Прогрев бетона в зимнее время: проводами, кабелем, термостатами, электродами, сварочным аппаратом

Как еще можно прогреть бетон

В строительстве применяется большое количество методик, которые помогают греть смесь при ее заливке независимо от времени года. С их помощью при сравнительно небольшом увеличении расходов на электроэнергию сроки строительства сокращаются.

Специальные добавки

Химические присадки создают условия для ускорения процесса отвердения раствора. В состав включают противоморозные смеси. Они ускоряют процесс гидратации цемента, снижают температуру замерзания. Для этой цели применяют нитрит натрия, хлористые соли, карбонат кальция. Зимой конструкция при использовании таких компонентов сможет набрать прочность не более 30%.

Индукционный метод нагрева

Из-за низкого уровня расходов на электроэнергию (требуется до 150 кВт*ч/м³), равномерного обогрева конструкции по всей ее площади, отсутствия зависимости процесса от электропроводности армированной смеси широко применяется технология, основанная на принципе электромагнитной индукции. Металлоконструкции, размещенные внутри ЖБИ, служат сердечником. Открытые участки защищают от тепловых потерь изолирующими материалами.

Подогрев сварочным аппаратом и электродами

Сварочный аппарат и кабель – не единственный вариант прогрева бетона. Использовать можно также электроды, составив правильную схему и продумав все этапы.

Важная информация про прогрев бетона электродами:

• Есть сквозной прогрев, который применяется для бетонных конструкций сложной формы или внушительной толщины. Данный метод предполагает установку электродов на расстоянии минимум 3 сантиметра от опалубки.
• Периферийный способ прогрева предусматривает монтаж электродов на поверхности бетона. Так удается извлечь все нагревающие элементы после того, как бетон застынет.
• Подаваемый на электроды ток нужно постоянно регулировать, так как влага испаряется и этот процесс требует внимания.
• Поверхность нагрева должна быть накрыта специальным теплоизоляционным материалом, это поможет уменьшить тепловые потери с одновременным повышением КПД электродов.
• В случае применения стержневого прогрева электроды нужно монтировать на одинаковом расстоянии, чтобы исключить риск перегрева отдельных зон.
• Электродный прогрев не эффективен для малых изделий/конструкций.
• Текущую температуру бетона нужно постоянно замерять через небольшие промежутки времени.
• Правильная схема подключения электродов обязательно должна создаваться индивидуально для каждого случая.

В данном случае нагревающими элементами являются электроды, которые вживляют в толщу бетона. Ток идет прямо через раствор, в связи с чем отмечают главный минус метода – опасность поражения током людей, которые находятся рядом

Уровень безопасного напряжения составляет до 36 В, если больше – важно обеспечить недопущение на объект животных и людей. Некоторые мастера утверждают, что способ может стать причиной быстрого износа сварочного трансформатора, но это не проверено

Электроды (арматурные прутья) укладывают в бетонную конструкцию, последовательно соединяя так, чтобы вышло два отрезка, изолированных один от другого. К одному отрезку подключают провод прямой, а к другому – обратный. С целью обеспечения контроля тока между двумя электродами желательно подключить лампу накаливания (но это не обязательно).

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.

Советы начинающим

Для круглогодичного ведения строительных работ в полном объеме нужно соблюдать технологические требования при заливке ЖБИ. Начинающим мастерам рекомендуют учитывать следующие факты.

1. Требуется изоляция поверхности раствора от тепловых потерь, испарения влаги.
2. Для постоянного контроля напряжения устанавливают контрольную лампу.
3. Нежелательно замыкание электроцепи на арматуру из-за высоких энергозатрат.
4. Температура внутри смеси должна повышаться постепенно, чтобы избежать образования трещин на поверхности.
5. Размещать электронагреватели нужно на одинаковом расстоянии, минимально между контурами должно быть 4 см.

Имеет значение грамотный уход за залитой конструкцией, ее защита от механических повреждений. Нужно свести к минимуму интенсивность ее усадки, вероятность температурного перепада, обеспечить условия для вызревания. Требуется проверка сохранения формы опалубки после окончания заливки смеси.

При определении эффективности метода имеют значение конфигурация ЖБИ, слой бетона над петлями или электродами, финансовые затраты на работу оборудования, климатические факторы. Отличается и объем начальных вложений для реализации поставленной задачи.

3 ошибки при прогреве бетона электродами

1. Низкое качество контакта электродов с бетоном приводит к мгновенному прекращению электропрогрева. Происходит это по причине того, что вокруг устройств возникают пузырьки. Они не пропускают тепловую энергию до основной массы. Тепло концентрируется в одном месте, что приводит к появлению пустых полостей и пор;
2. Соприкосновение электродов с арматурой. Если один электрод коснулся металла, то неприятных последствий удастся избежать. Если два, то возникает замыкание. Одномоментно происходит поломка трансформатора. Как правило, после этого электроды ремонту уже не подлежат. Такой ошибки можно избежать, если использовалась композитная арматура;
3. Возникновение повышенной плотности тока. Из-за этого бетон может начать вскипать. Также происходит выгорание электродной стали.

ПНСВ 2 Провод нагревательный (прогревочный кабель)

Нагревательный провод ПНСВ со стальной жилой предназначен для обогрева при фиксированном монтаже объектов нефтяной и газовой промышленности, монолитного бетона и железобетона, а также для напольных нагревателей при напряжении до 380 В переменного тока номинальной частотой 50 Гц или постоянного тока до 1000 В.

КОНСТРУКЦИЯ ПРОВОДА ПНСВ

Стандарт: ТУ 16.К71-013-88

Элементы конструкции ПНСВ:

1. Жила — стальная, однопроволочная, круглой формы. 2. Изоляция — ПВХ пластикат или полиэтилен

Отличительные особенности: Для обогрева монолитного бетона и железобетона, а также для напольных нагревателей. Используется для ускорения прогрева бетона монолитных конструкций в зимнее время.

Наиболее применяемый в монолитном строительстве провод прогревочный марки ПНСВ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

·Провода прогревочные ПНСВ стойки к смене температуры окружающей среды: от -60°до +50°С · Максимально допустимая температура эксплуатации: +80°С · Прокладка проводов должна проводиться при температуре окружающей среды не ниже -15°С · Провода стойки к воздействию воды и 20-ти процентного водного раствора поваренной соли или 30-ти процентного раствора щелочей Са(ОН)2 или NaOH. · Радиус изгиба проводов при монтаже должен быть: не менее 5 наружных диаметров · Минимальный радиус изгиба: 25 мм · Смонтированные провода прогревочные не должны пересекаться или прикасаться друг к другу, расстояние между проводами должно быть : не менее 15 мм · Режим работы проводов — повторно-кратковременный или длительный · Подводка питания к нагревательной секции осуществляется «холодными» концами, места соединения нагревательного провода и «холодного» конца рекомендуется выводить за пределы обогреваемой зоны · Соединение «холодного» конца с нагревательными проводами рекомендуется производить методом пайки с применением бандажа из медной проволоки, посредством клеммных коробок или гильз. Допускается любой другой метод, обеспечивающий надежность соединения при эксплуатации · Для достижения равномерности теплового поля смонтированный нагревательный кабель рекомендуется покрывать металлической фольгой толщиной 0.2-0.5 мм · Допускается изготовление нагревательных секций из 2-3 отрезков проводов, при этом соединение токопроводящих жил отрезков может производиться любым способом, обеспечивающим качество соединения · Электрическое сопротивление изоляции проводов, пересчитанное на 1 км длины и измеренное при температуре (20±5)°С : не менее 1 МОм · Гарантийный срок эксплуатации: 2 года со дня ввода в эксплуатацию

· Срок службы нагревательного кабеля ПНСВ: не менее 16 лет

Электрические параметры: Номинальное значение электрического сопротивления токопроводящих жил постоянному току, пересчитанное на 1м длины и температуру 20°С (справочное):

Диаметр жилы кабеля ПНСВ	1.2	2.0	3.0
Ом.м.	0,15	0,044	0,02

Электрическое сопротивление изоляции провода прогревочного ПНСВ, пересчитанное на 1км длины и измеренное при температуре 20°С — не менее 1 МОм.

Разновидности электродов для прогрева бетона в зимнее время

Электроды для прогрева бетона подразделяются на три типа:

1. Стержневые. Это арматура диаметром от 8 мм до 12 мм. В бетоне они устанавливаются с заданным шагом, предварительно рассчитанным. Ряд с края монтируется на расстоянии 3 см от опалубки. Стена или колонна будут полностью прогреты. Эти электроды используются для сложных конструкций.
2. Пластинчатые. Они подвешиваются по разные стороны от опалубки, создается электрическое поле, прогревающее до нужной температуры бетон в течение заданного времени. Это эффективный способ, подходящий для прогрева колонн.
3. Струнные. Располагаются вдоль оси опалубки. Используются для прогрева длинных элементов с малым сечением. Чтобы соединить провода, торчащие из опалубки, края нужно изогнуть буквой «Г». В исключительных случаях можно задействовать продольную арматуру из металлического каркаса. В этом случае потребление электроэнергии возрастает.
4. Полосовые. Это металлические полосы шириной от 20 до 50 мм, толщиной 3 мм, укладывающиеся на залитый раствор. Этот способ прогрева применяется для заливки изделия небольшой толщины с элементами, размещенными на одной стороне строительной конструкции.

Разновидности электролитов для прогрева бетона в зимнее время

Электропрогрев бетона выполняется с применением разных типов электродов.

Среди них:

1. Струнные модели. Создаются из прочной арматуры, длина которой составляет 2-3 м, а диаметр — 10-15 мм. Подходит для колонн и других объектов с вертикальным строением.
2. Стержневые. Выполнены в виде отрезков арматуры, толщиной 6-12 мм. Размещаются в растворе рядами. Расчет расстояния между электродами определяется опытным путем. Первый и последний элементы присоединяются к одной фазе, а остальные — ко 2 и 3.
3. На основе пластин. Фиксируются на разных краях опалубки без погружения в бетонную смесь и работают от разных фаз. Во время работы элементы формируют электрическое поле, под воздействием которого происходит прогревание бетона.
4. Полосовые. Являют собой металлические полоски, шириной 20-50 мм. Размещаются на поверхности раствора и запитываются от разных фаз. Подходят для обустройства плит перекрытия или других горизонтальных конструкций.

Технология прогрева бетона зимой

Утеплённая опалубка. Термоактивные щиты вставляются непосредственно в конструкцию, что удобно для прогревания монолитных строений, позволяет поэтапно прогревать каждый этаж.

Преимущества:

• небольшие затраты электроэнергии;
• несложный монтаж;
• возможность многократного использования.

Недостатки:

высокая стоимость.

Тепляк – старый проверенный способ. Каркас, возведённый над строительным объектом, накрывают плотной тканью. Внутрь помещают тепловую установку.

Плюсы:

• быстрый прогрев;
• использование как электричества, так и других видов топлива.

Минусы:

невозможность применения на больших площадях.

Индукционный метод. Данная технология применяется в армированных конструкциях, где металлические элементы являются сердечниками. Вокруг объекта с залитой бетонной массой размещают петлями кабель. Ему отводится роль индуктора. Сечение провода, количество витков определяются методом расчёта.

По кабелю пускают переменный ток. Появившееся в объекте электромагнитное поле нагревает расположенные внутри элементы армирования. Те, в свою очередь, прогревают бетон. Имеет существенный изъян: трудность в точных расчётах витков провода. Из-за этого применяется редко.

Инфракрасный прогрев возможен благодаря энергии, полученной от работающего в инфракрасном излучении прибора. Установку располагают перед опалубкой. Регулировка тепла осуществляется путём приближения или отдаления греющего элемента к сооружению.

Энергия за счёт лучей доходит до самых глубоких слоёв бетонной массы. Прогрев идёт постепенно, одновременно в верхних и нижних слоях.

Положительные моменты:

• нет нужды в монтаже;
• легко работать с любой формой объекта.

Отрицательные моменты:

• из бетона вытравливается влага, что может плохо отразиться на его прочности;
• высокая цена оборудования.

Термоэлектроматы – устройства, работающие в автономном режиме. Укладываются сверху бетонной массы, способствуют поддержанию заданного температурного режима по всей поверхности.

Преимущества:

• качественный равномерный прогрев;
• невозможность локального перегрева;
• автоматический контроль температуры.

Недостатки:

• дорогостоящее оборудование;
• трудно найти качественный товар.

Отлично зарекомендовали себя методы прогрева бетона зимой с помощью понижающих трансформаторов. Существуют 2 способа: с применением провода ПНСВ и электродов.

Схема прогрева бетона зимой с помощью кабеля ПНСВ

1. Провод наматывается на армопояс витками, количество которых определяется расчётным путём. Для равномерного прогревания витки надо располагать на одинаковом расстоянии друг от друга.
2. Крепление к арматуре осуществляется специальными зажимами или обычной проволокой.
3. Производится монтаж опалубки.
4. Заливается бетон.
5. Свободные концы кабеля подключаются к понижающему трансформатору.
6. Тепло от нагретых проводов передаётся бетонной смеси, что способствует ускорению процесса гидратации.

Плюсы:

• бюджетный способ использования электроэнергии;
• лёгкая регуляция интенсивности подачи тепла;
• недорогое оборудование.

Минусы:

• необходимость точных электротехнических расчётов;
• не всегда в месте строительства имеются необходимые мощности для работы с большими объёмами бетона.

Прогрев бетона зимой электродами

Прогрев бетона зимой электродами востребован в основном при заливке некрупных сооружений. Стальные стержни – электроды – могут располагаться внутри или снаружи объекта. Расстояние между ними зависит от температуры окружающей среды. При сильных морозах – не менее 30 см, при положительных значениях – 60-70 см.

После заливки бетона ток идёт от трансформатора к электродам и нагревает их.

Преимущество:

скорый монтаж.

Недостаток:

неэкономное потребление электроэнергии.

Прогрев проводом без трансформатора

Кабели КДБС, ВЕТ работают от обычной электросети с напряжением 220 вольт. Греющая система собирается быстро, с применением минимального набора инструментов. Кабели не боятся вибрации, поэтому возможно уплотнение бетонной массы.

Минус:

 большой расход электроэнергии.

Прогрев бетона сварочным аппаратом — схема подключения с кабелем пнсв

Прогрев бетона сварочным аппаратом – один из вариантов решения проблемы замерзания воды и остановки твердения бетонного монолита в условиях пониженной температуры воздуха. Работы с бетоном можно проводить лишь в теплое время года, а когда температура понижается до 0 и дальше, химическая реакция между замерзшей в лед водой и цементом прекращается, процесс твердения останавливается.

Для электропрогрева бетона при температуре ниже +5 градусов обычно используют воздушные/масляные специальные трехфазные трансформаторы. Правда, для небольших объемов работ в домашних условиях подойдет и сварочный аппарат двухфазного типа.

Как производится прогрев бетона сварочным аппаратом

Оборудование применяется при изготовлении зимой следующих конструктивных элементов зданий:

• опорных колонн;
• капитальных стен;
• различных ограждений.

Питающее напряжение подается на следующие токопроводящие элементы:

• арматурные стержни;
• проволоку сечением 0,6–0,8 см;
• стальные пластины.

Пожалуй, самым распространенным методом прогрева является пропускание через бетон электрического тока при помощи электродов

Технология выполнения работ:

1. Воткните электроды в жидкую смесь.
2. Подайте напряжение и отрегулируйте силу тока.

Для обеспечения эффективности прогрева соблюдайте следующие рекомендации:

• погрузите электроды с интервалом 0,8–1 м;
• плавно регулируйте ток, обеспечивая требуемую температуру.

Преимущества технологии:

• легкость осуществления;
• возможность применения на различных объектах;
• быстрый монтаж и подключение.

К недостаткам относится:

• увеличенное потребление электрической энергии;
• расходы, связанные с невозможностью вторичного применения электродов.

При выполнении работ важно соблюдать требования техники безопасности. При помощи таких электродов можно прогревать конструкции любых форм, даже самых сложных

При помощи таких электродов можно прогревать конструкции любых форм, даже самых сложных

Прогрев бетона проводом

Прогрев бетона проводом

Прогрев бетона проводом осуществляется за счет тепловой энергии, выделяемой специальными греющими проводами с высоким электрическим сопротивлением при включении их в сеть: ПНСВ, BET финского производства и КДБС — отечественный аналог провода BET. Использование ПНСВ предусматривает использование станций прогрева и трансформаторов различной мощности. Прогревочные кабели BET и КДБС подключаются напрямую к сети 220 В.

Применение греющих проводов бетона целесообразно при строительстве конструкций с модулем поверхности Mп ≥ 4 и при температуре окружающего воздуха до — 40 °С.

Провода для прогрева бетона

ПНСВ — Провод Нагревательный Стальная жила, однопроволочная, круглой формы В — ПВХ изоляция. Для нормальной работы провода ПНСВ необходимо, чтобы он целиком находился в бетоне и его изоляция не была повреждена перед включением в сеть. Требуемое напряжение — от 50 до 110 В, сила тока в одной секции от 14 до 16 А.

КДБС — Кабель Двухжильный для Бетона в Секциях, изоляция — ПЭ оболочка — ПВХ. Секция кабеля КДБС состоит из двухжильного кабеля, с одной стороны соединенного муфтой с двухметровым установочным проводом, а с другой — имеет концевую муфту. Муфты обеспечивают герметичность соединения. Установочный кабель подключается в розетку бытового назначения 220 В. Температура окружающего воздуха при проведении бетонных работ t < — 30 °С.

BET — по своим характеристикам аналогичен КДБС.

Прогрев бетона проводом ПНСВ

Повсеместное использование провода ПНСВ для прогрева бетона зимой объясняется его низкой стоимостью, универсальностью и эффективностью. Чтобы осуществить прогрев бетона проводом ПНСВ возникает необходимость оснащения дополнительным дорогостоящим оборудованием.

Оборудование для прогрева бетона проводом ПНСВ

• Станция прогрева бетона (СПБ) на базе понижающего трансформатора различных типов и мощностей ТМТО, СПБ, ТСДЗ и КПТО. Одна станция прогрева способна обогреть около 100 м³ бетонной смеси, в строительстве одновременно используется три и более станции, главное чтобы в питающей сети была достаточная электрическая мощность;
• Магистральный кабель СИП (самонесущий изолированный провод), соединяющий трансформатор с «холодными концами» и способный выдерживать силу тока 220 — 250 А;
• «Греющие провода» — нагревательные секции проводов ПНСВ, находящиеся в бетонной смеси;
• Провода «холодных концов» — наружные отрезки провода, соединяющие концы секций провода ПНСВ с магистральным кабелем и способные выдержать проходящий через них ток на открытом воздухе. Используются алюминиевые провода АПВ 4 и АПВ 6, а при силе тока свыше 100 А — медные КГ. Длина холодных концов указывается в монтажной схеме и составляет от 0,5 до 1,0 м.
• Средства тепловой защиты — теплоизоляционные материалы для предотвращения теплопотерь бетоном при прогреве.

Технология применения провода для прогрева бетона

Монтаж греющего провода производится с учетом равномерности прогрева бетонной конструкции в соответствии с рассчитанной монтажной схемой после установки опалубки и арматуры. Предварительно из провода для повышения эффективности изготавливаются спиралевидной формы нагревательные секции ПНСВ, которые допускается выполнять из двух или трёх соединённых отрезков. Длина провода в одной секции рассчитывается исходя из того, чтобы сила тока в греющем проводе составила 14 — 16 А.

Секции навиваются на арматурный каркас без натяжения, не соприкасаясь с теплоизоляционными материалами, опалубкой и друг с другом. Минимально допустимое расстояние между проводами – 15 мм, радиус изгиба ПНСВ не должен быть меньше пяти наружных диаметров, а минимальный радиус – 25 мм. В зависимости от массивности бетонной конструкции нагревательные провода размещаются в один или несколько рядов, используется одна и более секций, объединённых в группы. После распределения спиралей ПНСВ производится их соединение с «холодными концами». Греющие провода и их соединения с «холодными концами» должны располагаться в бетонной смеси. Схема прогрева бетона проводом приведена на рисунке:

Все соединения проводов должны быть надёжными и осуществляться скруткой, пайкой, через гильзы и клеммные коробки с обязательным последующим тщательным изолированием токоведущих частей. Чтобы тепловое воздействие было равномерным, установленный провод ПНСВ покрывается металлической фольгой толщиной 0,2 – 0,5 мм.

Секции ПНСВ проводами «холодных концов» объединяются в группы присоединением к магистральным кабелям и проверяется сопротивление изоляции мегомметром. Каждая группа подключается в сеть с учётом равномерной загрузки фаз низкой стороны подстанции.

Вы смотрели: Прогрев бетона проводом