Обзор методов прогрева бетона в зимнее время

Прогрев электродами

Самым востребованным методом обогрева бетона является применение электродов. Такой метод стоит относительно недорого, ведь нет потребности приобретать дорогостоящее оборудование и устройства (например, провод типа ПНСВ 1,2; 2; 3 и т. д.). Технология его выполнения также не представляет больших трудностей.

За основополагающий принцип представленной технологии взяты физические свойства и особенности электрического тока. При прохождении через бетон он выделяет некоторое количество тепловой энергии.

При использовании этой технологии не стоит подавать напряжение на систему электродов выше 127 В, если внутри изделия находится металлическая конструкция (каркас). Инструкция на электропрогрев бетона в монолитных конструкциях позволяет использовать ток 220 В или 380 В. Однако большее напряжение применять не рекомендуется.

Процесс нагрева выполняется при помощи переменного тока. Если в данном процессе участвует постоянный ток, он проходит через воду в растворе и образует электролиз. Этот процесс химического разложения воды будет препятствовать выполнению ее функций, которые имеет субстанция в процессе затвердения.

Прогрев бетона с помощью нагревательного кабеля

Обычно используется специальный провод ПНСВ («Провод Нагревательный Сталь Винил» — имеется в виду материал жилы и оболочки), сделанный из одной стальной жилы в ПВХ изоляции; берется сечением 1,2 мм.

Перед заливкой бетона провод закрепляется на каркасе из арматуры. Длину секций и шаг между ними определяют, исходя из напряжения трансформатора (при В=220В, длина составляет 110м, уменьшается пропорционально).

Количество тепла, выделяемое проводами, способно нагреть смесь до 60-70°С, при расходе 50-55 м провода на 1 м³ бетонной смеси.

Электроснабжение проводов осуществляется трансформаторным устройством ППЭБ (3х380В), которое может прогреть 20-25 м³ смеси.

Условия работы следующие:

• Температура окружающей среды не должна быть ниже -25°С.
• Монтаж осуществляется только при фиксации проводов.
• Провода не должны касаться друг друга; минимальное расстояние между ними должно быть 15 мм.
• Места соединения провода с нагревателем должны быть выведены из зоны обогрева.
• К обогреву можно приступать после окончания заливки бетона.
• В конструкции делаются скважины, дающие доступ к проводам, чтобы контролировать ее температуру. Если она превышает норму, следует понижать напряжение в сети.

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.

Подключаем провод для прогрева бетона ПНСВ

Применяя кабель прогревочный для бетона можно добиться положительной температуры смеси в зимние месяцы. Методика выполнения работ несложная. Следует уложить в конструкцию, подлежащую бетонированию, кабель с маркировкой ПНСВ и подать на него напряжение питания от источника электрической энергии.

Указанному способу обогрева часто отдают предпочтение благодаря серьезным достоинствам:

повышенной эффективности. Правильно уложенный обогревающий кабель, который выбран расчетным путем, может поддерживать температуру, необходимую для застывания значительного объема бетона;

Как правило, электропитание ПНСВ кабелей осуществляют через подстанции, обладающие несколькими ступенями пониженного напряжения

• экономичности. Расход электрической энергии приемлемый. Это позволяет вложиться в смету строительных мероприятий и не допустить перерасхода денежных средств;
• сохранению бетонной структуры. При подключении провода к источнику электрической энергии исключено растрескивание бетонного массива и образование в нем воздушных пор;
• универсальности. Технология электрического разогрева может применяться для цельных строительных конструкций, которые изготавливаются из обычного или армированного бетона.

Наряду с неоспоримыми преимуществами, технология имеет и слабые места:

• нуждается в выполнении подготовительных работ, в процессе которых производится укладка провода. Гибкий кабель для прогрева бетона требует соблюдения аккуратности при размещении в армированной конструкции и укладывается согласно чертежу;
• требует применения понижающего трансформатора. Технические характеристики оборудования для уменьшения питающего напряжения должны позволять произвести плавную регулировку нагрева бетонной смеси в требуемом диапазоне.

Применяется провод специальной конструкции, который состоит из следующих элементов:

• токопроводящей жилы;
• защитной изоляции.

Подбор кабеля осуществляется после выполнения расчетов с учетом следующих параметров:

• напряжения на выходе трансформатора;
• сечения токопроводящей части;
• суммарной длины уложенного кабеля.

Температура конструкции не должна опускаться ниже технологически обусловленного минимумаПри выполнении работ соблюдайте следующие рекомендации:

• производите укладку провода на очищенной поверхности, избегая его повреждений;
• равномерно формируйте петли кабеля, не допуская перегибов.

Покупая ПНСВ провод, проверьте соответствие продукции сертификату. Репутация изготовителя кабеля играет немаловажную роль. Технология применения провода для разогрева бетонной смеси имеет много общего с методом формирования обогреваемого пола.

Электроматы

Термоэлектрический мат строительный (ТЭМС) также обладает довольно простой конструкцией. Однако, в отличие от синтепоновых тентов, он работает по принципу «теплого пола». Конструкции изделий этого типа оснащены нагревательными графитовыми элементами, за счет которых осуществляется обогрев бетона.

ТЭМС позволяют поднять температуру только что залитого бетона до +70 °C (максимальное значение) и поддерживать ее на протяжении нескольких суток.

После подачи на полимерную прослойку напряжения, она создает ИК-изучение, которое постепенно начинает проникать в бетон на глубину до 60 см. Благодаря воздушной прослойке и отражающему материалу, теплопотери сводятся к минимуму.

Если говорить о преимуществах термоэлектрических матов для прогрева бетона, то стоит выделить:

• возможность прогрева раствора даже в сложных погодных условиях;
• простоту применения;
• прогрев, который осуществляется по всей бетонной поверхности, благодаря чему исключается риск растрескивания монолита из-за температурных перепадов;
• возможность многоразовой эксплуатации изделий;
• возможность использования матов одновременно с другими средствами прогрева (например, поверх термомата можно уложить минвату или другой легкий утеплитель);
• небольшое энергопотребление (от 0,3 до 0,6 кВт/м2).

Однако, чтобы подогрев был осуществлен качественно, необходимо учитывать некоторые нюансы применения ТЭМС.

Что такое термоматы

Обогревательные маты представляют собой специальные приборы, напоминающие покрывала, благодаря которым бетонный состав твердеет при нужной для правильной гидратации температуре.

Изделия состоят из нескольких прослоек:

• ИК нагревательного слоя (изготавливается из полимерных материалов);
• теплоизолирующей прослойки, которая наполняется воздухом;
• нескольких слоев специального теплоотражающего материала;
• влагоустойчивого слоя (изготавливается из ПВХ);

Кроме этого, в приборе установлены специальные термостаты (биметаллические), которые при достижении нужного температурного уровня (до +70 °C) отключаются и снова начинают работать, когда температура понижается до +60 °C.

Чаще всего инфракрасный прогрев залитого бетона осуществляется за счет электропитания (220 В), которое подается к термомату по питающему проводу.

В зависимости от принципа действия, изделия бывают двух типов: изотермические и термоэлектрические.

2 ошибки при прогреве бетона греющим проводом

В продаже имеется греющий кабель, предназначенный для прогрева бетона. Оказывается, что и при его эксплуатации можно допустить ряд ошибок.

1. Никто и никогда не проверяет целостность кабеля, в том числе и схем питания. В результате этого часть площади бетона остается без воздействия тепловой энергии. Из-за неравномерного прогрева появляются трещины, и возникает недобор прочности. Конструкция оказывается непригодной для дальнейшей эксплуатации;
2. Длина провода должна быть оптимальной. Если ее будет больше, чем требуется, то это приведет к увеличению сроков проведения деятельности. Если меньше – то возможно расплавление изоляции. Также это чревато коротким замыканием. Высчитывается необходимая длина кабеля исходя из площади поверхности бетона.

Термоматы VS прогрев бетона проводом ПНСВ сравнение видео

Работа с греющим кабелем трудоемкая и предполагает наличие больших мощностей электрической энергии.

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

Функциональные особенности

Климатические условия в нашей стране славятся особой суровостью, поэтому строителям часто приходится работать во время мороза. Именно для тех случаев, когда срочно необходимо соорудить бетонную конструкцию, но температура воздуха на улице никак не поднимается выше нуля, были созданы специальные устройства, основная задача которых — обеспечивать те самые условия, необходимые для нормального застывания бетона.

Принцип работы устройства

Трансформатор для обогрева бетона работает от электричества. Такие устройства широко используются строителями, в результате чего возведение различных конструкций из бетона значительно ускоряется и упрощается, особенно в холодное время года.

После приготовления бетонная смесь подогревается посредством электричества, причем сам бетон, будучи включенным в электрическую сеть, играет роль проводника. При этом энергия из электрической превращается в тепловую. Это может происходить прямо в цементной смеси или на ее поверхности. Все зависит от разновидности использующихся проводов и электродов.

С помощью трансформатора бетон можно нагреть до определенной температуры за определенный промежуток времени. Главное — правильно подобрать необходимую мощность тока. У того, кто пользуется таким оборудованием, разумеется, есть возможность выбирать один из нескольких режимов подогрева, что также повышает производительность и делает работу более эффективной.

Такой трансформатор годится для прогрева большого объема бетонной смеси. Если же из бетона нужно возвести какую-нибудь небольшую конструкцию, то применение этого оборудования считается нецелесообразным.

Температурный лист прогрева бетона. Электропрогрев бетонных конструкций проводом

При использовании в строительстве бетона, особое внимание уделяется прочности и долговечности материала. Для того чтобы Бетон приобрел необходимые свойства и качества, нужно соблюдать технологию изготовления

Как прогревать бетон.8 способов

При использовании в строительстве бетона, особое внимание уделяется прочности и долговечности материала. Для того чтобы Бетон приобрел необходимые свойства и качества, нужно соблюдать технологию изготовления

Но ведь известно, что в состав раствора входит вода.

Поскольку она химически не связана с элементами в растворе, то при снижении температуры окружающей среды, происходит замерзание. При кристаллизации воды она увеличивается в объеме. В результате происходящих процессов создается дополнительно напряжение в бетоне, что приводит к разрушению материала. Для сибирского региона морозы в зимний период (см.

фото прогрева бетона зимой )обычное явление.

Примерно в течение полугода в Красноярске сохраняется неблагоприятный температурный режим для твердения бетона и использовать температурный лист прогрева бетона. Но был найден простой метод, позволяющий проводить строительные работы в холодный период. Это — прогрев. Если использовать прогрев бетона (подробнее смотрим видео прогрева бетона), то можно проводить работы и при отрицательных температурах.

Поэтому ПСК “Билдинг” не прекращает продажу бетона в Красноярске и в зимний период. Для сохранения нормального температурного режима сегодня используется несколько способов прогрева бетона. Вот восемь самых эффективных: термос; термос с противоморозными добавками и ускорителями твердения; предварительный разогрев бетонной смеси; электродный прогрев; обогрев в греющей опалубке; инфракрасный обогрев; индукционный нагрев; обогрев нагревательными проводами.

Среди перечисленных методов наиболее эффективным считается электродный прогрев. Но использование только одного метода не дает гарантированный результат. В большинстве случаев используются комплексные мероприятия. Рассмотрим подробнее каждый из обозначенных методов. Термос Технология заключается в утеплении опалубки. Тип и степень её утепления выбирается исходя из качества бетона и температуры окружающей среды.

Основой расчетов служит требование: при охлаждении бетона до температуры в ноль градусов, он должен набрать критическую прочность. Термос с противоморозными добавками и ускорителями твердения Смысл метода интуитивно понятен из названия. Суть заключается в комбинировании утепления опалубки с добавлением неких химических реактивов, которые ускоряют процесс твердения и замедляют процесс замораживания.

Предварительный разогрев бетонной смеси Данный способ состоит в элементарном нагреве смеси до определенной температуры. Нагрев производится перед использованием – предварительно. Электродный прогрев Суть технологии заключается в пропускании электрического тока через бетон.

Благодаря этому происходит нагрев металлических элементов, находящихся в растворе (арматура, специальный электрод), и как следствие нагрев самого бетона. Инфракрасный обогрев Метод основан на нагреве поверхности под воздействием инфракрасных лучей. Обогреватель работает как солнце: нагревает освещаемую поверхность, а не воздух вокруг.

Индукционный нагрев Данная технология основывается на образовании тепла под воздействием вихревых токов. Вихревые токи образуются под воздействием электромагнитного индуктора. Обогрев нагревательными проводами Этот способ прогрева заключается в предварительном закреплении специальных обогревательных проводов на арматуре бетонной конструкции.

Затем на провода подается ток, что вызывает повышение температуры.

Электропрогрев бетонных конструкций проводом

В настоящее время в строительстве приобретает все большее распространение электрический прогрев бетонных конструкций проводом, применяемый как для обеспечения заливки бетона зимой, так и в целях интенсификации набора прочности бетоном в остальное время. В связи с чем хочу предложить Вашему вниманию методическое пособие по прогреву бетона проводом для специалистов-электриков строительных организаций, в чьи обязанности входит выполнение прогрева бетонных конструкций.

Расчет прогрева бетона

Чтобы рассчитать длину провода ПНСВ для одной секции, а также требуемое количество таких секций для определенной бетонной конструкции, учитываются технические характеристики самого провода и рабочее напряжение понижающего трансформатора. Например, при напряжении на трансформаторе 220В длина одной секции провода ПНСВ сечением 1,2 мм будет равна 110 метров. При уменьшении напряжения происходит пропорциональное сокращение длины отрезка кабеля в секции.

Схема размещения электродов в бетоне

Чтобы начать расчет эмпирической зависимости среднего значения температуры бетона при остывании от площади поверхности, необходимо учитывать следующие факторы и расчеты:

1. Среднегодовой прогноз погоды на зимний период в регионе за несколько лет. Также берется в расчет прогнозируемое значение среднего температурного показателя воздуха за текущий зимний период.
2. Рассчитывается модуль рабочей прогреваемой поверхности, и, исходя из этих расчетов, определяется соответствующая термосная выдержка раствора.
3. По установленной формуле рассчитывается средняя температура конструкции за время ее охлаждения.
4. Требуется информация о температуре доставляемой готовой бетонной смеси и ее экзотермических характеристиках. Эти данные можно узнать у завода-изготовителя.
5. Согласно установленным формулам определяются тепловые потери при транспортировке смеси и ее разгрузке.
6. Также необходимо определить температуру раствора с начала его укладки с учетом отдачи тепла на прогрев опалубки и арматуры.
7. Опираясь на нормативные требования прочности бетона, рассчитывают время охлаждения раствора.

Такой способ расчетов работает при прогнозировании времени застывания бетона, учета тепловых потерь при заливке смеси, и излучения тепла с рабочей поверхности, но такие расчеты являются приблизительными.

Опалубка для прогрева бетона

Для этого метода используется опалубка, в щиты которой вставляют нагревательный элемент. Удобство конструкции заключается в том, что при необходимости можно легко заменить её неисправные элементы. Если дом монолитный, то при помощи такой опалубки можно прогреть его полностью. Если прогревать этажи поэтапно, то опалубку можно переставлять, переходя к нужному участку работы. Использовать такой способ можно даже при температуре окружающей среды -25 градусов.

Преимущества такой методики:

• Высокая производительность при относительно небольших затратах энергии;
• Требует немного времени на приготовления, монтаж;
• Можно использовать в сильные морозы;
• Можно использовать несколько раз.

Недостатки:

• Высокая стоимость.
• Неудобно, если строение нестандартное.

Дополнительные средства защиты

Чтобы увеличить прочность бетонного покрытия на его поверхность распыляют различные защитные смеси. Они бывают белыми, черными и бесцветными.

Черные хорошо защищают от ветра и прямого солнца, но его поверхность наоборот увеличивает поглощение тепла и перегревает бетон. Битумная черная мастика действует еще хуже, она испаряет большое количество влаги во время ветра. Белые добавки, как раз за счет цвета, снижают теплопоглощение, а бесцветные не влияют на внешний вид бетона. Современные технологии позволили получить средство, создающее на поверхности прозрачную пленку. Такое покрытие можно встретить на полу в больших гипермаркетах. Оно предполагает улучшить стойкость бетона при средних температурах и влажности. Но даже при использовании таких добавок не следует забывать о необходимости регулярного увлажнения покрытия.

Способы прогрева конструкций из бетона

Обогревают бетон при работе на холоде различными методами. Строители часто применяют следующие технологии.

Трансформатором

Для прогрева бетона зимой многие строители применяют трансформатор. Тепло при использовании этой технологии вырабатывает электрический ток. С трансформатором применяют электроды либо провода. Первые вставляют в предварительно замоноличенную конструкцию или размещают на ее поверхности, а вторые крепят к арматуре либо погружают в опалубку, затем заливают раствор. Электроды и кабели подключают к электрической сети с напряжением 220 В или 380 В через трансформатор понижающего типа. Обычно используют трехфазное оборудование. Все фазы нагружать нужно одновременно.

Напрямую подключать греющие элементы к сети нельзя. Это приведет к локальному перегреву и может быть опасно для жизни.

Электропрогрев бетона проводом – универсальный способ. Он может применяться для стен, фундамента, колонн или перекрытий. Использовать для электропрогрева бетона по этой технологии допускается следующие типы кабелей:

• ПНСВ (нагревательный с жилой из стали и виниловой изоляцией);
• ВЕТ (предназначенный для работы напрямую от электрической сети);
• ПТПЖ (токопроводящий с параллельными оцинкованными жилами).

Жилы проводов могут быть диаметром 1,2-3 мм.

Если обогрев бетона трансформатором производят при помощи электродов, подойдут следующие их типы:

• полосовые;
• струнные;
• стержневые;
• пластинчатые.

Инфракрасным излучением

Еще один эффективный метод прогрева бетона в зимнее время предполагает применение инфракрасного излучения, преобразующегося в тепловую энергию.

Рядом с залитой цементным раствором опалубкой ставят промышленные инфракрасные обогреватели и направляют их в сторону опалубки. Функцию источника излучения выполняют ТЭНы мощностью до нескольких сотен киловатт.

Инфракрасный аппарат имеет следующие компоненты:

• излучатель;
• отражатель;
• подвес либо держатель.

Необходимый показатель мощности оборудования необходимо подбирать таким образом, что температура на поверхности была не выше 93 °C. Методика не подходит, если толщина бетона составляет более 70 см.

Электрический инфракрасный способ нагрева строительной смеси имеет высокий КПД и небольшие энергетические затраты.

Прогрев бетона своими силами

Некоторые несложные методики могут применяться в частном строительстве, а оборудование для прогрева легко изготовить своими руками.

Методом магнитной индукции

Греть способом магнитной индукции можно только армированные конструкции. Металлические элементы в этом случае оказываются незаменимыми, поскольку выполняют функцию сердечника.  Вокруг залитой бетоном конструкции петлями помещают кабель в изоляции. Он будет играть функцию индуктора. Какой провод использовать, и сколько его потребуется, определяют посредством расчетов. Затем по кабелю пускают переменный ток. Образующееся в результате описанных манипуляций магнитное поле нагревает арматуру железобетонной конструкции, от которой тепло расходится по всему бетонному составу. И зима больше не является препятствием для продолжения строительных работ.

Нагревание производится снаружи. Преимущества индукционного нагрева методом индукции заключаются в низкой цене и равномерности прогрева. Недостаток состоит в том, что применять его можно только на небольшом перечне конструкций – на балках, колоннах, и пр.

Греющей опалубкой

В ряде случаев для бетонирования в холодное время применяют греющую опалубку. Ее можно использовать и летом для сокращения скорости застывания раствора. Стандартные составляющие такой опалубки дополняют нагревательными элементами. Схема подобной модификации достаточно проста. Сделать греющей можно как деревянную, так и металлическую опалубку.

В качестве нагревательных элементов допускается применять не только провода и кабели, но и трубчатые, ленточные электронагреватели, токопроводящие пленки. Метраж нагревательных элементов рассчитывается индивидуально. Использование греющей опалубки обеспечивает равномерный прогрев, а монтаж конструкции занимает минимум времени.

Тепляком

Один из наиболее старых проверенных методов обогрева бетонного раствора предполагает использование тепляков (либо шатров). Технология заключается в создании вокруг заливаемой составом конструкции теплоизолированного пространства. Последнее затем прогревается до необходимой температуры при помощи тепловых пушек либо обогревателей. Тепляк допускается изготавливать из брезента, древесины или полимерных материалов с подходящими характеристиками. Укрыву подлежит только отдельная часть всей конструкции – которая заливается. Затем шатер перемещают.