Обогрев бетона нагревательными проводами схема

Содержание

Провод для прогрева бетона: схема подключения и укладки, технология

Обогрев бетона нагревательными проводами схема

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 гидроизоляция

Чтобы 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.

Внешний вид провода ПНСВ (А), расшифровка маркировки (В) и конструкция (С)

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.

Основные элементы конструкции кабеля обогревочного

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:

  1. Выбираем диаметр провода согласно техкарте, как правило это 1,20-4,0 мм. Если планируется обогрев армированных конструкций, то рекомендуется остановиться на ПВХ изоляции, поскольку она более прочная. Для неармированных конструкций допускается применять провод с полипропиленовым покрытием.
  2. Нарезка производится сегментами равной длины, после чего их сворачивают спиралью (Ø 30,0-45,0 мм).
  3. Укладка спиральных ниток производится в арматурный каркас или их располагают в фанерном или деревянном каркасе (опалубке).
  4. Характеристики ПНСВ не предполагают его работу в качестве обогревателя за пределами бетонной смеси. При таких условиях он сразу выходит из строя. Для исправления ситуации используется любой монтажный провод большего сечения, который подключают к выводам сегмента.Пример как подключить ПНСВ с помощью холодных концов
  5. После того, как опалубку зальют бетонной смесью, дожидаются, пока она начнет схватываться, после чего производится включение трансформаторной подстанции. С ее помощью осуществляют установку необходимой температуры путем увеличения или уменьшения напряжения.

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.

Подключение ПНСВ к сварочному аппарату

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.

Читайте также  Максимальное количество проводов в скрутке

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:
  1. Использовать специальные присадки для смеси, позволяющие понизить точку замерзания раствора.
  2. Утеплить опалубку.
  • Если производится заливка балки или перекрытия, расчет обогревочного кабеля производится из 4 погонных метров на 1 м2 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.

Источник: https://www.asutpp.ru/provod-dlya-progreva-betona.html

Прогрев бетона проводом ПНСВ: схема укладки и методика

Прогрев бетона проводом ПНСВ, схема укладки которого будет описана ниже, используется при проведении работ снаружи помещений в зимнее время.

Необходимы такие манипуляции по той причине, что при воздействии пониженных температур раствор медленнее начинает набирать прочность, в нем вода попросту начинает превращаться в лед.

Более продолжительное застывание бетона становится причиной того, что работы затягиваются на недели и месяцы, кроме того, есть вероятность, что конструкция не обретет должной прочности, будет крошиться в процессе эксплуатации.

Принцип действия провода

Технология прогрева бетона проводом ПНСВ заключается в том, что перед стартом проведения заливки берется кабель нужного сечения и напряжения, укладывается, а после заливается. Затем кабель включается в сеть. Не стоит бояться того, что качества бетона будут меняться под воздействием высоких температур, пузыри не появятся, как и трещины после застывания, а вот процесс твердения не будет остановлен низкими температурами, что позволит получить прочную и надежную конструкцию.

Провод для прогрева бетона ПНСВ, как правило, имеет некоторые особенности. Это обычно токопроводящая жила, которая обладает изоляционным покрытием. Защита может быть выполнена из полиэстера или поливинилхлорида. При этом диаметр равен 1,2 мм, а вот среднее сопротивление эквивалентно 0,15 Ом/м. Использовать его можно в температурном диапазоне -60-+50 °С. При работе ток может быть равен 14-16 Амперам.

Укладка может быть произведена при -25-+50 °С. Перед приобретением необходимо определить, какое количество провода будет нужно использовать, так, для 1 м3 раствора понадобится около 55 м.

Зимний прогрев бетона проводом ПНСВ совершенно безопасен, так как при производстве изделие получает качественную изоляцию, что предотвращает возгорание. Почти нет опасности того, что жила будет переломлена, так как она достаточно прочна.

Не следует приводить в действие провод до тех пор, пока он не будет погружен в раствор. В противном случае произойдет перегорание по причине возросшего тока. Однако выводам не страшны такие явления, так как они имеют в составе провода более внушительного сечения, представляя собой так называемые холодные концы.

Они производятся из АПВ–4, максимальная длина которого составляет 1 м.

Методика прогрева бетона проводом ПНСВ предполагает возможность использовать ее не только в бытовых, но и промышленных масштабах. Иногда производится монтаж в

фундаменты и заборы.

Проведение монтажа кабеля

Работа с кабелем предполагает проведение ответственных манипуляций. Перед тем как начинать процесс укладки, необходимо освободить поверхность от мусора и посторонних предметов, что касается и тех элементов, что способны повредить провод. В ходе этого важно следить за тем, чтобы кабель не перегибался. Для этого рекомендуется осуществлять укладку полукругом, но не должно быть образовано незаполненных зон. В качестве наиболее простого метода укладки выступает змейка.

После включения нужно соблюдать осторожность. Так, не должно происходить перепадов напряжения, для достижения этой цели требуется применить стабилизатор, в противном случае провод просто перегорит, а удалить его не представится возможным.

Схема прогрева бетона проводом ПНСВ есть в статье. После того как вы ее реализуете на деле, можно производить заливку и подключение, что предполагает подведение кабеля к источнику питания. Рекомендуется применять при подключении трансформатор. Как правило, специалисты рекомендуют использовать станции для прогрева марок СПБ-40, СПБ-80.

Подключение может производиться по двум электрическим схемам, первая из которых называется «звезда», тогда как вторая – «треугольник». В последнем случае жилы в проводе разделяются на 3 равные части и провода каждой сопрягаются параллельно. Образованные наборы необходимо соединить в 3 узла и подсоединить к 3-м зажимам станции.

Особенности проведения прогрева

Пред тем как вы начнете, необходимо знать время прогрева бетона проводом ПНСВ.

В течение первого периода раствор будет разогреваться, при этом недопустимо увеличивать температуру больше чем на 10 0С за два часа. Второй период должен сопровождаться повышением температуры не более чем на 80 0С. На заключительном этапе производится остывание. При этом тоже не следует торопиться, а понижение не должно оказаться больше 5 0С в течение часа.

Прогрев бетона проводом ПНСВ, схема укладки которого описана здесь, не сильно разнится с технологией монтажа системы «теплый пол». Кроме того, этот кабель может быть задействован при достижении таких целей. Однако при этом систему придется немного доработать, соорудив ТЭН из нитей проводов, тогда как сверху система должна быть защищена изоляцией.

Стоимость греющего кабеля

Перед приобретением необходимо ознакомиться с ценами на кабель. В разных районах он может стоить по-разному, но средняя цена остается неизменной, она равна 2 руб./м. Не следует покупать товар, не проверив, соответствует ли он установленным ГОСТам, таким образом, кабель производится по стандартам 12.1.013-78.

Проведение обработки бетона после прогрева

Многие строители задаются вопросом о том, можно ли производить манипуляции по резке или сверлению бетона после того, как он обретет прочность. Этот вопрос обусловлен тем, что на момент остановки прогрева конструкция еще не обретает марочную прочность. Ответить на этот вопрос можно положительно, но с некоторой оговоркой. Резать хоть и можно, но недопустимо производить ударные нагрузки.

В качестве наиболее подходящего решения при этом выступает применение алмазного инструмента. Так, если использовать в работе на этом этапе алмазное бурение, то отверстия в бетоне обретают ровные края, а трещины не будут возникать. Более того, если пробурить тело бетона посредством алмазной коронки, то менять инструмент в момент преодоления арматуры не придется, что верно для железобетона.

Рекомендации специалиста

Прогрев бетона проводом ПНСВ, схема укладки которого есть в статье, может быть произведен методом первоначальной его навивки на стальной каркас, при этом необходимо обеспечить отсутствие натяжения. Можно его просто проложить между элементами металлокаркаса. Следует помнить, что провод не должен касаться поверхности опалубки, выступать из тела бетона после заливки он тоже не должен.

Нагревательный провод можно монтировать только после того, как была произведена закладка армирующего каркаса, не стоит начинать проведение данных работ и до того момента, пока закладные элементы не окажутся в пространстве ограждающей конструкции. Сварочные работы тоже должны быть завершены к этому моменту. Прогрев бетона проводом ПНСВ, схема укладки которого показана на рисунке, не должна продолжаться после набора прочности раствором в пределах 50%.

Тепло, которое исходит от жилы, должно оказаться способно разогреть раствор до 40–800 0С. Период, пока смесь полностью не наберет прочность, будет зависеть от особенностей объекта и, как правило, занимает до трех суток. Прогревочная станция должна функционировать по повторно-кратковременному или длительному принципу. Шаг между проводами не должен оказаться больше 15 мм.

Читайте также  Орешки электрические для соединения проводов

Расчет прогрева бетона проводом ПНСВ представлен в статье, но его соблюдение еще не дает полного успеха. Ведь важно еще учесть технологию монтажа, которая предполагает исключение соприкосновения провода или его пересечения. Для того чтобы была возможность контролировать температурный режим в заливаемых раствором конструкциях, необходимо сделать специальные скважины.

Не следует начинать процесс прогрева до того момента, пока раствор полностью не будет уложен, так как это противоречит соображениям безопасности, кроме того, может повредить провод.

Предпочтительнее доверить проведение такого рода работ специалистам, так как монтаж кабеля сопровождается определенными сложностями и требует наличия у мастера навыков в ведении подобных манипуляций.

Расчет провода для прогрева бетона

В силу вышесказанного, можно сделать следующий вывод: для 1 м3 бетона будет необходимо потратить примерно 55 м кабеля. Для того чтобы произвести расчет провода, нужно первоначально узнать, какое количество раствора будет залито в опалубку. Так, на 20 м3 смеси нужно приобрести 1100 м.

Вообще проведение строительных работ предпочтительнее осуществлять в теплое время года, что в особенности касается частных застройщиков. Как правило, ведение заливки бетона в холодный период связано с необходимостью сдать объект к определенному времени.

Такие работы в рамках домашнего строительства предполагают дополнительные расходы на приобретение противоморозных добавок, греющих кабелей и прочего.

Да и трудозатраты зимой при заливке бетона оказываются гораздо больше, ведь замес происходит сложнее, как и последующее распределение смеси по опалубке.

Источник: http://fb.ru/article/186429/progrev-betona-provodom-pnsv-shema-ukladki-i-metodika

Прогрев бетона проводом ПНСВ в зимнее время: схема укладки и подключения, расчет

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:

  1. Разогрев осуществляется со скоростью не более 10°C в час, что обеспечивает равномерное прогревание всего объема.
  2. 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.
  3. Остывание бетона должно происходить со скоростью 5°C в час, это поможет избежать растрескивания массива и обеспечит его монолитность.

Источник: https://betonpro100.ru/tehnologii/progrev-provodom-pnsv

Обогрев бетона нагревательными проводами: подробный обзор технологии

Среди различных методик, которые применяются при закладке фундаментов и других строительных работах в зимний период, важное место занимает подогрев бетона проводом ПНСВ. Использование данной технологии с соблюдением всех правил позволяет создать оптимальные условия для набора прочности застывающим цементным раствором даже в том случае, если температура окружающей среды падает значительно ниже нуля.

В нашей статье мы опишем, как организовать такую обработку, как выбрать провод для нагрева бетона, а также – на что нужно обязательно обращать внимание при работе системы.

Проводники в опалубке нагревают раствор для эффективного отвердения

Обзор методик

Для обеспечения правильного отвердевания бетона нужно, чтобы весь входящий в состав раствора цемент прореагировал с водой. Этот процесс называется гидратацией, и нарушается он в том случае, если вся влага или ее часть превращается в лед.

Чтобы избежать этого, используют различные методы:

  • Во-первых, при небольшом объеме работ можно добавить в состав раствора компоненты, предотвращающие замерзание. Минусом данной методики является неспособность подобных присадок противостоять сильным морозам, а также удорожание стоимости работ.
  • Во-вторых, при кратковременном похолодании можно просто обеспечить качественную теплоизоляцию залитого фундамента или другой несущей конструкции. При этом используется опалубка, изготовленная из материалов с низкой теплопроводностью, а сверху бетон накрывается многослойным полиэтиленом или рубероидом.

Обратите внимание! Разновидностью данного метода является так называемый «горячий термос»  — перед заливкой в опалубку бетон нагревается до 60-700С, после чего тщательно изолируется.

  • Для активного прогрева часто используется электродный метод. При этом проводники либо погружаются в толщу раствора, либо располагаются на его поверхности. Электрическое поле, формирующееся между токопроводящими пластинами или стержнями, отдает часть энергии бетону, поддерживая его температуру на высоком уровне.
  • Однако наиболее эффективной и практичной методикой является использование специальных нагревательных кабелей. Они закладываются в толщу бетона, после чего подключаются к специальному трансформатору и нагревают материал. Цена проводников относительно невелика, потому данный метод можно рекомендовать и для больших объемов.

Заливать бетон зимой можно только при условии прогрева

Как показывает практика, наиболее действенным является комбинирование методов пассивного теплосбережения и активного прогрева бетона. Ниже мы рассмотрим детали этого процесса максимально подробно.

Общая схема

При работе в температурных условиях, достигающих  — 400, провод для подогрева бетона является чуть ли не единственным возможным вариантом для обеспечения отвердения цемента.

При этом сам процесс обогрева организуется таким образом:

  • Вначале не объекте монтируется опалубка. Для снижения теплопотерь ее лучше делать из изолирующих материалов.
  • Затем в опалубку устанавливается арматурный каркас. К арматурному каркасу крепятся специальные нагревательные провода.
Читайте также  Соединение алюминиевых и медных проводов между собой

Все проводники соединяются в единую систему

  • Длины проводов подбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить максимально равномерную нагрузку на каждый участок. Все фрагменты соединяют с одной токопроводящей шиной, которая размещается за пределами опалубки.
  • Затем выполняется заливка раствора с его последующим уплотнением. При этом виброобработка цементной массы допускается, поскольку она, в отличие от штыкования, не приводит к повреждению проводников.
  • Далее соединительные шины присоединяются к понижающему трансформатору. В систему подается ток, и провода постепенно нагреваются, препятствуя замерзанию жидкости в толще материала.
  • Работа трансформатора не прекращается до тех пор, пока бетон не наберет нужную прочность.

Трансформатор для подачи напряжения

Физика процессов

Что же происходит в это время в толще раствора?

  • При прохождении тока заданной силы и напряжения проволока для прогрева бетона постепенно увеличивает свою температуру за счет значительного сопротивления.
  • Часть температуры передается окружающей среде, и вода не переходит в твердое состояние, оставаясь доступной для гидратации цемента.
  • Также за счет отсутствия ледяных кристаллов в толще бетона не формируются поры, которые делают материал неоднородным и снижают его прочность.

От проложенных проводов тепло передается раствору

  • Дополнительным плюсом такого обогрева является повышение надежности армирования: во-первых, за счет постепенного уменьшения доступной влаги снижается риск коррозии арматуры, а во-вторых, бетон закрепляется на металлическом каркасе более равномерно.

Обратите внимание! Резка железобетона алмазными кругами позволяет убедиться в эффективности данной методики: материал становится более прочным, и не поддается качественной обработке другими средствами.

  • После достижения бетоном определенных эксплуатационных показателей нагрев прекращают. Инструкция рекомендует понижать температуру постепенно, поскольку только в этом случае можно избежать растрескивания внутри материала.

Собственно, именно так и происходит сам процесс.

Если же вы решите организовать кабельный обогрев бетона своими руками, то настоятельно рекомендуем изучить следующий раздел. Естественно, нужно помнить, что для выполнения данных работ следует обладать соответствующим допуском, так что для тех, у кого нет «корочки» электрика, приведенные ниже рекомендации будут носить ознакомительный характер.

Выбор проводников

Поскольку нагревательный провод для бетона является центральным элементом всей системы, его нужно выбирать очень придирчиво.

Здесь справедливыми будут следующие соображения:

  • В качестве основного греющего проводника лучше всего подойдет провод ПНСВ с толщиной жилы 1,2 или 1,4 мм.

Обратите внимание! В некоторых случаях, а именно при обогреве больших конструкций, допускается монтаж системы из кабеля ПНСВ диаметром 2, 2,5 или даже 3 мм.

  • Стальная жила, выступающая токонесущим элементом, может быть оцинкована – это положительно сказывается на эффективности нагрева, а также на надежности системы.

Оцинкованный кабель ПНСВ в полихлорвиниловой изоляции

  • Для обеспечения эффективной теплопередачи, а также исключения риска поражения электрическим током стальной сердечник кабеля ПНСВ должен быть покрыт полихлорвиниловой или полиэтиленовой изоляцией.
  • Не следует использовать кабель с полиэтиленовой защитой в армированных конструкциях: при скачках напряжения или длительной работе с максимальной нагрузкой существует риск оплавления полиэтилена и замыкания провода на арматуру.
  • В то же время полихлорвинил при низких температурах (-100С и менее) вследствие снижения эластичности становится ломким, и потому может потрескаться еще на этапе монтажа.
  • Расход провода ПНСВ 1,2 составляет примерно 50 погонных метров на кубометр раствора.

При использовании кабелей необходимо помнить, что рабочий ток для проводника, находящегося в толще раствора, составляет около  15 Ампер. При этом на воздухе такая сила тока является избыточно большой, и чаще всего приводит к перегоранию проводника за счет недостаточно эффективного теплоотведения.

Кабель АПВ-4 для холодных концов

Чтобы избежать этого, для соединения находящихся в бетоне проводников с трансформатором или общей шиной используют так называемые «холодные концы» — провода большего сечения, менее подверженные температурным нагрузкам. В качестве «холодного конца» обычно используется метровый отрезок кабеля АПВ-4, соединенный с ПНСВ скруткой с х/б изолентой.

Схема укладки

Монтаж проводников может осуществляться по одной из двух схем.

Ниже мы опишем детали обустройства каждой из них:

  • Провод для обогрева бетона нарезаем равными отрезками (чаще всего это 17 или 28 метров) и свиваем в спирали диаметром около 40 мм, формируя так называемые нитки. Для завивки спиралей чаще всего применяется специальный станок с электроприводом.
  • При соединении по схеме «треугольник» все проводники делятся на три равные группы. Провода в группах соединяем между собой параллельно, после чего группы скрепляем в трех точках. От каждой точки подводим кабель к выходному зажиму трансформатора.
  • Несколько иначе распределяются нитки проводов при соединении «звездой». Каждые три нитки соединяем в один узел, формируя «тройку». Все тройки соединяем между собой, и, как и в первом случае, присоединяем к трансформатору.
  • Разобраться в топологии данных схем помогут изображения, которые приводятся в данном разделе.

Принципиальные схемы подключения

Чтобы облегчить расчет проводов для прогрева бетонного раствора, можно использовать специальные программы-калькуляторы. Также несколько примеров для наиболее распространенных ситуаций приведены в таблице:

Тип трансформатора Диаметр ПНСВ «Звезда»: число троек при луче в 17 м «Треугольник»: число групп ниток длиной 28 м
СПБ-40 1,2 14 3 по 8
1,4 12 3 по 7
СПБ-80 1,2 28 3 по 13
1,4 24 3 по 11
СПБ-100 1,2 35 3 по 16
1,4 29 3 по 14
380/36 на 6 кВт 1,2 5 3 по 3
380/36 на 2 или 2,5 кВт 1,2 5 1 (три нитки)

Монтаж прогревающей системы

Сам процесс монтажа системы довольно прост:

  • Вначале возводим опалубку и закладываем в нее арматурный каркас. Советы по обустройству опалубки приведены выше.
  • Затем нарезаем кабель ПНСВ в соответствии с необходимыми объемами и формируем из него спирали для нагрева.

Фото закладки спиралей ПНСВ в опалубку

  • Далее укладываем кабель таким образом, чтобы между соседними проводниками расстояние составляло не менее 15 см.
  • При формировании изгиба следим, чтобы проводники не переламывались, и не нарушалась целостность изоляционного слоя. Рекомендуемый радиус изгиба составляет не менее 25 мм.
  • Присоединяем провода к арматурному каркасу таким образом, чтобы избежать их смещения при заливке и виброуплотнении раствора.

Еще одна методика размещения и фиксации ПНСВ на арматуре

  • Выводные концы соединяем в группы в соответствии с выбранной схемой монтажа (см. выше). Зачищаем края проводников и присоединяем их к «холодным концам» путем скручивания, тщательно изолируя место контакта.
  • Холодные концы присоединяем к понижающей трансформаторной станции. Рекомендуется использовать установки СПБ-40, ТМОБ-63, КТПТО-80 или их аналогов.

Присоединение проводов к трансформатору

Обратите внимание! Пробные пуски нагревательной системы до заливки бетона не допускаются, поскольку это с высокой вероятностью приведет к перегоранию проводников на воздухе.

  • Для контроля температуры закладываем специальные трубки, которые будут играть роль диагностических скважин.
  • Выполняем заливку и виброуплотнение цементного раствора, контролируя положение и целостность проводников.

Для снижения расходов электроэнергии на прогрев бетона до заданной температуры специалисты рекомендуют перекрыть залитый фундамент фольгированной пленкой. Слой металлического напыления будет играть роль теплового экрана, отражая инфракрасное излучение и способствуя еще большему укреплению поверхностного слоя.

Рекомендации по эксплуатации

Сам процесс прогрева реализуется по трехстадийной схеме:

  • Сразу после заливки дается некоторое время (до двух часов) на первичное схватывание. После этого материал накрывается теплоизоляционной пленкой и выполняется пуск трансформаторной установки.
  • Первый этап носит название предварительного прогрева. Температура раствора постепенно повышается до 70 – 800С (в зависимости от проекта). При этом во избежание формирования зон напряжений в бетоне параметры тока меняются постепенно – так, чтобы нагрев составлял не более 100С в час.
  • Далее идет наиболее длительная вторая стадия, на которой происходит изотермическое прогревание цементной массы. При этом в скважинах контролируется температурный режим: нагрев не должен превышать 800С, иначе может начаться спекание цементных гранул.
  • Обработка производится до тех пор, пока материал не наберет 70% прочности от заложенной в проекте. Прочность может определяться либо расчетным путем, либо с помощью специальных тестов (иногда для отбора проб применяется алмазное бурение отверстий в бетоне).
  • Третья стадия — охлаждение. Параметры тока изменяются таким образом, чтобы температура бетона падала не быстрее, чем на 4-50С в час.

Рабочая схема подключения нагревательных элементов

После завершения данной стадии «холодные концы» отключаются от трансформатора и демонтируются. Дальнейший набор прочности проходит в естественных условиях.

Вывод

Сведения о том, как прогреть бетон проводом ПНСВ, будут незаменимы для всех, кто планирует строить дом в зимний период. Конечно, система эта довольно затрата, но когда выбора особо нет – то лучше использовать наиболее эффективную и доступную технологию прогрева бетона.

В любом случае, приведенные выше советы, а также видео в этой статье содержат весьма ценную для мастера информацию, потому стоит уделить время ее пристальному изучению!

Источник: https://masterabetona.ru/progrev/259-obogrev-betona-nagrevatelnymi-provodami

Понравилась статья? Поделить с друзьями: