Подогрев бетона проводом ПНСВ

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 60-70 0 С, 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.

Технология кабельного прогрева

Общая схема

При работе в температурных условиях, достигающих — 40 0 , 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.

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.

Методика организации работ

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 (-10 0 С 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:

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.
Читать еще:  Эластичная гидроизоляция обмазочного типа

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 – 80 0 С (в зависимости от проекта). При этом во избежание формирования зон напряжений в бетоне параметры тока меняются постепенно – так, чтобы нагрев составлял не более 10 0 С 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 80 0 С, 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 4-5 0 С 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.

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!

Прогрев бетона в зимнее время: методы

Строительство бетонных монолитов при минусовых температурах осложняется неравномерным застыванием смеси. Вода быстро превращается в лед, процесс гидратации останавливается, в результате прочность готовой постройки нарушается. Прогрев бетона помогает избежать этих проблем.

Добиться необходимой температуры бетонной смеси можно пятью способами:

  1. электродным;
  2. проводом ПНСВ;
  3. электропрогревом опалубки;
  4. индукционным обогревом;
  5. инфракрасным теплом.

Рассказываем, в каких случаях используется каждый из них.

Электродный прогрев

Принцип действия основывается на способности бетонного раствора проводить ток. Электроды располагают внутри и на поверхности смеси. После подключения к трансформатору образуется электрическое поле и происходит нагрев. Добиться оптимальной температуры можно изменением выходных параметров трансформатора.

  • Простота монтажа и высокий КПД;
  • Позволяет прогреть конструкцию любой толщины и формы.

  • требует проведения расчетов и долгой подготовки;
  • высокие энергозатраты (не менее 1000 кВт на 3–5 м3 смеси).

    Что нужно знать об электродном прогреве

    1. По мере схватывания бетона, его электрическое сопротивление меняется нелинейно. Чтобы избежать потери тепла и влаги, после завершения установки электродов необходимо укрыть поверхность утеплителем. Им может стать фанера с прокладкой из пенопласта, шлаковата, картон, опилки, доски и т. д. Осуществлять работы без утепляющего материала нельзя.

    2. Прогрев с помощью сварочных аппаратов не рекомендуется по ряду причин:

    • при вживлении электродов в бетон ток проходит непосредственно через раствор – отсюда вытекает опасность поражения людей и животных;
    • допустимое напряжение – 36 В, в противном случае опасность удара током становится критичной;
    • сварочный трансформатор не предназначен для таких нагрузок и быстрее изнашивается.

    3. Постоянный ток при прогреве бетона электродами использовать недопустимо: он способствует электролизу. Вода разлагается и не кристаллизируется. Застывание смеси становится невозможным.

    4. Подходят электроды четырёх видов:

    5. Трансформатор для прогрева бетона в зимнее время должен отличаться высокой мощностью, иметь защищенный корпус, быть удобным для транспортировки и выдерживать длительную работу при минусовых температурах.


    Отправить заявку

    Прогрев бетона проводом ПНСВ

    Один из самых эффективных и безопасных способов. При прохождении тока через провод ПНСВ выделяется тепло, нагревая смесь. Расход – в среднем 60 м на 1 м3 бетона. Этот провод часто используется как напольный обогреватель в частном секторе.

  • несложно предсказать «поведение» и отрегулировать температуру, бетон нагревается постепенно, набор прочности происходит плавно;
  • существенно ускоряет процесс застывания;
  • подходит для повторного использования;
  • устойчив к возгоранию за счёт покрытия изоляцией;
  • отличается прочностью и не перегибается;
  • эффективен при экстремальных температурах;
  • устойчив к воздействию кислотной и щелочной среды.

    требует точных расчетов и подготовительных работ.

    Что нужно знать о проводе ПНСВ

    1. Укладка кабеля в холодное года должна выполняться таким образом, чтобы он не касался опалубки, земли, а также не выходил за пределы бетона. После того, как опалубка будет залита бетонной смесью, дождитесь, пока она начнет застывать, затем подключите трансформаторную подстанцию и регулируйте температуру.

    2. Секции монтируются на одинаковом расстоянии нагревательных проводов относительно друг друга (примерно 15 см). Смесь прогреется равномерно.

    3. Закрепить провод на арматурном каркасе, вдоль которого он протянут, следует так, чтобы риски повредить его при подаче бетона в траншею отсутствовали.

    4. Температура смеси измеряется в процессе изотермического прогрева каждые два часа. Этот пункт входит в содержание технологической карты на электрообогрев нагревательными проводами монолитных конструкций.

    5. 70 В – напряжение, которым следует ограничиться при проведении работ. Поэтому при эксплуатации может потребоваться понижающий трансформатор (ПТ).

    Пример техники: Подстанция для прогрева бетона КТПТО-80
    Отправить заявку

    Электропрогрев опалубки (контактный метод)

    Этот способ предполагает изготовление опалубки, в которую заранее будут закладываться нагревательные элементы. Они отдают бетону свое тепло при нагреве и ускоряют твердение. Электропрогрев опалубки происходит снаружи, через контактную поверхность.

    Минусы: трудоемкость изготовления; низкий КПД (при заливке фундамента смесь нагревается лишь частично).

    Индукционный обогрев

    Применяется с армированными конструкциями. Металлические элементы, содержащиеся внутри них, станут сердечниками. Изолированный кабель выполняет роль индуктора и размещается петлями вокруг арматуры. Количество мотков провода и сечение необходимо рассчитать предварительно. Вдоль кабеля пускается переменный ток, образующий электромагнитное поле. Затем происходит нагревание армирующих элементов, от них тепло переходит к бетону, постепенно распространяясь по всей смеси.

    Расход электроэнергии достигает 150 кВт/ч на 1 м3 бетона.

    Плюсы: низкая цена; равномерный прогрев.

    Минусы: сложный расчет; ограниченность применения (балки, колонны и т. д.).


    Отправить заявку

    Инфракрасный подогрев

    Инфракрасные лучи нагревают поверхность непрозрачных объектов, распространяя тепло на весь объем. При применении инфракрасного подогрева бетонную конструкцию необходимо окутать прозрачной пленкой – она задержит тепло, пропустив лучи через себя. Подходит для прогрева железобетона.

    Плюсы: простота и доступность.

    Минусы: подходит только для небольших, тонких конструкций; инфракрасное тепло распространяется неравномерно.

    Инфракрасный нагреватель должен быть устойчивым к сильному ветру и способным долгое время работать без дозаправки.

    Как правильно подобрать провод (кабель) для прогрева бетона в зимнее время

    В настоящее время бетон используется не только для возведения фундамента, но и при строительстве различных перекрытий и опор.

    Полное затвердевание после заливки происходит через 28 дней при условии плюсовой температуры.

    В холодный же период года вода, входящая в состав бетона, не вступает в химическую реакцию с остальными компонентами и превращается в лед, что приводит к более медленному затвердеванию бетона и потере его прочности. Лучший способ избежать этого – использовать специальный провод для прогрева бетона.

    Зачем нужен прогрев бетона

    Процессы, происходящие в бетоне во время его застывания, зависят от температуры окружающей среды. В зимнее время, когда температура опускается ниже нуля, происходит замерзание воды, из-за чего появляются проблемы с гидратацией бетона. При этом растров застывает не полностью, так как в некоторых местах проходит лишь его замерзание. Когда же температура окружающей среды начнет повышаться, вода растает, а монолитность раствора нарушится. Данный процесс приведет к нарушению целостности конструкции после застывания и снижению ее долговечности.

    При этом посторонних процессов в смеси не происходит, а значит, структура остается однородной, что положительно отражается на долговечности и прочности бетона.

    Виды нагревательных проводов и кабелей

    В большинстве случаев электропрогрев бетона в зимнее время осуществляется проводом ПНСВ (расшифровка: провод нагревательный, материал жилы – сталь, изоляция – ПВХ), так как среди всех видов он отличается минимальной ценой и максимально простым монтажом.

    На втором месте по частоте использования – кабель ПНСП для прогрева бетона. Его основное различие с проводом, представленным выше – изоляция из полипропилена (в отличие от ПНСВ с изоляцией ПВХ). Данный материал позволяет немного повысить теплопроводность кабеля. Однако его стоимость выше, поэтому применяется он только в случаях, когда длина используемого кабеля имеет определяющее значение. Чаще такой провод монтируется как теплый пол.

    Провода данного типа сложно монтировать, так как необходим точный расчет их длины. Если на стадии проектирования были допущены незначительные ошибки, исправить это можно регулировкой подающего напряжения.

    Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ

    Если планируется электропрогрев бетона в зимнее время проводом ПНСВ или ПНСП, необходимо включение в систему дополнительного регулирующего оборудования, с помощью которого можно менять мощность в сети для регулирования тепловыделения. Для упрощения системы путем исключения из нее дополнительного оборудования можно использовать двухжильные термокабели, которые регулируют теплоотдачу самостоятельно: финский ВЕТ или российский КДБС.

    Читать еще:  Крепление вентфасада к газобетону

    Кабели данного типа подключаются напрямую к сети 220 вольт, установка дополнительных приборов для регулировки не требуется.

    1. Линейная мощность, Вт/м (ВЕТ – 35-45, КДБС – 40).
    2. Рекомендованный радиус изгиба, мм (ВЕТ – 25, КДБС – 35).
    3. Номинальный диаметр, мм (ВЕТ – 6, КДБС – 7).
    4. Размеры секций, м (ВЕТ – 3,3-85, КДБС – 10-150).

    Плюсы и минусы ПНСВ

    Электропрогрев бетона проводом пнсв – наиболее экономически выгодный вариант. Связано это с дешевизной самого провода, а также сравнительно низким потреблением электрической мощности. Кроме того, кабель данного типа отличается устойчивостью к воздействию щелочной и кислотной среды, благодаря чему его можно использовать в различных сложных условиях окружающей среды.

    1. Сложность проектных работ из-за необходимости точного расчета длины кабеля.
    2. Необходимость включения в систему понижающей подстанции.

    Стоимость таких подстанций (ПТ) достаточно велика. Их функционирование требуется постоянно, поэтому брать оборудование в аренду не целесообразно, ведь за это нужно будет отдать не менее 10% от общей стоимости. В некоторых случаях возможно использование сварочных аппаратов. Однако подходят они только для небольших объектов строительства, так как при интенсивной работе быстро выходят из строя.

    Технология прогрева с использованием ПНСВ

    Многие считают, что для того чтобы осуществить прогрев бетона проводом ПНСВ, достаточно уложить кабели и подключить их к электрической сети. Данный подход в корне не верен. Для правильного прогрева проводами необходимо четкое регулирование мощности, при котором учитывается много факторов. Как недостаточная, так и излишне высокая температура раствора приведет к разрушению конструкции.

    Бетонный раствор, конечно, не закипит, так как оболочка провода начинает плавиться при 80 градусах. Однако в случае, когда она полностью исчезнет, провод может соприкоснуться с металлической арматурой, что приведет к короткому замыканию.

    Схема подключения греющего провода должна быть тщательно продумана. Ниже приведен один из наиболее эффективных вариантов под названием «звезда».

    1. На данном этапе большая часть от всего объема воды в растворе поглощается, после чего происходит формирование кристаллической структуры. При этом температура бетонной массы достигает 55 градусов (продолжительность нагрева зависит от температуры окружающей среды). Чтобы процесс прогрева был непрерывным и равномерным, необходимо поддержание напряжения 95 вольт.
    2. На данном этапе уменьшается величина подаваемого напряжения до 75 вольт для кристаллизации бетонного раствора. Температура внутри поддерживается такая же (55 градусов) за счет инертности раствора. Важно отметить, что если на данном этапе температура окружающей среды резко понизится, необходимо увеличить величину подаваемого напряжения на 10 вольт.
    3. Данный этап можно назвать остыванием. При этом провод для прогрева бетона ПНСВ нагрет не более чем на 20 градусов. На последнем этапе бетонный раствор набирает до 80% своей прочности.

    Расчет длины

    Если планируется прогрев смеси бетона проводом ПНСВ, в первую очередь необходимо рассчитать его длину в зависимости от нескольких параметров. Главный определяющий фактор – расчетное количество тепловой энергии, необходимой для нагрева бетонной массы до требуемой температуры. Количество тепла зависит от окружающей температуры, относительной влажности воздуха, размера объекта.

    При расчете длины важно знать основные характеристики ПНСВ, а именно — потребляемую мощность. Для самого популярного диаметра 1,2 мм она равна 0,015 Ом/м, у кабелей большего сечения сопротивление ниже, диаметр 2 мм соответствует сопротивлению 0,044 Ом/м, а 3 мм – 0,02 Ом/м. Для окончательного расчета необходимой мощности нужно полученный показатель умножить на протяженность кабеля.

    Подобным образом рассчитываются и понижающие трансформаторы. 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.

    Монтаж ПНСВ

    Схема укладки провода ПНСВ должна быть продумана еще на этапе проектирования объекта. Главное – его монтаж в опалубке до того, как начинается заливка бетонного раствора. В большинстве случаев для прикрепления провода к арматуре используется проволока из алюминия.

    Чтобы прогрев бетонной смеси был максимально равномерным, секции монтируются на равном расстоянии друг от друга как по вертикали, так и по горизонтали. Расстояние между соседними должно составлять около 15 сантиметров.

    Важно отметить, что если в сети напряжение 380 вольт, длина сегмента должна составлять 31 погонный метр, если 220 – 17 метров. Только в таком случае прогрев смеси будет проходить равномерно, а значит, он достигнет максимально возможной прочности. В случае, если секция будет смонтирована более длинной, тепловая энергия не будет доходить до самых удаленных участков.

    В большинстве случаев это достигается путем присоединения кабеля с жилами из алюминия и его плотной обмотки. Когда бетонная смесь полностью застыла, провод не вытаскивается из него, он навсегда остается внутри и впоследствии может быть использован как «теплый пол».

    Монтаж секционного обогревочного кабеля

    Кабель для прогрева бетона данного типа поставляется на объект не в бухте, а в виде готовой секции. Данный факт несколько упрощает процесс монтажа, так как нет необходимости в обрезке провода. Сбор системы после следующих подготовительных работ:

    1. Расчет необходимой мощности одного сегмента в зависимости от объема бетонной смеси.
    2. Выбор длины провода.

    Процесс монтажа системы достаточно простой, однако требует определенных знаний и навыков.

    • Для обогрева одного кубического метра бетонной смеси в зависимости от состава необходимо 500-1500 Вт (в зависимости от температуры окружающей среды). Сократить расход электрической энергии можно путем добавления специальных присадок для понижения температуры застывания смеси или утеплив опалубку.
    • Если бетонной смесью заливается перекрытие или какая-либо балка, расчет электропроводки проводится с учетом следующих начальных данных: 4 метра провода на 1 квадратный метр поверхности элемента.
    • Провод надежно защищен, поэтому его можно крепить к арматуре.
    • Провода всегда должны соприкасаться с опалубкой.
    • В процессе монтажа важно следить за расстоянием между кабелями, в противном случае электропрогрев бетона греющим проводом будет неравномерным.
    • Необходимо выдерживать минимум 4 сантиметра между соседними контурами.

    В процессе монтажа необходимо следить за тем, чтобы провода не пересекались.

    Преимущества и особенности сегментированного кабеля

    Главное достоинство сегментированного кабеля – отсутствие необходимости во включении дополнительного оборудования в систему. Данный способ прогрева бетона максимально безопасен (в отличие от случаев, когда используются электроды), так как вероятность поражения электричеством практически сведена к нулю. Еще одно достоинство – простота монтажа и расчетов при использовании нагревательной секции. Материал уже разбит на сегменты, остается лишь высчитать необходимую мощность.

    Прогрев бетона в зимнее время проводом ПНСВ значительно дешевле, поэтому сегментированный кабель, который разбит на секции шинопроводов, применяется лишь на небольших объектах, когда в приоритете скорость возведения и точность проводимых работ.

    Прогрев бетона проводом ПНСВ

    Метод прогрева бетона проводом ПНСВ-1,2 (видео тут)

    Большое значение при укладке бетонной смеси в зимних условиях имеют способы и средства ее подогрева.
    Перед укладкой смеси в опалубку на арматурном каркасе закрепляют нагревательный провод ПНСВ-1,2, длина и количество секций определяют расчетом согласно характеристики провода. Длина каждой секции рассчитывается исходя из напряжения трансформатора. При напряжении 220В длина секции составляет 110 м, при уменьшении напряжения длина секции уменьшается пропорционально. Также непосредственно на объекте необходимо провести практическое испытание длины секции на температуру нагрева, т.к. она может изменяться в зависимости от мощности трансформатора и мощности питающей линии. Тепло, выделяемое нагревательными секциями проводов, разогревает бетонную смесь до 40-80 С° при среднем расходе провода 50-60 м/м³ смеси.
    Электропитание проводов и выдерживание требуемых режимов обогрева смеси осуществляют через трансформаторную установку ППЭБ (3 * 380В, линейный ток 500А, ПН-100%, 61кВА). Одна установка обеспечивает подогрев 20-30 м³ смеси.

    Характеристики провода ПНСВ:

    Длина секции провода (при использовании ППЭБ), м

    Удельная мощность тепловыделения провода:

    для армированных конструкций, Вт/п.м.

    для неармированных конструкций, Вт/п.м.

    Напряжение питания для секции, В

    Среднее значение сопротивления жилы, Ом/м

    Мощность удельная, кВт/м 3

    Расход провода, п.м./м³

    Цикл термосного выдерживания конструкций, суток

    Указания по монтажу и эксплуатации провода нагрева ПНСВ:

    1. Прокладка проводов нагрева ПНСВ должна проводиться при температуре окружающего воздуха не ниже -25 °C.
    2. Режим работы проводов – повторно-кратковременный или длительный.
    3. Радиус изгиба проводов при монтаже должен быть не менее трех наружных диаметров. Минимальный радиус изгиба – 15 мм.
    4. Провода должны эксплуатироваться при фиксированном монтаже.
    5. Смонтированные провода не должны пересекаться или прикасаться к друг другу.
      Расстояние между проводами должно быть не менее 15 мм.
    6. Подводка питания к нагревательной секции осуществляется холодными концами. Места соединения нагревательного провода и холодного конца рекомендуется выводить за пределы обогреваемой зоны.
    7. Соединение холодного конца с нагревательными проводами рекомендуется проводить методом пайки с применением бандажа из медной проволоки посредством клеммных коробок. Допускается любой другой метод, обеспечивающий надежность соединения при эксплуатации.

    Электрообогрев можно начинать только после завершения укладки бетона и размещения всех греющих элементов и нижней части выводов в бетоне, а также выполнения указаний по технике безопасности. В конструкциях необходимо сделать скважины для замера температур, помощью токоизмерительных клещей измерить пусковую силу тока во всех греющих элементах. При показаниях, превышающих допустимые при пуске, необходимо понизить напряжение в сети. Измерение температуры и силы тока производить через 1 час в первые три часа, затем 1 раз в смену.
    Электрообогрев бетона необходимо выполнять с соблюдением требований техники безопасности СНиП 111-4-80/гл.11 и ГОСТ12.1.013-78 – бетонные и ж/бетонные работы и электробезопасность.

    Читать еще:  Какой бетон нужен для пола в гараже

    Радиус изгиба при монтаже не менее 3 наружных диаметров провода. Провод поставляется в бухтах. Провод соответствует ТУ 16.К71-013 и имеет соответствующий сертификат.

    Дополнительное оборудование:

    • понижающий трансформатор;
    • магистральные кабели;
    • провода холодных концов;
    • средства тепловой защиты.

    Рекомендации п о выбору технологических параметров электропрогрева бетона

    и расчету нагревательных проводов

    1.2. Основным технологическим параметром является удельная электрическая (тепловая) мощность Р уд , приходящаяся на единицу площади обогреваемых конструкций

    где P – суммарная электрическая мощность нагревателей, Вт;

    F – площадь обогрева, м².

    При расчете определяют необходимую электрическую (тепловую) мощность, обеспечивающую нагрев бетона до требуемой температуры. При этом удельная мощность должна быть постоянной в течение всей продолжительности обогрева бетона для двух характерных случаев:

    — нагрева бетона до определенной температуры, получаемой подбором необходимой мощности для конкретных внешних условий теплообмена по так называемому саморегулирующемуся режиму, при котором отпадает надобность в устройствах для регулирования температуры бетона;

    — компенсаций тепловых потерь уложенной в опалубку бетонной смеси, предварительно разогретой по способу «управляемого термоса».

    1.3. Потребная удельная электрическая мощность проволочных нагревателей зависит от массивности обогреваемых монолитных конструкций, расчетной температуры наружного воздуха и скорости ветра, коэффициента теплопередачи утеплителя. Удельная мощность для обоих случаев может быть определена графически (рис. 2, 3).

    Пример пользования номограммой (см. рис. 2)

    Необходимо определить потребляемую удельную мощность проволочных нагревателей при двухстороннем обогреве протяженной монолитной стены толщиной 500 мм. Известно, что коэффициент теплопередачи утепленной опалубки К равен 1 Вт/(м²*°С), бетонная смесь с удельным расходом цемента составляет 350 кг/м², температура наружного воздуха — 30°С.

    Решение 1. Разница температуры бетона и наружного воздуха ΔТ составляет
    40 — (-30) = 70 °С

    Рис. 2. Номограмма для определения удельной мощности нагревателей
    при саморегулирующемся режиме.

    Рис. 3. График определения удельной мощности нагревателей
    при использовании предварительно разогретой бетонной смеси
    и применении метода «управляемого термоса».

    2. Модуль поверхности монолитной стены М п устанавливаем по формуле:

    М п = F/V = 2.0 / 0.5 = 4 м

    где F – площадь поверхности охлаждения стены, м²;

    V – объем при условной площади стены, равной 1 мР, м².

    Определяем удельную мощность нагревателей, руководствуясь последовательностью операций, указанных в ключе (см. рис. 2). Получаем 290 Вт/м².

    Пример пользования графиком (см. рис. 3).

    Следует определить потребляемую удельную мощность проволочных нагревателей для компенсации теплопотерь с 1 м² поверхности монолитной конструкции, имеющей температуру +5 °С. Температура наружного воздуха 40 °С, скорость ветра 5 м/с. В качестве утеплителя использованы минераловатные маты толщиной 50 мм.

    1. По таблице 2 определяем коэффициент теплопередачи утеплителя К. Он равен 1,31 Вт/(м²*°С).
    2. Температурный перепад между бетоном и наружным воздухом ΔТ равен 50 — (-40) = 90 °С
    3. На графике от значения 90 °С на оси ординат проводим перпендикуляр до аппроксимированной прямой, соответствующей значению коэффициента теплопередачи 1,31 Вт/(м²´°С). Из точки пересечения опускаем перпендикуляр на ось абсцисс. Получаем 0,12 кВт/м².

    1.4. Другим важным технологическим параметром является равномерность температурного поля на обогреваемой поверхности конструкции, обеспечиваемая необходимой плотностью укладки нагревательного провода, или расстоянием (шагом) между смежными витками провода.

    1.5. Шаг b проволочных нагревателей и количество рядов нагревателей в монолитной конструкции обусловлены требуемой удельной мощностью по расчету. Шаг проволочных нагревателей можно определить по формуле:

    где Pуд – удельная мощность, Вт/м².

    1.6. В монолитных конструкциях шаг нагревателей должен находиться в пределах 50 – 150 мм. Для конструкций, контактирующих с грунтом (подготовки под полы, каменные и искусственные основания и т.п.), шаг может приниматься равным 150 – 200 мм.

    1.7. В стыках сборных железобетонных элементов, цементно-песчаных подливках под колонны и оборудование, местных заделках шаг нагревателей обычно принимают 25 – 70 мм.

    1.8. В ответственных монолитных элементах и несущих конструкциях при шаге нагревателей менее 300 мм и их многорядном размещении возможность закладки провода в бетон должна быть согласована с проектной организацией.

    1.9. Эффективность обогрева зависит от качества и толщины утеплителя. При возведении монолитных конструкций толщину, а также вид утеплителя (или теплозащитные свойства разных видов утеплителя) в опалубке и уложенного на открытые бетонные поверхности, рекомендуется принимать одинаковыми.

    1.10. Коэффициенты теплопередачи основных теплоизоляционных материалов различной толщины, характеристики которых приведены в приложении 3, определяют по формуле:

    где δi – толщина слоя теплоизоляционного материала, м,

    λi – коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м*°С),

    αλ – коэффициент передачи теплоты от утеплителя и опалубки излучением, принимаемый равным 2,5 Вт/(м²*°С),

    αk – коэффициент передачи теплоты конвекцией, принимаемый равным при скорости ветра:

    до 5 м/с – 19 Вт/(м²*°С),

    до 10 м/с – 30 Вт/(м²*°С),

    до 15 м/с – 43 Вт/(м²*°С).

    1.11. Средние значения коэффициента теплопередачи утеплителей различных видов, используемых для укрытия открытых горизонтальных бетонных поверхностей, приведены в таблице 2.

    Вид утеплителя нормальной
    влажности с пленочным укрытием

    Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²´°С),
    при скорости ветра, м/с

    Сосновые опилки толщиной 100 мм
    по слою толя

    Минераловатные маты
    на синтетическом связующем
    толщиной 50 мм

    Шлак толщиной слоя 150 мм

    Деревянные доски толщиной

    1.12. Коэффициент теплопередачи стальных опалубочных щитов, утепленных минераловатными матами различной толщины, может быть определен по номограмме (рис. 4).

    Пример.

    Требуется определить коэффициент теплопередачи стального опалубочного щита размером 3 *1,5 м, утепленного минераловатными матами толщиной 40 мм и фанерой толщиной 3 мм. Скорость ветра 3 м/с, площадь поверхности открытых ребер щита – 600 см².

    Решение.

    Отношение периметра ребер каркаса (9 м) к площади щита (4,5 м²) составляет 2:1. Определим коэффициент теплопередачи щита, пользуясь ключом к номограмме. Получаем 2,5 Вт/(м²*°С).

    1.13. В качестве утеплителя рекомендуется использовать минераловатные маты и плиты ПП на синтетическом связующем, холстопрошивной стекломатериал (ХПС), а для щитов опалубки также заливную теплоизоляцию на основе пенополиуретана и фенопластов. При устройстве теплоизоляции следует закрыть утеплителем все промежуточные ребра каркаса щита, являющиеся «мостиками холода». Коэффициент теплопередачи утепленных щитов не должен превышать 3,5 Вт/(м²*°С).

    Рис. 4. Номограмма для определения коэффициентов теплопередачи
    стальных опалубочных щитов.

    1.14. При обеспечении максимально допускаемой температуры обогрева для характерных типов монолитных конструкций следует выдерживать режимы обогрева, приведенные на рис. 5, 6, 7. Продолжительность термообработки и выдерживания бетона должна, при необходимости, корректироваться работниками строительной лаборатории путем сопоставления фактического режима обогрева с рекомендуемым. Приведенные режимы обеспечивают набор прочности бетона к концу выдерживания 50 – 70 % R28. Температура контролируется на поверхности бетона конструкции.

    Рис. 5. Номограмма для определения продолжительности термообработки монолитных стен и перекрытий.

    Рис. 6. Номограмма для определения продолжительности термообработки монолитных колонн, ригелей, балок и фундаментов средней массивности
    столбчатого типа высотой более 1 м.

    Рис. 7. Номограмма для определения продолжительности термообработки монолитных фундаментов столбчатого типа высотой более 1 м.

    2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРОВОДОВ

    2.1. Электрический расчет сводится к определению рабочего напряжения при минимально допустимой длине проволочного нагревателя и максимально допустимой на него нагрузки.

    Выбор длины проволочного нагревателя является не только технической, но и экономической задачей, так как завышение длины сверх оптимальной приводит к перерасходу провода, более плотной навивке в монолитной конструкции, к увеличению трудоемкости работ, а в ряде случаев затрудняет укладку бетонной смеси. Уменьшение длины провода приводит к его перегреву, возникновению опасных деструктивных явлений из-за больших температурных перепадов, местному пересушиванию бетона и в конечном результате к снижению его качественных характеристик.

    2.2. Основным расчетным параметром при определении длины проволочного нагревателя является линейная (погонная) электрическая нагрузка, приходящаяся на единицу его длины. Для условий теплоотдачи в твердеющем бетоне оптимальная погонная нагрузка р на проволочные нагреватели определена экспериментально и составляет:

    • для армированных монолитных конструкций 30 – 35 Вт/м,
    • для неармированных конструкций 35 – 40 Вт/м.

    2.3. Максимальная погонная нагрузка на провод не должна превышать 45 – 50 Вт/м, так как при большей величине нагрузки температура его превышает 100 °С. Это может привести к структурным нарушениям и снижению качественных характеристик бетона. Такую нагрузку в течение всей продолжительности электротермообработки монолитного бетона выдерживают нагревательные провода с поливинилхлоридной и другими видами теплостойкой изоляции в отличие от проводов с полиэтиленовой изоляцией, у которых ее повреждение из-за перегрева приводит к короткому замыканию токонесущей жилы на стальную арматуру и закладные детали.

    2.4. Длину электронагревателей lопределяют по формуле

    где U – рабочее напряжение питания, В;

    S – сечение токонесущей жилы, мм²;

    p t – удельное сопротивление жилы при рабочей температуре, Ом*мм²/м;

    P – оптимальная погонная нагрузка на провод, Вт/м.

    2.5. Учитывая, что удельное сопротивление нагревательных проводов различных марок может значительно меняться в зависимости от химического состава и качества токопроводящих жил, длину нагревателя рекомендуется рассчитывать в каждом отдельном случае, уточнив предварительно величину удельного сопротивления.

    2.6. Сопротивление токонесущей жилы провода при нагреве увеличивается. Сопротивление нагретой жилы Rt в зависимости от рабочей температуры t определяют по формуле:

    где R – сопротивление жилы при нормальной (20 °С) температуре, Ом;

    α – температурный коэффициент сопротивления, стальной жилы 0,0046 °С -1 .

    2.7. Сопротивление стальных токонесущих жил постоянному току при нормальной температуре R нагревательных проводов может быть определено по таблице 3.

    Стальная оцинкованная жила

    Электрическое
    сопротивление
    при 20 °С, Ом, км

  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector