проблемы с гидратацией бетонного раствора. Проще говоря, смесь частично замерзает, а не полностью затвердевает. После повешения температуры окружающей среды начинается процесс оттаивания, монолитность смеси может быть нарушена, что отрицательно отразится на монолитности конструкции, ее сопротивлению проникновения воды, что приведет к снижению долговечности.
Последствия заливки раствора на морозе, в этом случае не поможет даже гидрошпонка Аквабарьер или другая гидроизоляцияЧтобы избежать перечисленных последствий, обязательно необходимо зимой делать электропрогрев бетонной смеси. При этом изотермическом процесс не возникает нарушений в ее структуре, что положительно отражается на прочности возводимой конструкции.
Виды нагревательных проводов и кабелей
Чаще всего для электроподогрева бетона применяются провода ПНСВ. Это объясняется его относительно невысокой стоимостью и простым монтажом. Ниже представлен внешний вид термопровода, его конструктивные особенности и расшифровка маркировки.
В качестве альтернативы может применяться аналог – ПНСП, основное отличие которого заключается в изоляции, она выполнена из полипропилена, что позволяет незначительно повысить максимальную мощность тепловыделения.
Таблица основных параметров проводов ПНСВ и ПНСП
Обратим внимание, что провода данного типа могут использоваться в качестве напольных обогревателей, которые работают по принципу теплого пола.
Основная трудность, связанная с применением термопроводово данного типа, заключается в необходимости произвести расчет их длины. Небольшие просчеты можно исправить регулируя уровень напряжения, поступающего с прогревочного трансформатора.
Подробно о том, как производится монтаж ПНСВ, а также описание связанных с этим процедур (расчет длины проводов, схема укладки, составление технологической карты и т.д.) будет приведено в другом разделе.
Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ
Основной недостаток описанных выше термопроводов – необходимость дополнительного оборудования, позволяющего регулировать мощность тепловыделения путем изменения напряжения. Значительно упростить задачу можно применяя двужильные секционные саморегулирующие термокабели, а именно финский ВЕТ или отечественный КДБС. Они не требуют для подогрева дополнительного оборудования и подключаются напрямую к сети 220 вольт. Устройство прогревочного кабеля представлено ниже.
Обозначение:
- А – Выходы нагревательных жил.
- В – Установочный кабель, служащий для подключения КДБС к сети 220в, для этой цели можно использовать любой соединительный провод, например АПВ.
- С – Муфта, для подключения нагревательной секции.
- D – Концевая изоляторная муфта.
- Е – Нагревательная секция фиксированной длины.
Конструктивно кабель ВЕТ практически не отличается от рассмотренного выше отечественного аналога, что касается основных технических характеристик, то они приведены в сравнительной таблице ниже.
Таблица сравнительных характеристик кабелей ВЕТ и КДБС
Что касается маркировки, то отечественные изделия данного типа кодируются в следующем виде: ХХКДБС YY, где ХХ – характеристика линейной мощности, а YY – длина секции. В качестве примера можно привести маркировку 40КДБС 10, которая указывает мощность 40 Вт на метр, а сама секция десятиметровой длины.
Технология прогрева с использованием ПНСВ
Принцип действия довольно простой: при подаче напряжения происходит нагрев провода, который в свою очередь нагревает бетонную смесь. Поскольку для нагрева рекомендуется ограничится напряжением 70 В, потребуется понижающий трансформатор (далее ПТ) соответствующей мощности.
Трансформаторная подстанция КТПТО 80 для работы с термопроводом
Перед тем, как осуществлять монтаж, необходимо рассчитать длину прогревочного провода. При этом необходимо принимать во внимание его тип и характеристики, напряжение трансформаторной подстанции, объема бетонной смеси, температуры окружающей среды, а также характер конструкции (предполагается заливка колоны, балки) и т.д. Чтобы не запутаться в расчетах, можно воспользоваться онлайн калькулятором для расчета нагревательного проводника ПНСВ или другого кабеля (ПНБС, ПТПЖ и т.д.).
Для нагрева бетонной смеси, объемом один кубометр необходимо около 1200-1300 Вт. Если мы будем использовать провод данной марки сечением 1,20 мм, то потребуется прогревочник 30-45 м (для точного расчета длины необходимо знать температурные условия).
Помимо этого необходимо учитывать силу тока, для нормальной работы погруженного в раствор кабеля допустимо 14,0 – 18,0 Ампер (в зависимости от схемы подключения).
Электрическая схема подключения ПНСВ А) звездой В) треугольником
Монтаж ПНСВ
Приведем краткое руководство стандартной методики:
Обратим внимание, принцип и схема укладки ПНСП, ПНБС, ПТПЖ практически не отличается от ПНСВ.
Использование сварочного аппарата в качестве ПТ.
Такой способ подогрева вполне возможен, приведем пример как это можно реализовать такой метод. Допустим, нам необходимо залить плиту объемом 3,7 кубических метра, при температуре на улице – 10°С. Для этой цели потребуется сварочная установка на 200,0-250ампер, клещи для измерения тока, провод ПНСВ, холодные концы и тканевая изоляционная лента.
Нарезаем восемь сегментов по 18,0 метров, каждый такой может выдержать ток до 25,0 А. Мы оставим небольшой запас и возьмем для подключения к сварочному аппарату на 250,0 А восемь таких сегментов.
К каждому выходу отрезка подсоединяем на скрутке монтажный провод (подключаем холодные концы). Производим укладку ПНСВ, ее схема будет приведена ниже. Соединение холодных концов (плюс и минус отдельно) желательно делать при помощи клеммника, размещенном на текстолите или любом другом изоляционном материале.
Завершив заливку, подключаем прямой и обратный выход аппарата (полярность не имеет значения), предварительно выставив ток на минимум. Проводим измерение тока нагрузки на отрезках, он должен быть порядка 20,0 А. В процессе нагрева сила тока может немного «проседать», когда это происходит, увеличиваем ее на сварке.
Плюсы и минусы ПНСВ
Прогревать таким способом бетон довольно выгодно. Это объясняется как низкой стоимостью провода и относительно небольшим расходом электричества. Отдельно необходимо отметить устойчивость проволоки к щелочному и кислотному воздействию, что позволяет использовать данный способ при добавлении в смесь различных присадок.
Основные недостатки:
- сложность расчетов при расчете длины провода;
- необходимость использования ПТ.
Понижающие станции стоят довольно дорого, а учитывая длительность процесса брать их в аренду не выгодно (такие услуги обходятся в 10% от себестоимости изделия). Использование сварочных аппаратов делает возможным обогрев небольших конструкций, но поскольку она не рассчитана на такой режим работы, выход ее из строя и последующий дорогостоящий ремонт довольно вероятны.
Монтаж секционного обогревочного кабеля
Поскольку такие нагреватели для бетона поставляются не в бухтах, а готовыми секциями, снимается вопрос с обрезкой. Все что необходимо для сбора установки для зимнего бетонирования это рассчитать мощность сегмента исходя из того сколько кубов бетона в конструкции, после чего выбрать кабель соответствующей длины.
Начнем с краткого руководства по расчетам и небольших рекомендаций по монтажу:
- В инструкции к технологии ТМО бетона указывается, что на обогрев кубометра смеси требуется от 500 до 1500 Вт (зависит от температуру воздуха). Расход электроэнергии можно существенно снизить, если применить несколько несложных технических приемов:
- Использовать специальные присадки для смеси, позволяющие понизить точку замерзания раствора.
- Утеплить опалубку.
- Если производится заливка балки или перекрытия, расчет обогревочного кабеля производится из 4 погонных метров на 1 м 2 площади поверхности. При возведении объемных элементов, таких как двутавровые бетонные балки, электрообогрев укладывают ярусами, с расстоянием между ними не более 40,0 см.
- Защита кабеля позволяет приматывать его к арматуре.
- Расстояние от поверхности конструкции до уложенного внутри электрообогревателя должно быть как минимум 20,0 см.
- Чтобы бетонная смесь прогревалась равномерно, нагреватели должны быть уложены на одинаковом расстоянии.
- Между разными контурами должно быть не менее 40,0 мм.
- Запрещено пересечение греющих проводников.
Преимущества и особенности сегментированного кабеля
К несомненным положительным качествам продукции данного типа следует отнести:
- Для организации прогрева бетона при помощи не требуется наличие дорогостоящего дополнительного оборудования (ПТ).
- В отличие от сушки электродами вероятность поражения электричеством минимальна.
- Легкий монтаж и несложный расчет длины сегмента.
Особенности:
ВЕТ кабель стоит существенно дороже, чем провод для прогрева бетона ПНСВ. Отечественный КДБС, например производимый компанией ЭТМ в Красноярске, несколько улучшает положение, но не намного. Именно поэтому данные кабели применяются при возведении небольших бетонных и ЖБТ конструкций.
В качестве заключения.
Мы описали только один способ обогрева бетона, на самом деле их значительно больше. Они будут рассмотрены в других публикациях.
В завершении считаем необходимым ответить на вопрос, неоднократно встречающийся в сети, почему нельзя для прогрева бетона использовать нихромовые провода. Во-первых, это удовольствие было бы очень дорогим, во-вторых, правилами техники безопасности запрещено. Именно поэтому не стоит калькулятор для расчета числа витков нихрома, чтобы сделать обогрев трубы или бетона.
Бетонирование – один из основных строительных процессов. Замерзание незатвердевшей бетонной смеси ведёт к значительной потере прочности готового строения, так как кристаллы льда вызывают расширение и разрушение структуры. Прогрев бетона электродами даёт возможность проводить строительные работы в зимнее время без ухудшения качества готовой конструкции.
Электродный метод не требует применения сложного оборудования. Принцип работы основан на свойствах электрического тока – при прохождении через влажную среду выделяется тепло, которое и способствует прогреванию бетонной смеси и её равномерному застыванию.
Режимы прогрева бетона электродами
Режим выбирают исходя из массивности и геометрии конструкции, марки бетонной смеси, погодных условий, эксплуатации возводимой конструкции. Электродный прогрев бетона проводят по одной из следующих схем:
- две стадии: прогрев бетонной смеси и последующая изотермическая выдержка;
- две стадии: нагрев и остывание с полной теплоизоляцией или сооружением греющей опалубки;
- три стадии: прогрев, изотермическая выдержка, остывание.
При прогреве бетона электродами критично важно соблюдать температурные параметры. Процесс начинают с +5 градусов, затем увеличивают температуру со скоростью 8–15 градусов в час. Максимальные допуски зависят от марки бетона и составляют +55… +75 градусов. Для контроля проводятся периодические замеры температуры.
Время изотермической выдержки определяется на основании лабораторных исследований кубиковой прочности при сжатии. Зависит от типа цемента, температурного режима нагрева и требуемой прочности готового бетона.
Допустимая скорость остывания 5–10 градусов/час. Точный параметр зависит от объёма конструкции. Повторная теплоизоляция после распалубки требуется, если разница температур окружающего воздуха и бетонных поверхностей более 20 градусов.
Разновидности электролитов для прогрева бетона
В зависимости от вида и геометрии конструкции используются различные электроды для прогрева бетона. Для каждого из них разрабатывается своя схема подключения:
- Струнные.
- Стержневые.
- Пластинчатые.
- Полосовые.
Струнные. Изготавливают из арматуры длиной 2–3 м диаметром 10–15 мм. Используют для колонн и других подобных вертикальных конструкций. Подключают к разным фазам. В качестве одного из электродов может использоваться армирующий элемент.
Стержневые. Представляют собой куски арматуры толщиной 6–12 мм. Располагаются в растворе рядами с расчётным шагом. Первый и последний электрод в ряду подключают к одной фазе, другие – ко 2-ей и 3-ей. Используются для участка любой сложной геометрии.
Пластинчатые. Подвешиваются на противоположные края опалубки без заглубления в раствор и подключают к разным фазам. Электроды создают электрическое поле, которое и прогревает бетон.
Полосовые. Выполняются в виде металлических полосок шириной 20–50 мм. Их располагают на поверхности раствора с одной стороны конструкции и подключают к разным фазам. Используют для плит перекрытий и других элементов в горизонтальной плоскости.
Способы установки электродов в конструкцию
Электродный прогрев бетона используется при возведении стен, колонн, диафрагм и других вертикальных элементов. Этот способ не подходит для изготовления плит.
В залитый раствор вставляют электроды с рассчитанным шагом (60–100 см), в зависимости от геометрии конструкции и погодных условий. Локальные перегревы отрицательно влияют на качество бетона, поэтому размещение электродов должно быть равномерным. Проект расстановки составляется с учётом основных норм:
- минимальное расстояние между электродами 200–400 мм;
- расстояние от электродов до стержней каркаса 50–150 мм;
- расстояние от электрода до технологического шва конструкции – не менее 100 мм;
- расстояние от крайнего ряда до опалубки – не менее 30 мм.
Если выдержать эти требования невозможно из-за размера или конструктивных особенностей прогреваемых поверхностей, электроды на опасных участках необходимо изолировать эбонитовой трубкой.
После заливки бетона нужно укрыть прогреваемый участок рубероидом, плёнкой или другим теплоизоляционным материалом – без дополнительного утепления проведение обогрева не имеет смысла.
Через понижающий трансформатор, подключенный согласно схеме, на электроды подаётся однофазный или трёхфазный переменный ток. Использовать постоянный ток нельзя, так как он запускает процесс электролиза. В электроцепь обязательно включают приборы контроля – по мере застывания требуется проводить корректировки параметров подаваемого тока.
Правила безопасности при электродном прогреве
Использование технологии прогрева бетона электродами на стройплощадке требует повышенного внимания к соблюдению правил безопасности:
- Прогрев заливки с армирующей конструкцией проводится при пониженном напряжении (60–127 В).
- Использование напряжения до 220 В возможно для прогрева локального участка, который не содержит никаких токопроводимых элементов (металлического каркаса, армирования) и не связан с соседними конструкциями.
- Прогрев напряжением до 380 В допустим в исключительных случаях для безарматурных участков.
- Электроды должны быть установлены в строго определенных проектом местах. Категорически нельзя допускать их соприкосновения с армирующими элементами – это приведёт к короткому замыканию и выходу из строя оборудования.
Электродный прогрев бетонной смеси необходимо выполнять в строгом соответствии с технологией. Нарушение временного или температурного режима, схемы расстановки электродов может привести к местным перегревам и недостаточному набору прочности, что впоследствии приведёт к появлению трещин в конструкции и возможному разрушению. При правильно выполненной работе раствор твердеет с равномерной усадкой, что обеспечивает однородную структуру полученного материала и прочность изделия при эксплуатации.
