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 60-70⁰С, 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  - 40⁰, 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 (-10⁰С 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:

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 – 80⁰С (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 10⁰С 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 80⁰С, 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 4-5⁰С 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!