Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обогрев бетона нагревательными проводами: подробный обзор

Обогрев бетона нагревательными проводами: подробный обзор

Среди разных методик, каковые используются при закладке фундаментов и других строительных работах в зимний период, серьёзное место занимает подогрев бетона проводом ПНСВ. Применение данной технологии с соблюдением всех правил разрешает создать оптимальные условия для комплекта прочности застывающим цементным раствором кроме того в том случае, если температура воздуха падает существенно ниже нуля.

В нашей статье мы обрисуем, как организовать такую обработку, как выбрать провод для нагрева бетона, и – на что необходимо в обязательном порядке обращать внимание при работе системы.

Обзор методик

Для обеспечения верного отвердевания бетона необходимо, дабы целый входящий в состав раствора цемент прореагировал с водой. Данный процесс называется гидратацией, и нарушается он в том случае, если вся влага либо ее часть преобразовывается в лед.

Дабы избежать этого, применяют разные способы:

  • Во-первых, при маленьком объеме работ возможно добавить в состав раствора компоненты, предотвращающие замерзание. Минусом данной методики есть неспособность аналогичных присадок противостоять сильным морозам, и удорожание цены работ.
  • Во-вторых, при краткосрочном похолодании возможно качественную теплоизоляцию залитого фундамента либо другой несущей конструкции. Наряду с этим употребляется опалубка, изготовленная из материалов с низкой теплопроводностью, а сверху бетон накрывается многослойным полиэтиленом либо рубероидом.

Обратите внимание! Разновидностью данного способа есть так называемый «тёплый термос» — перед заливкой в опалубку бетон нагревается до 60-70 0 С, по окончании чего шепетильно изолируется.

  • Для активного прогрева довольно часто употребляется электродный способ. Наряду с этим проводники или погружаются в толщу раствора, или находятся на его поверхности. Электрическое поле, формирующееся между токопроводящими пластинами либо стержнями, отдает часть энергии бетону, поддерживая его температуру на самом высоком уровне.
  • Но наиболее действенной и практичной методикой есть применение особых нагревательных кабелей. Они закладываются в толщу бетона, по окончании чего подключаются к особому трансформатору и нагревают материал. Цена проводников относительно мала, потому данный способ возможно советовать и для громадных объемов.

Как показывает опыт, наиболее действенным есть комбинирование способов пассивного теплосбережения и активного прогрева бетона. Ниже мы рассмотрим детали этого процесса максимально детально.

Технология кабельного прогрева

Неспециализированная схема

При работе в температурных условиях, достигающих — 40 0 , провод для подогрева бетона есть чуть ли не единственным вероятным вариантом для обеспечения отвердения цемента.

Наряду с этим сам процесс обогрева организуется так:

  • Сначала не объекте монтируется опалубка. Для понижения потерь тепла ее лучше делать из изолирующих материалов.
  • После этого в опалубку устанавливается арматурный каркас. К арматурному каркасу крепятся особые нагревательные провода.

  • Длины проводов подбирают с таким расчетом, дабы обеспечить максимально равномерную нагрузку на любой участок. Все фрагменты соединяют с одной токопроводящей шиной, которая размещается за пределами опалубки.
  • После этого выполняется заливка раствора с его последующим уплотнением. Наряду с этим виброобработка цементной массы допускается, потому, что она, в отличие от штыкования, не ведет к повреждению проводников.
  • Потом соединительные шины присоединяются к понижающему трансформатору. В систему подается ток, и провода неспешно нагреваются, мешая замерзанию жидкости в толще материала.
  • Работа трансформатора не заканчивается , пока бетон не наберет нужную прочность.

Физика процессов

Что же происходит сейчас в толще раствора?

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

  • Дополнительным плюсом для того чтобы обогрева есть увеличение надежности армирования: во-первых, за счет постепенного уменьшения доступной жидкости понижается риск коррозии арматуры, а во-вторых, бетон закрепляется на железном каркасе более равномерно.

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

  • После достижения бетоном определенных эксплуатационных показателей нагрев прекращают. Инструкция рекомендует уменьшать температуру неспешно, потому, что лишь в этом случае возможно избежать растрескивания в материала.

Фактически, как раз так и происходит сам процесс.

В случае если же вы решите организовать кабельный обогрев бетона своими руками, то настоятельно рекомендуем изучить следующий раздел. Естественно, необходимо не забывать, что для исполнения данных работ направляться владеть соответствующим допуском, так что для тех, у кого нет «корочки» электрика, нижеприведенные советы будут носить ознакомительный темперамент.

Методика организации работ

Выбор проводников

Потому, что нагревательный провод для бетона есть центральным элементом всей системы, его необходимо выбирать весьма придирчиво.

Тут честными будут следующие мысли:

  • В качестве основного греющего проводника оптимальнее подойдет провод ПНСВ с толщиной жилы 1,2 либо 1,4 мм.

Обратите внимание! В некоторых случаях, в частности при обогреве громадных конструкций, допускается монтаж системы из кабеля ПНСВ диаметром 2, 2,5 либо кроме того 3 мм.

  • Стальная жила, выступающая токонесущим элементом, возможно оцинкована – это положительно отражается на эффективности нагрева, и на надежности системы.

  • Для обеспечения действенной передачи тепла, и исключения риска поражения электрическим током стальной сердечник кабеля ПНСВ должен быть покрыт полихлорвиниловой либо полиэтиленовой изоляцией.
  • Не нужно применять кабель с полиэтиленовой защитой в армированных конструкциях: при скачках напряжения либо долгой работе с большой нагрузкой существует риск оплавления полиэтилена и замыкания провода на арматуру.
  • Одновременно с этим полихлорвинил при низких температурах (-10 0 С и менее) благодаря понижения эластичности делается ломким, и потому может потрескаться еще на этапе монтажа.
  • Расход провода ПНСВ 1,2 образовывает приблизительно 50 погонных метров на кубометр раствора.

При применении кабелей нужно не забывать, что рабочий ток для проводника, находящегося в толще раствора, образовывает около 15 Ампер. Наряду с этим на воздухе такая сила тока есть избыточно большой, и значительно чаще ведет к перегоранию проводника за счет не хватает действенного теплоотведения.

Дабы избежать этого, для соединения находящихся в бетоне проводников с трансформатором либо неспециализированной шиной применяют так именуемые «холодные концы» — провода большего сечения, менее подверженные температурным нагрузкам. В качестве «холодного конца» в большинстве случаев употребляется 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 обрисуем детали обустройства каждой из них:

  • Провод для обогрева бетона нарезаем равными отрезками (значительно чаще это 17 либо 28 метров) и свиваем в спирали диаметром около 40 мм, формируя так именуемые нитки. Для завивки спиралей значительно чаще используется особый станок с электроприводом.
  • При соединении по схеме «треугольник» все проводники делятся на три равные группы. Провода в группах соединяем между собой параллельно, по окончании чего группы скрепляем в трех точках. От каждой точки подводим кабель к выходному зажиму трансформатора.
  • Пара в противном случае 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 окажут помощь изображения, каковые приводятся в данном разделе.

Дабы уменьшить расчет проводов для прогрева цементного раствора, возможно применять особые программы-калькуляторы. Кроме этого пара примеров для наиболее распространенных обстановок приведены в таблице:

Тип трансформатораДиаметр ПНСВ«Звезда»: число троек при луче в 17 м«Треугольник»: число групп ниток длиной 28 м
СПБ-401,2143 по 8
1,4123 по 7
СПБ-801,2283 по 13
1,4243 по 11
СПБ-1001,2353 по 16
1,4293 по 14
380/36 на 6 кВт1,253 по 3
380/36 на 2 либо 2,5 кВт1,251 (три нитки)

Монтаж прогревающей системы

Сам процесс монтажа системы достаточно несложен:

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

  • Потом укладываем кабель так, дабы между соседними проводниками расстояние составляло не меньше 15 см.
  • При формировании изгиба следим, дабы проводники не переламывались, и не нарушалась целостность изоляционного слоя. Рекомендуемый радиус изгиба образовывает не меньше 25 мм.
  • Присоединяем провода к арматурному каркасу так, дабы избежать их смещения при заливке и виброуплотнении раствора.

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

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

  • Для контроля температуры закладываем особые трубки, каковые будут играть роль диагностических скважин.
  • Делаем заливку и виброуплотнение цементного раствора, контролируя положение и целостность проводников.

Для понижения затрат электричества на прогрев бетона до заданной температуры эксперты советуют перекрыть залитый фундамент фольгированной пленкой. Слой железного напыления будет играть роль теплового экрана, отражая инфракрасное излучение и содействуя еще большему упрочнению поверхностного слоя.

Советы по эксплуатации

Сам процесс прогрева реализуется по трехстадийной схеме:

  • Сразу после заливки дается некоторое время (до двух часов) на первичное схватывание. Затем материал накрывается теплоизоляционной пленкой и выполняется пуск трансформаторной установки.
  • Первый этап носит название предварительного прогрева. Температура раствора неспешно увеличивается до 70 – 80 0 С (в зависимости от проекта). Наряду с этим чтобы не было формирования территорий напряжений в бетоне параметры тока изменяются неспешно – так, дабы нагрев составлял не более 10 0 С в час.
  • Потом идет наиболее долгая вторая стадия, на которой происходит изотермическое прогревание цементной массы. Наряду с этим в скважинах контролируется температурный режим: нагрев не должен быть больше 80 0 С, в противном случае может начаться спекание цементных гранул.
  • Обработка производится , пока материал не наберет 70% прочности от заложенной в проекте. Прочность может определяться или расчетным методом, или посредством особых тестов (время от времени для отбора проб используется алмазное бурение отверстий в бетоне).
  • Третья стадия — охлаждение. Параметры тока изменяются так, дабы температура бетона падала не стремительнее, чем на 4-5 0 С в час.

По окончании завершения данной стадии «холодные концы» отключаются от трансформатора и демонтируются. Предстоящий комплект прочности проходит в естественных условиях.

Вывод

Сведения о том, как прогреть бетон проводом ПНСВ, будут незаменимы для всех, кто планирует строить дом в зимний период. Само собой разумеется, система эта достаточно затрата, но в то время, когда выбора очень нет – то лучше применять наиболее действенную и доступную технологию прогрева бетона.

В любом случае, вышеприведенные рекомендации, и видео в данной статье содержат очень полезную для мастера данные, потому стоит выделить время ее пристальному изучению!

Обзор нагревательного кабеля ПНСВ для прогрева бетона

При заливке бетона в зимнее время могут возникнуть определенные сложности. Если вода в структуре материала замерзнет, то технологическая прочность не будет достигнута. Медленная скорость затвердевания состава также делает работы с ним нерентабельными. Поддерживать оптимальную температуру материала позволяет кабель для прогрева бетона.

Применение нагревательных элементов

Отрицательные температуры кристаллизуют воду в бетоне, и гидратация материала прекращается. В замерзшем состоянии жидкость расширяется и разрушает связи, образовавшиеся в цементе. Даже если температура повысится, материал уже не достигнет необходимой прочности.

При температуре 20 °C происходит оптимальное и равномерное затвердевание состава, сохраняются его важные характеристики. Чтобы поддержать нужные технические условия в зимнее время, используются греющий кабель для бетона ПНСВ и его аналоги. Он может пригодиться в следующих ситуациях:

  • теплоизоляция опалубки и монолита не обеспечена в полной мере;
  • монолит имеет крупные габариты и не может равномерно прогреться;
  • работы проводятся при отрицательной температуре, и вода замерзает в растворе.

Виды и характеристики кабелей

Существует несколько разновидностей греющего кабеля для прогрева бетона, наиболее востребованным является ПНСВ. В его основе — жила из стали с сечением 0,6−4 кв. мм и 1,2−3 мм в диаметре. Некоторые модели подвергаются оцинковке, защищающей компоненты провода от агрессивных составляющих строительных смесей.

Термоустойчивость кабелю дает изоляция из полиэстера или ПВХ. Она также не боится агрессивных компонентов, истирания и перегибов, имеет повышенное удельное сопротивление и прочную структуру. Технические показатели кабеля ПНСВ:

  • около 60 м провода хватает на 1 кубометр раствора;
  • удельное сопротивление 0,15 Ом/м;
  • применение элемента до -25 °C;
  • возможность монтажа до -15 °C;
  • стабильные показатели работы при температуре от -60 °C до +50 °C.

Подключение кабеля к холодным концам производится при помощи алюминиевого провода АПВ.

Для питания подходит сеть трехфазного типа 380 В, возможно подсоединение к трансформатору. Если длина кабеля более 120 м и расчеты проведены правильно, то может также использоваться сеть бытового назначения в 220 В. Рабочий ток, проходящий в толще бетона, должен составлять 14−16 А.

Альтернативным элементом для подогрева строительных смесей может выступать кабель ПНСП. Его изоляция состоит из полипропилена, немного повышающего силу тепловыделения по сравнению с изделиями ПНСВ. Эти виды кабелей также могут применяться для оборудования теплого пола.

Для правильной работы нагревательного элемента нужно точно рассчитать длину кабеля. Мелкие недочеты можно корректировать поступающим напряжением от трансформатора, регулируя его уровень.

Провода ПНСП и ПНСВ могут работать только вместе с оборудованием для настраивания мощности теплоотдачи. Это может усложнять задачу. Выходом из ситуации являются секционные двужильные термокабели с саморегуляцией ВЕТ и КДБС. Их можно подключать к сети 220 В напрямую. Линейная мощность составляет 40 Вт/м у провода КДБС и 35−45 Вт/м — для ВЕТ. Допустимый радиус изгиба равен 35 мм у первой модели и 25 мм — для второй соответственно.

Технология прогрева

Места проведения коммуникаций и расположение отверстий в бетонной поверхности нужно продумать до начала заливки состава. После установки системы и покрытия ее цементной смесью, любые работы с поверхностью могут повредить провода. Например, перед выполнением алмазного бурения материала нужно убедиться, что отверстие не будет проходить через кабель для обогрева бетона.

Правила укладки системы

Перед размещением обогревающей системы устанавливаются арматура и опалубка. Затем проводится раскладка ПНСВ, между витками проводов должен быть интервал 8−20 см. Величина промежутка зависит от ветра, температуры снаружи и влажности.

Кабель прицепляется зажимами к арматуре, без натяжения. Оптимальный радиус изгибов — больше 25 см. Ведущие ток жилы не должны пересекаться, расстояние промежутков между ними — 1,5 см, такое расположение позволяет избежать короткого замыкания.

Чаще всего провод для прогрева бетона ПНСВ укладывают по схеме «змейка», которая используется для монтажа теплых полов. Этот метод экономит кабель и позволяет охватить максимальную область бетонного основания.

Необходимо проверить следующие моменты перед заливкой раствора:

  • температура подготовленной смеси выше +5 °C;
  • в опалубке нет льда;
  • схема правильно подключена;
  • холодные концы имеют оптимальную длину.

К кабелю ПНСВ прилагается инструкция, которую важно соблюдать при установке системы обогрева. Существуют два варианта подключения через шинопровода — по схемам «звезда» и «треугольник». При первом способе три однотипных кабеля объединяются в узел, затем свободная тройка контактов подсоединяется к трансформатору. Устройство питания размещается на расстоянии до 25 м от места соединения. Участок материала, который будет нагреваться, защищается ограждением.

Подключение системы производится только после окончания заливки раствора. Использование прогревочного кабеля для бетона ПНСВ включает следующие этапы:

  1. Ведется разогрев, в час температура должна повышаться на 10 °C. Большая скорость нарушит равномерность прогревания материала.
  2. Нагревание осуществляется при постоянном значении температуры. Бетону необходимо набрать половину от показателя технологической прочности. Оптимальная температура 60 °C, максимально возможная — 80 °C.
  3. Материал медленно остывает. Скорость его охлаждения не должна превышать 5 °C в час, иначе произойдет растрескивание структуры.

Если все работы были проведены правильно, то бетон достигнет соответствующей марки прочности. После проведения нагрева кабель остается в материале и играет роль вспомогательной армирующей конструкции.

Кабели ВЕТ и КДБС можно подключать через розетку или щитовую к сети 220 В, они также имеют деление на секции, что предотвращает перегрузки. Но их стоимость значительно выше, чем проводов ПНСВ.

Для постройки больших объектов такие затраты невыгодны, поэтому чаще используется дешевый аналог.

Прогревать бетон также можно с применением трубчатого электронагревателя (ТЭН) и электродов. В раствор вставляется арматура и подключается к источнику питания — сварочному аппарату или другому понижающему трансформатору. Для этого варианта нагревательный кабель не нужен, но потребуются значительные затраты энергии. Проводником в бетоне выступает вода, а при затвердевании материала сопротивление будет возрастать.

Расчет длины ПНСВ

На определение длины кабеля ПНСВ влияет несколько факторов. Большое значение имеет количество тепла, которое будет подаваться на материал для затвердевания. На этот показатель влияют теплоизоляция, температура воздуха, форма и размеры конструкции, влажность.

Читать еще:  ГОСТ 25192-2012. Бетоны. Классификация и общие технические требования

Длина петли должна составлять в среднем 28−36 м. Если температура выше -5 °C, то укладка делается с шагом 20 см. При охлаждении, через каждые 5 градусов промежуток между жилами сокращается на 4 см. На отметке -15 °C он будет равен 12 см.

Важна также потребляемая мощность кабеля ПНСВ, она зависит от диаметра:

  • 1,2 мм — 0,015 Ом/м;
  • 2 мм — 0,044 Ом/м;
  • 3 мм — 0,02 Ом/м.

Рабочий ток не может превышать показателя в 16 А. Необходимо рассчитать потребляемую мощность на один метр провода.

Для этого сила тока в квадрате умножается на удельное сопротивление. Суммарная мощность находится из произведения полученного значения и общей длины провода. Напряжение трансформатора рассчитывается аналогично. Сила тока умножается на сопротивление, чтобы получить величину рабочего напряжения.

Провод ПНСВ — наиболее дешевый вариант для нагревания бетонной смеси. Но для его использования необходимы специальное оборудование и соответствующие знания. Теплоизоляция также снижает затраты на обогрев материала и позволяет повысить качество бетона благодаря равномерному остыванию.

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.

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.

Провод для прогрева бетона

Современное ведение строительства предусматривает возведение монолитных бетонных, железобетонных конструкций в больших объёмах. Период набора несущей способности бетона равен 30 суткам. Это время рассчитано на весенне-летний сезон, когда температура не падает ниже отметки 10-150 С. Проблема застывания бетонной массы возникает при низком температурном режиме в зимний период. Её решают кабелем для прогрева бетона.

Для чего прогревать бетон

В холодное время года жидкий бетон в опалубке схватывается частично. Нарушается гидратация монолитной массы. При оттаивании возникает напряжение между замёрзшими и затвердевшими объёмами заливки, что приводит к нарушению монолитности содержимого опалубки. Это чревато появлением глубоких трещин и потерей несущей способности всей конструкции.

Чтобы предотвратить эти негативные явления, монолит прогревают в течение всего периода его гидратации. Для этого применяют греющий кабель для бетона.

Важно! Провод для прогрева бетона производитель работ вкладывает в опалубку перед тем, как будет туда залит жидкий раствор. При наличии большого массива арматурного каркаса, его обматывают кабелем.

Характеристики ПНСВ

Для обогрева бетона греющими проводами применяют несколько типов проводной продукции. Обычно монолит холодный период года греют прогревочным проводом ПНСВ. Сочетание букв ПНСВ надо понимать, как нагревательный провод с жилами из стали и изоляционным покрытием из ПВХ. Достоинства кабеля – это его доступность и бюджетная цена.

На сегодня всё большую популярность приобретают кабели для прогрева бетона марки ВЕТ (производство Финляндии) и КДБС отечественного изготовления. В отличие от ПНСВ, их не нужно подключать к дополнительному регулирующему оборудованию в виде трансформатора. Несложная схема подключения делает кабели наиболее привлекательным средством обогрева. Они подключаются непосредственно к источнику тока 220 вольт.

Расчёт длины провода

Длина прогревочного кабеля для бетона прямо связана с его характеристиками. Для расчёта значение имеют выходное напряжение трансформатора, радиусы изгибов проводного нагревателя. Очень удобно пользоваться сетевым калькулятором для небольших по объёму монолитных объектов. При масштабном строительстве профессионалы используют нормативы, привязанные к марке провода, температуре окружающей среды и прочим параметрам.

Например, для обогрева одного кубического метра монолита потребуется прогревочный провод мощностью 1300 Вт. Понадобится ПНСВ длиной 30- 50 метров. Конкретный размер провода для обогрева бетона уточняется вводом в расчёт поправочного температурного коэффициента окружающей атмосферы.

Разновидности нагревательных проводов и кабелей

Применяют три типа прогревочных кабелей для бетона:

  1. Провод ПНСВ с одной жилой;
  2. Двужильный кабель с оцинкованными проводниками (ПТПЖ);
  3. Кабель двужильный отечественного производства КДБС и финский ВЕТ.

Особенности кабелей КДБС и ВЕТ

Нагревательные кабели ВЕТ и КДБС не требуют подключения корректирующего энергетического оборудования, они работают от обычной электрической сети. Особых различий между этими изделиями не наблюдается. Оба кабеля питаются током гражданской электрической сети. Линейная мощность примерно одинакова (ВЕТ – 45 Вт/м, КДБС – 40 Вт/м). Сопротивление изоляционного слоя одно и то же – 103 Мом/м. Допустимый радиус у КДБС немного больше, чем у ВЕТ – 35/25 мм. Номинальный диаметр – 6/7 мм.

Обратите внимание! Кабель ВЕТ реализуют отрезками от 3,3 до 85 м. Провод КДБС поставляют в продажу отрезками от 10 до 150 м.

Технология прогрева кабелем ПНСВ

Для эффективного прогрева необходима точная регулировка мощности. В противном случае недостаточный или чересчур сильный нагрев прогревочного провода может вызвать разрушение монолита. При перегреве изоляционная оболочка может расплавиться, и жилы проводов тогда войдут в контакт с арматурой, вследствие чего произойдёт короткое замыкание. Чтобы это не происходило, применяют специальные схемы подключения греющего проводника.

Варианты схем подключения

В результате теоретических разработок и опытных исследований было определено напряжение величиной 70 вольт, при котором ПНСВ наиболее эффективно «работает» с твердеющим раствором. Для создания оптимальных условий обогрева потребуется понижающий трансформатор.

Перед монтажом электропроводки делают расчёт длины провода. Затем определяют схему укладки и способ подключения кабеля, величину рабочего выходного напряжения с учётом объёма бетонного раствора, окружающей температуры и габарита монолитной конструкции. Чтобы не погрязнуть в сложных расчётах, пользуются онлайн калькулятором, который учитывает все вышеперечисленные параметры. Используют две самые распространённые схемы укладки и подключения кабеля: это звезда и треугольник.

Монтаж кабеля ПНСВ

Монтаж обогревающей проводки состоит из двух этапов:

  1. Монтаж обогревательных контуров;
  2. Расположение и фиксация обогревающей проводки.

Монтаж обогревательных контуров

Прогревочный провод ПНСВ укладывают уже во время установки опалубки. Схему крепления кабеля к стальному каркасу продумывают на стадии создания проекта железобетонной или бетонной конструкции. Для равномерного прогрева бетона проводом ПНСВ ветви кабеля располагают с одинаковым промежутком между собой.

Оптимальный промежуток между ветвями обогревателя должен быть равен 15 см. Ветви проводки монтируют отдельными сегментами. Если обогрев производится от сети напряжением 380 вольт, то длина отдельной секции будет равна 31 метру. При питании источником тока 220 вольт длина провода составит 17 м.

При превышении этих нормативов длинные провода не будут достигать нужного уровня нагрева, и тепло не будет доходить в нужном количестве до крайних зон обогрева. Следует помнить о том, что прогрев бетона проводом носит одноразовый характер. После набора полной прочности бетоном кабель отключают и оставляют его в массиве монолита.

Расположение и фиксация обогревающей проводки

Расположение и фиксацию проводов обогрева производят по следующей методике:

  1. Определяют диаметр прогревочного провода. При наличии арматурного каркаса применяют кабель с виниловой изоляцией, она наиболее прочная. Для монолита без арматуры применяют провода с полипропиленовой оболочкой.
  2. Кабель нарезают равными по длине отрезками и сворачивают в продольные спирали.
  3. Спиральные ветви продевают через арматурный каркас, не касаясь внутренней поверхности опалубки. Оптимальное расстояние между проводом и ограждениями должно быть 100-150 мм.
  4. Кабель подвязывают к арматуре алюминиевой проволокой или полимерными стяжками.
  5. Укладку кабеля производят так, чтобы он не выходил наружу за пределы опалубки.
  6. После первых признаков схватывания залитого бетонного раствора включают трансформаторную подстанцию КТПТО. Регулируют степень нагрева провода увеличением или уменьшением напряжения тока.

Достоинства и недостатки ПНСВ

Неоспоримое достоинство ПНСВ для обогрева бетона – это его низкая стоимость и малые затраты электроэнергии. Невосприимчивость ПНСВ к щелочной и кислотной средам делает его незаменимым для взаимодействия с монолитом из бетона с различными присадками.

К минусам использования провода следует отнести необходимость подключения довольно дорогого трансформаторного оборудования. В некоторых случаях вместо понижающих трансформаторов используют сварочное оборудование. Такая методика обогрева приемлема для малогабаритных монолитных конструкций.

Монтаж секций обогревающего кабеля

Провода поставляют в торговую сеть уже готовыми секциями. Для эффективной гидратации раствора в холодное время нужно определить мощность секции, зависящей от габаритов монолита.

Читать еще:  Отличное предложение покупки битума БНД (битум нефтяной дорожный) 60/90

Специалисты советуют следовать следующим рекомендациям по монтажу обогревочного провода:

  • На обогрев одного кубометра бетонного раствора потребуется мощность провода от 500 до 1500 Вт. Величина корректируется коэффициентом уровня температуры окружающего пространства;
  • Для снижения расхода электроэнергии применяют присадки, понижающие точку замерзания раствора;
  • С этой же целью утепляют опалубку.

Дополнительная информация. Если не хватает опыта в деле обогрева монолита в зимнее время года, то не стоит браться за это дело самостоятельно. Нужно обратиться к специалистам. Они сделают расчёт и правильно осуществят монтаж прогревочного кабеля.

Особенности и достоинства сегментированного кабеля

В качестве прогревочного сегментированного провода используют продукцию ВЕТ и КДБС. Преимущества использования такого типа проводной продукции заключаются в следующем:

  • для прогрева бетона не нужно устанавливать дополнительное дорогое оборудование – понижающий трансформатор;
  • высокая безопасность исключает случайное поражение током человека;
  • монтаж прогревочных секций осуществляется быстро и с минимальными трудовыми затратами;
  • расчёт длины обогревающих сегментов не вызывает сложностей.

К особенностям применения сегментированных обогревающих проводов относится то, что ВЕТ кабель и провод КДБС стоят намного дороже своего аналога – ПНВС. Их применение целесообразно на возведении монолитных сооружений небольших размеров.

Постобработка бетона

После окончания обогрева монолитной конструкции бетон ещё не набирает полную прочность. Специалисты не рекомендуют немедленно приступать к обработке бетонной конструкции ударными инструментами: отбойными молотками и перфораторами. Вполне допустимы работы с помощью режущего оборудования с алмазным абразивом.

Прогрев бетона в зимнее время года нужно производить обязательно, иначе можно получить некачественный монолит, который нужно будет демонтировать, и возводить конструкцию заново. Поэтому к этому делу надо подходить особенно тщательно. Оптимальный выбор в пользу той или иной методики обогрева приведёт только к положительному экономическому эффекту.

Видео

Прогрев бетона. Обогрев нагревательными проводами (ТЭНами)

Прогрев бетона дает возможность оперативно снизить содержание в нем воды, что значительно повышает прочность бетонных конструкций. Кроме того, появляется возможность заливать бетон зимой, что существенно сокращает сроки строительства, особенно в северных районах России, где отрицательная температура может сохраняться по полгода и более.

Одним из наиболее эффективных и распространенных способов прогрева бетона является обогрев бетонной смеси нагревательными проводами, иногда называемыми также ТЭНами (аббревиатуру “ТЭН” в этом случае следует расшифровывать как “ТеплоЭлектроНагреватель”, а не в классическом варианте как “Трубчатый ЭлектроНагреватель”).

Как это работает

Принцип электропрогрева бетонной смеси с помощью проводов состоит в том, что в процессе заливки бетона в него закладываются изолированные провода. При подключении этих проводов к источнику напряжения через них протекает электрический ток, который и нагревает заложенные в бетон провода. Прогрев всей бетонной массы происходит в результате теплопередачи от нагретых проводов.

Что для этого нужно

Для прогрева бетона нагревательными проводами необходимы:

  • специальный провод (марки ПНСВ);
  • источник электропитания (желательно с возможностью регулировки напряжения);
  • подводящие провода (“холодные концы”, марки АПВ-4,6,10 или КГ-25,35,50,70);
  • омметр (диапазон измерений 0-5 Ом);
  • возможность оперативного контроля температуры бетонной смеси и исправности работы электрооборудования.

При прогреве бетона электропроводами рекомендуется использовать также дополнительные способы обогрева, например, с помощью теплоизолирующей опалубки.

Это не электродный прогрев

Не следует путать метод нагрева бетонной смеси нагревательными проводами с электродным прогревом, когда ток протекает не по изолированным проводам, а непосредственно через бетон (и содержащимся в нем металлическим элементам).

Провод

Для электропрогрева бетона применяется провод марки ПНСВ диаметром 1.2 или 1.4 мм (значительно реже 1.0, 1.1 и 1.3 мм). Технически провод ПНСВ является стальной жилой (возможно оцинкованной), заключенной в изоляционную оболочку. Изоляция может быть изготовлена из поливинилхлоридного пластиката или полиэтилена.
Длина провода выбирается таким образом, чтобы ток (с учетом подаваемого напряжения) составлял 14-16 Ампер.

Однако такую нагрузку провод ПНСВ способен выдержать, только находясь в толще бетона (благодаря хорошему теплоотводу). Для подключения ТЭНов к источнику электропитания к ним подсоединяются провода, которые в состоянии выдержать проходящий через них ток на воздухе. Чаще всего используется провод АПВ-4, в некоторых случаях допускается подключение нагревающих элементов проводом АПВ-2.5. При токах свыше 100 Ампер употребляются только медные провода КГ. В принципе возможно применение в качестве токоподводящих проводов двойных (соединенных параллельно) отрезков провода ПНСВ. Длина “холодных концов” составляет обычно от половины до одного метра.

Подключение и напряжение

Для электропитания ТЭНов можно использовать как одно-, так и трехфазные источники напряжения. Особых преимуществ трехфазное питание не имеет, за исключением того, что в этом случае можно обойтись без “холодных концов” (в случае небольшой удаленности от источника питания). В отличие от однофазного ТЭНа, представляющего собой просто отрезок провода, трехфазный ТЭН состоит из трех отрезков, соединенных “в звезду”. Длина отрезков в этом случае будет приблизительно в 1.73 (√3) раза меньше, чем у однофазного. Все места скруток изолируются х/б изолентой.

ТЭНы могут работать при различном напряжении. Естественно, для каждого значения напряжения потребуется пересчитывать длину нагревательных проводов, чтобы обеспечить оптимальную силу тока (14-16 А, независимо от “фазности”). Наибольшее распространение получили специальные трансформаторные подстанции типа КТПТО с рабочим напряжением 75 Вольт и возможностью регулирования. При зимней заливке небольших объемов бетона используют также трансформаторы типа НТС с выходным напряжением 36 Вольт

Длина проводов

Для точного определения необходимой длины проводов используется омметр (0-5 Ом). Применение прибора позволяет учесть колебания удельного сопротивления провода от партии к партии и от начала к концу бухты. При невозможности измерения удельного сопротивления провода хотя бы один раз на километр, можно воспользоваться следующим правилом: средняя длина отрезка провода ПНСВ диаметром 1.2 мм равняется 28 метров для однофазного ТЭНа и 17 метров – для трехфазного.

Подготовка ТЭНов

Чтобы облегчить монтаж нагревательных проводов, их обычно предварительно свивают в спирали диаметром 30-40 мм. Намотку ПНСВ в спирали производят на специальном станке (в качестве привода используется электродрель). Затем (при необходимости) такая спираль оснащается “холодными концами”.

Мощность

Необходимые для электропрогрева различных бетонных конструкций мощности во многом зависят как от конфигурации и объема самих конструкций, так и от внешних условий (температуры воздуха, силы ветра, влажности и т.п.). Большое влияние на расчет нужной мощности оказывает также применение теплоизоляции (с установкой специальной опалубки), ветроизоляции, предварительного нагрева бетона и прочих способов прогрева.

Разумеется, при подключении ТЭНов необходимо ориентироваться на нагрузочную способность трансформаторов. Так, например, КТПТО-80 может обеспечить работу 51 и 90 отрезков нагревающего провода, трансформатор мощностью 6 кВт – 9 и 15, трансформатор 2 кВт – 3 и 6 отрезков (при одно- и трехфазном питании, соответственно).

Прогрев бетона проводом ПНСВ

Процедура заливки бетона заметно усложняется, если проводить ее в холодное время года. Связано это с возникновением вероятности замерзания воды, что не позволит раствору набрать необходимой технологической прочности. Даже если получится избежать такого эффекта, то рентабельность проводимых работ окажется под вопросом, так как высыхать состав будет на протяжении довольно длительного времени. Решить проблему можно с помощью прогрева бетона. Для этих целей используется провод ПНСВ.

Электропрогрев позволяет придать материалу нужную твердость. Данная процедура регламентируется нормами СП 70.13330.2012. Его применение допускается в ходе выполнения абсолютно любых строительных работ. С экономической точки зрения целесообразно использовать дешевый провод ПНСВ, так как после затвердевания бетона он остается внутри конструкции.

Применение

С помощью кабеля ПНСВ можно решить сразу две проблемы, возникающие с бетоном в зимний период. Вода, входящая в состав раствора переходит в кристаллическое состояние. В результате полностью останавливается реакция гидратации. Всем известно из школьной программы, что при замерзании воды происходит ее расширение. В таких условиях сформировать прочные связи в бетоне невозможно, поэтому добиться нужной прочности не получится.

Чтобы состав затвердел правильно, необходимо обеспечить температуру окружающей среды на уровне +20 0 С. При ее снижении до нулевых показателей данный процесс замедляется даже при условии выделении тепла в результате протекания гидратации. Для выдержки нужных параметров без провода ПНСВ не обойтись. Необходимость в прогреве бетона возникает в следующих случаях:

  • Недостаточная теплоизоляция монолита или опалубки.
  • Низкая температура воздуха.
  • Слишком большие размеры монолита.

Характеристики провода

Кабель ПНСВ состоит из жилы сечением 0,6-4 мм 2 и диаметром 1,2-3 мм. Некоторые марки покрываются оцинковкой для подавления негативного воздействия агрессивных составляющих раствора. В качестве дополнительного покрытия используется поливинилхлорид или полиэстер. Такая термоустойчивая изоляция отличается высокой прочностью и удельным сопротивлением, хорошо гнется, не повержена истиранию.

Технические характеристики кабеля ПНСВ:

  • Диапазон рабочих температур – от -60 0 С до +50 0 С.
  • Удельное сопротивление – 0,15 Ом/м.
  • Расход провода – 60 м на каждый куб бетона.
  • Допустимая температура монтажа – -15 0 С.
  • Нижний температурный порог применения – -25 0 С.

Кабель соединяется с холодными краями посредством алюминиевого провода АПВ. Питается провод от трехфазной сети 380В. В некоторых случаях при правильных расчетах допускается использование домашней сети 220В. Главное условие – длина кабеля должна быть минимум 120 м. Также необходимо, чтобы по системе протекал ток номинальной величиной 14-16 А.

Процедура укладки и технология прогрева

Прежде, чем устанавливать систему прогрева, необходимо смонтировать арматуру и опалубку. Только после этого можно приступать к раскладке ПНСВ. Интервал между поворотами должен составлять 80-200 мм. Конкретное расстояние выбирается в зависимости от наружной температуры, уровня влажности и скорости ветра. Провод не должен иметь натяжение. Для его крепления к арматуре нужно использовать специальные зажимы. Минимальный радиус изгиба – 25 см. Также необходимо позаботиться об отсутствии перехлестов жил, по которым передается ток. Они должны прокладываться на расстоянии 15 мм друг от друга. При нарушении этого правила возникает рис короткого замыкания.

Наибольшей популярностью пользуется схема укладки под названием «змейка». Укладка ПНСВ в данном случае чем-то напоминает процедуру монтажа теплого пола. При таком методе расход греющего кабеля будет минимальным, а обогреть получится максимальный объем массива. Заливать бетон нужно в сухую опалубку, при этом температура раствора должны быть выше +5 0 С, а схема подключена правильно. Также необходимо проверить, чтобы холодные концы были выведены на необходимую длину.

Перед началом прогрева бетона необходимо ознакомиться с инструкцией, которая идет в комплекте с проводом ПНСВ. Подключение через секции шинопроводов может осуществляться двумя способами: через «звезду» или «треугольник». Первая схема подразумевает соединение трех проводов в один узел. Подключение к трансформатору выполняется через свободные контакты. Во втором случае система делится на 3 участка, каждый из которых подключается к выводам трехфазного трансформатора.

Прогрев бетонной смеси с помощью кабеля ПНСВ выполняется в несколько этапов:

  1. Каждый час температура плавно повышается на 10 0 С. Так удастся обеспечить равномерность прогрева.
  2. В условиях постоянной температуры прогрев нужно осуществлять до момента набора смеси половины своей технологической прочности. Оптимальным показателем является 60 0 С, а максимальным – 80 0 С.
  3. Остывать бетон должен на 5 0 С в час. При несоблюдении данной рекомендации существует вероятность растрескивания монолита.

Если все технологические требования были соблюдены, то материал наберет необходимую прочность. ПНСВ после завершения работ остается в массиве и выполняется функции дополнительного армира.

Применять такие кабели, как ВЕТ или КДБС намного проще, так как их подключение производится напрямую в бытовую сеть или щитовую с напряжением 220В. Разделение на секции устраняет возможность перегрузок. Единственным недостатком таких этих кабелей является высокая стоимость. В связи с этим их реже используют при масштабном строительстве.

Также довольно большой популярностью пользуется технология, при которой опалубка оснащается электродами и ТЭНами. В этом случае греющий кабель не нужен, однако данный способ требует больших энергозатрат. Связано это с тем, при затвердевании бетона его сопротивление повышается, что делает проводимость воды ниже.

Расчет длины

При расчете длины кабеля ПНСВ необходимо учитывать ряд факторов, основным из которых является количество тепла, подаваемое к монолиту с целью его качественного затвердевания. На данный параметр влияет температура воздуха, форма и размеры конструкции, влажность, а также наличие теплоизоляции.

Также нужно определить шаг укладки провода, учитывая в расчетах среднюю длину петли (28-36 м). Если температура воздуха составляет -5 0 С, то шаг должен быть 200 мм, -10 0 С – 160 мм, -15 0 С – 120 мм.

Рассчитывая длину кабеля, нужно знать его мощность. Для провода диаметром 1,2 мм – 0,015 Ом/м, 2 мм – 0,044 Ом/м, 3 мм – 0,02 Ом/м. Величина рабочего тока не должна превышать 16 А. В случае с ПНСВ 1,2 мм удельное сопротивление будет равняться 38,4 Вт. Для расчета суммарной мощности нужно это число умножить на длину использованного провода.

Для расчета напряжения понижающего трансформатора используется эта же схема. Если диаметр ПНСВ составляет 1,2 мм, а всего его уложено 100 м, то общее сопротивление будет равняться 15 Ом. Сила тока все та же (16 А). Напряжение – это произведение сопротивления и силы тока. В рассматриваемом примере оно будет составлять 240 В.

Заключение

Прогрев бетонной смеси с помощью провода ПНСВ является одним из самых бюджетных способов. Однако использовать его лучше при наличии достаточного опыта в сфере строительства. Кроме этого, для укладки ПНСВ может понадобиться специальное оборудование. Этот вид кабеля можно использовать в быту. Главное, верно рассчитать потребляемую мощность. Для снижения расходов на прогрев бетона рекомендуется применять теплоизоляционные материалы. Они ускорят процесс и будут способствовать более равномерному остыванию, что положительно скажется на качестве монолита.

Прогрев бетона проводом ПНСВ

Физический процесс застывания

Бетонирования является одним из самых распространенных технологических процессов при ведении строительства. Он применяется не только для создания фундаментов, но и различных перекрытий, опор и капитальных стен. Затвердевание цементно-песчаной или цементно-гравийной смеси происходит в ходе химической реакции гидратации, когда молекулы воды и вещества, в ней растворенные, создают новое химическое соединение.

Она является необратимой и сопровождается выделением некоторое количество тепла, которое при положительных внешних температурах поддерживает взаимодействие веществ в течение первых семи суток после заливки бетона в опалубку.

Однако его может быть недостаточно, если строительство ведется в демисезонный и тем более в зимний период, когда наружные температуры опускаются значительно ниже нуля. В этом случае часть веществ в химическую реакцию не вступает, что значительно снижает фактическую прочность бетонных конструкций.

Кроме того, неизрасходованная вода замерзает и расширяется, разрушая их изнутри. Чтобы такого не происходило, применяются различные способы прогрева залитой массы. Самым простым и эффективным является укладка внутри массива тепловыделяющего электрического кабеля, каким и является провод ПНСВ.

Провод ПНСВ, устройство и характеристики

Греющий провод ПНСВ – это одна стальная жила (она может быть простой или иметь цинковое защитное покрытие) в оболочке из винила. Собственно, это исходит из расшифровки аббревиатуры его названия:

  • Провод.
  • Нагревающий.
  • Стальная жила.
  • Виниловая оболочка.

Действует он за счет своих резистивных качеств: электрическое сопротивление стали достаточно высоко, а чем длинней проводник, тем его удельное значение выше, как и степень разогрева при пропускании электрического тока.

Промышленностью выпускается три вида провода ПНСВ, отличающихся диаметром внутренней жилы: 1, 1.2, а также 1.4 мм. Их основные технические характеристики приведены в таблице ниже.

Способы подключения греющего кабеля ПНСВ

Нагревательный провод ПНСВ подключается к сети переменного тока 380 или 220 вольт. Если рассчитанная потребляемая мощность всех секций превышает 5 кВт, питание осуществляется через силовой трансформатор. Обязательно предусматривается возможность регулировки силы подающегося тока, поскольку технология процесса достаточно сложна и зависит от внешних условий – температуры воздуха и скорости ветра.

Как правило, используется трехфазная сеть, а нагревательные секции подключаются к ней двумя известными способами:

  1. Треугольником, в этом случае напряжение 380 вольт.
  2. Звездой – напряжение 220 вольт.

В отдельных случаях допускается одиночное подключение. Как между двумя фазами, так и между фазой и землей.

Схемы прогрева бетона проводом ПНСВ с использованием трехфазной сети приведены на рисунках ниже.

Монтаж кабеля ПНСВ

Кабель монтируется внутри опалубки до начала заливки бетона. Обычно его крепят мягкой алюминиевой проволокой к арматуре, хотя правилами техники электробезопасности это и не приветствуется. Жесткость стальной жилы достаточно велика, поэтому минимальный радиус закругления не может быть менее 25 см.

Особенно актуально это правило при низких температурах. Несмотря на то, что по паспорту виниловая изоляция до –30 0 С сохраняет свои физические свойства, злоупотреблять этим не стоит. Уже при -10 0 С слишком крутой изгиб провода может привести к нарушению целостности слоя внешней изоляции.

Для равномерности прогрева секцию укладывают параллельными шлагами с расстоянием между ними не более 15 см по площади и на таком же расстоянии по вертикали. На практике выяснено, что для 5 куб. метров бетона требуется до 30 метров кабеля марки ПНСВ 1,2.

А также определено, что при напряжении 380 вольт длина одной секции должна быть 31 метр, а при напряжении 220 вольт – 17 метров. Тогда они будут прогреваться равномерно. Если же вы смонтируете секцию большей длины, то выделение тепла будет происходить не далее, чем за 5-6 метров от точки подключения к питающей сети.

Читать еще:  Химический упрочнитель Seal Hard (Сил Хард)

Подключение кабеля к питающей сети осуществляется за пределами опалубки. Обычно это делается с помощью провода с мягкими алюминиевыми жилами, которыми плотно обматываются в несколько последовательных витков концы ПНСВ.

После застывания бетона провод для прогрева остается внутри его и может быть использован для систем обогрева типа «Теплый пол».

Технология прогрева бетонной массы

Фундаментальной ошибкой является мнение, что для достижения заданной конструктивной прочности бетона достаточно смонтировать греющий кабель и просто подключить его к сети. Процесс этот регулируемый и зависящий от множества параметров. Недопустим как недогрев, так и перегрев залитой бетонной массы.

Довести ее до кипения вам не удастся, поскольку виниловая оболочка плавится при 80 0 С. Это является своеобразным предохранителем. Но если она разрушится, вся греющая система выйдет из строя, а при соприкосновении провода с арматурой не исключено возникновение короткого замыкания.

Ниже, в качестве примера, приведена одна из технологических схем прогрева при включении секций «Звездой».

  • Первый этап, когда происходит поглощение основной массы воды и начинает формироваться кристаллическая структура в массе залитого бетона. В это время он нагревается до 55 0 С. Его длительность зависит от температуры наружного воздуха. Например, при –15 0 С она равна 5 часов, при –20 0 С – семь часов. Для поддержания процесса требуется напряжение на выходных обмотках трансформатора, равное 95 вольт.
  • Второй этап. Проводится для изотермического прогрева и создания кристаллической структуры в массе бетона. Питающее напряжение снижается до 75 вольт, а температура внутри залитой массы 55 0 С поддерживается за счет ее тепловой инерционности. Длительность и зависимость от внешней температуры такая же, как и на первом этапе. Однако при резком похолодании рекомендуется повысить напряжение до 85 вольт.
  • Третий этап. Стадия остывания. Набор 70-80% конструктивной прочности. Температура нагрева провода не более 20 0 С. Продолжительность 80 часов, если снаружи –15 0 С и 30 при –25 0 С.

Использование провода ПНСВ после застывания

Уложенные в бетонную конструкцию секции нагревательного кабеля остаются в ней навсегда и не теряют своих резистивных свойств. Поэтому есть смысл использовать их с целью повышения комфорта проживания. Нередко провод ПНСВ укладывают в бетонную стяжку пола специально. Однако это не лучшее решение, хотя и наиболее бюджетное.

При размещении нагревательного элемента под напольным покрытием следует учитывать возможные препятствия для рассеивания выделяемого тепла. В жилых комнатах таковыми являются места, где установлена корпусная мебель, основание которой плотно прилегает к полу. В них возникают зоны локального перегрева.

При длительном использовании провод постепенно истончается и, в конце концов, обрывается. Его замена связана с чрезвычайными трудностями, поскольку требует снятия напольного покрытия и разрушения бетонной стяжки.

Решением проблемы является использование саморегулирующегося нагревательного провода. Его конструкция состоит из двух медных жил, между которыми находится так называемая тепловая матрица – полупроводниковый элемент, проводимость которого изменяется по мере нагревания. Чем температура выше, тем выше сопротивление. Это приводит к тому, что сила тока, текущего по этому участку, уменьшается, из-за чего он остывает.

Такой нагревательный элемент работает при любых размерах – от кусочка длиной в несколько сантиметров до многометровой секции. Его можно перекрещивать с другими, подобными ему (с проводом ПНСВ такое делать категорически нельзя из-за опасности расплавления изоляции и возникновения короткого замыкания). Основным недостатком саморегулирующегося нагревательного провода является стоимость. Она в разы выше, чем одножильного резистивного.

Прогрев залитой бетонной массы с помощью греющего кабеля ПНСВ позволяет сократить срок достижения 80% конструктивной прочности с семи суток до двух-трех дней и не прекращать работы с наступлением холодов. Однако технология этого процесса довольно сложна, обычно его схема разрабатывается для каждого конкретного случая. Поэтому не прельщайтесь его видимой простотой. Обращайтесь к профессионалам, а при их отсутствии досконально изучите вопрос самостоятельно.

Прогрев бетона нагревательным проводом ПНСВ

Заливка бетона зимой имеет свои сложности. Главной проблемой считается нормальное затвердевание раствора, вода в котором может замерзнуть, и он не наберет технологической прочности. Даже если этого не случится, низкая скорость высыхания состава сделает работы нерентабельными. Прогрев бетона проводом ПНСВ поможет снять этот вопрос.

Электропрогрев бетона в зимнее время – наиболее удобный и дешевый способ достигнуть нужной твердости материала. Он разрешается нормами СП 70.13330.2012, и может применяться при выполнении любых строительных работ. После отвердевания бетона, провод остается внутри конструкции, поэтому применение дешевого ПНСВ дает дополнительный экономический эффект.

  1. Применение
  2. Характеристики провода
  3. Технология прогрева и схема укладки
  4. Расчет длины

Применение

Прогрев бетона в зимнее время кабелем дает возможность решить две основные проблемы. При температурах ниже нуля вода в растворе превращается в кристаллики льда, в результате реакция гидратации цемента не просто замедляется, она прекращается полностью. Известно, что при замерзании вода расширяется, разрушая образовавшиеся в растворе связи, поэтому после повышения температуры он уже не наберет нужной прочности.

Раствор затвердевает с оптимальной скоростью и сохранением характеристик при температуре порядка 20°C. При падении температуры, особенно ниже нуля, эти процессы замедляются, даже с учетом того, что при гидратации выделяется дополнительное тепло. Чтобы выдержать технические условия, зимой не обойтись без прогрева бетона проводом ПНСВ или другим предназначенным для этого кабелем в таких ситуациях, когда:

  • не обеспечена достаточная теплоизоляция монолита и опалубки;
  • монолит слишком массивен, что затрудняет его равномерный прогрев;
  • низкая температура окружающего воздуха, при которой замерзает вода в растворе.

Характеристики провода

Кабель для прогрева бетона ПНСВ состоит из стальной жилы с сечением от 0,6 до 4 мм², и диаметром от 1,2 мм до 3 мм. Некоторые виды покрываются оцинковкой, чтобы снизить воздействие агрессивных компонентов в строительных растворах. Дополнительно он покрыт термоустойчивой изоляцией их поливинилхлорида (ПВХ) или полиэстера, она не боится перегибов, истирания, агрессивных сред, прочна и обладает высоким удельным сопротивлением.
Кабель ПНСВ обладает следующими техническими характеристиками:

  • Удельное сопротивление составляет 0,15 Ом/м;
  • Стабильная работа в температурном диапазоне от -60°C до +50°C;
  • На 1 кубометр бетона расходуется до 60 м провода;
  • Возможность применения до температур до -25°C;
  • Монтаж при температурах до -15°C.

Кабель подключается к холодным концам через провод АПВ из алюминия. Питание может осуществляться через трехфазную сеть 380 В, подключаясь к трансформатору. При правильном расчете ПНСВ может подключаться и к бытовой сети 220 вольт, длина при этом не должна быть менее 120 м. По системе, находящейся в бетонном массиве должен протекать рабочий ток 14-16 А.

Технология прогрева и схема укладки

Перед установкой системы прогрева бетона в зимнее время монтируется опалубка и арматура. После этого раскладывается ПНСВ с интервалом между проводами от 8 до 20 см, в зависимости от наружной температуры, ветра и влажности. Провод не натягивается и прикрепляется к арматуре специальными зажимами. Нельзя допускать изгибов радиусом менее 25 см и перехлестов токоведущих жил. Минимальное расстояние между ними должно составлять 1,5 см, это поможет не допустить короткого замыкания.

Наиболее популярная схема укладки ПНСВ – «змейка», напоминающая систему «теплый пол». Она обеспечивает обогрев максимального объема бетонного массива при экономии греющего кабеля. Перед заливкой в опалубку раствора необходимо убедиться в том, что в ней нет льда, температура смеси не ниже +5°C, а монтаж схемы подключения проведен правильно, на достаточную длину выведены холодные концы.

К проводу ПНСВ прикладывается инструкция, с которой нужно ознакомиться перед тем, как прогреть бетон. Подключение осуществляется через секции шинопроводов двумя способами через схему «треугольник» или «звезда». В первом случае систему разделяют на три параллельных участка, подключаемых к выводам трехфазного понижающего трансформатора. Во втором – три одинаковых провода соединяются в один узел, потом три свободных контакта аналогично подключаются к трансформатору. Питающее устройство устанавливается не далее, чем в 25 м от места подключения, прогреваемый участок обносится ограждением.

Система подключается после полной заливки всего объема строительного раствора. Технология прогрева бетона греющим кабелем ПНСВ включает в себя несколько этапов:

  1. Разогрев осуществляется со скоростью не более 10°C в час, что обеспечивает равномерное прогревание всего объема.
  2. Нагрев при постоянной температуре длится до тех пор, пока бетон не наберет половину технологической прочности. Температура не должна превышать 80°C, оптимальный показатель 60°C.
  3. Остывание бетона должно происходить со скоростью 5°C в час, это поможет избежать растрескивания массива и обеспечит его монолитность.

При соблюдении технологических требований материал наберет марку прочности, соответствующую его составу. По окончанию работ ПНСВ остается в толще бетона и служит дополнительным армирующим элементом.

Нужно отметить, что применять кабель КДБС или ВЕТ значительно проще, поскольку их можно подключать напрямую к сети 220 В через щитовую или розетку. Они разделены на секции, что помогает избежать перегрузки. Но эти кабели стоят дороже ПНСВ, поэтому реже применяется при строительстве крупных объектов.

Еще одна популярная технология – использование опалубки с ТЭН и электродами, когда арматура вставляется в раствор и подключается к сети, используя сварочный аппарат или понижающий трансформатор другого типа. Этот способ прогрева не требует специального греющего кабеля, но более энергозатратен, поскольку вода в бетоне играет роль проводника, а его сопротивление при затвердевании значительно возрастает.

Расчет длины

Чтобы рассчитать длину провода ПНСВ для прогрева бетона требуется учесть несколько основных факторов. Главный критерий – количество тепла, подаваемого на монолит для его нормального затвердевания. Оно зависит от температуры окружающего воздуха, влажности, наличия теплоизоляции, объема и формы конструкции.

В зависимости от температуры определяется шаг укладки кабеля со средней длиной петли от 28 од 36 м. При температуре до -5°C расстояние между жилами или шаг составляет 20 см, с понижением температуры на каждые 5 градусов, он уменьшается на 4 см, при -15°C он составляет 12 см.

При расчете длины важно знать потребляемую мощность нагревательного провода ПНСВ. Для самого популярного диаметра 1,2 мм она равна 0,15 Ом/м, у проводов с большим сечением сопротивление ниже диаметр 2 мм имеет сопротивление 0,044 Ом/м, а 3 мм – 0,02 Ом/м. Рабочий ток в жиле должен быть не более 16 А, поэтому потребляемая мощность одного метра ПНСВ диаметром 1,2 мм равна произведению квадрата силы тока на удельное сопротивление и составляет 38,4 Вт. Чтобы подсчитать суммарную мощность необходимо этот показатель умножить на длину уложенного провода.

Подобным образом рассчитывается и напряжение понижающего трансформатора. Если уложено 100 м ПНСВ диаметром 1,2 мм, то его общее сопротивление составит 15 Ом. Учитывая, что сила тока не более 16 А, находим рабочее напряжение, равное произведению силы тока на сопротивление в данном случае оно будет равно 240 В.

Применение провода ПНСВ – один из самых дешевых способов прогрева бетона. Но он больше годится для применения профессиональными строителями, поскольку для его подключения требуются специальное знание и оборудование. Этот кабель можно применять и в бытовых условиях, правильно рассчитав потребляемую мощность. Снизить расходы при прогреве раствора поможет применение теплоизоляционных материалов, в этом случае нагрев произойдет быстрее, а снижение температуры будет происходить равномернее, что улучшит качество бетона.

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:

    Вид электродовОписаниеСхема подключения
    ПластинчатыеЭто металлические пластины, которые помещаются с разных сторон конструкции между бетоном и опалубкой.
    ПолосовыеПолосы металла 20–50 мм шириной. Подходят для прогрева горизонтальных элементов – например, плит или бетона, который соприкасается с грунтом. Подключаются по очереди к разным фазам с одной стороны конструкции, либо с разных сторон аналогично пластинчатым электродам.>
    СтрунныеРазмеры: 2–3 м в длину и 15 мм в ширину. Часто используются при прогреве колонн. Устанавливаются в центре конструкции. Электрическое поле образуется между опалубкой с токопроводящим листом и струной.
    СтержневыеПодходят для конструкций сложной формы. Вставляются прутья арматуры диаметром до 15 мм, после чего их подключают к различным фазам трансформатора. Обеспечивают сквозной прогрев.

    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.

  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector