Прогрев бетона 220 вольт без трансформатора
Обновлено: 16.05.2024
Провода и кабеля для прогрева бетона
При заливке бетона при минусовых температурах окружающей среды используют прогрев. Для этого применяется специальный провод, происходит равномерное прогревание раствора. Грамотно сделанный электропрогрев обеспечит бетону температуру около 45°С, она идеальна для качественного затвердевания монолита.
Виды проводов
При прогреве бетона используют одно- и двужильный оцинкованные провода с изоляцией из полиэтилена или поливинилхлорида. Покупать дорогие кабеля нецелесообразно, так как при заливке, он остается внутри конструкции. Чаще всего применяют провода с диаметром сечения 1,2-3 мм.
ПНСВ - стальной нагревательный провод с виниловой изоляцией. Выдерживает силу тока от 14 до 16 А. При укладке рекомендуется выдерживать расстояние между жилами не менее 1,5 см.
ПТПЖ - двужильный оцинкованный кабель с изоляцией из полиэтилена. Применяется сечением от 0,6 до 1,8 мм. Его преимущество в том, что при повреждении одной токопроводящей жилы, вторая остается рабочей.
КДБС - двужильный прогревочный кабель с ПВХ изоляцией, который подключается напрямую без трансформатора в сеть 220 В. Его не нужно подрезать, благодаря наличию специальных муфт.
ВЕТ - аналог КДБС по финской технологии, питается от сети 220 В. Также имеет хорошую надежность и экономичность.
Технология укладки
Укладка греющего кабеля производится таким образом, чтобы монолитная конструкция прогревалась равномерно. Минимальное расстояние между жилами - 1,5 см.
Важно! При несоблюдении нужного расстояния может возникнуть короткое замыкание.
При прогреве бетона используют 3 основные схемы укладки проводов: "змейка", "звезда" и "треугольник".
Прокладка проводов производится при температуре окружающей среды не менее -15°С, чтобы избежать растрескивания изоляции. Заливаемая бетонная смесь должна быть не ниже +5°С. Нарастание температуры прогрева происходит постепенно, не более 10°С в час и достигает 60°С. Остывание происходит со скоростью 5°С в час. Пр несоблюдении этих правил, конструкция может треснуть.
Прогрев бетона похож на технологию «теплого пола». При соблюдении всех правил, монолитные работы можно производить круглый год, сохраняя все качества и характеристики материала.
Если информация была Вам полезна или вы просто добрый человек, то пожалуйста поставьте лайк этой записи и поддержите канал подпиской.
Кабель для прогрева бетона: ключевой элемент системы внутреннего отопления раствора
Кабель для прогрева бетона без трансформатора позволяет существенно оптимизировать процесс поддержания оптимальной температуры в отвердевающем растворе. Несмотря на то, что сами проводники данного типа стоят дороже стандартных проводов ПНСВ и их аналогов, общая стоимость работ оказывается куда меньше.
В нашей статье мы расскажем, в чем заключаются ключевые особенности таких проводников, а также охарактеризуем их преимущества.
Чтобы бетон не страдал от низких температур, его можно подогревать с использованием специальных термокабелей
Поддержание температуры в бетоне
Стандартная методика
Прогрев бетона кабелем обычно применяется в том случае, если работы проводятся в зимний период. При этом существует риск замерзания воды в растворе, что приводит к замедлению гидратации цемента и снижению прочности бетона.
Чтобы избежать этого, инструкция рекомендует действовать по такой схеме:
- Для обогрева массы раствора берется одножильный провод ПНСВ диаметром от 1,2 до 4 мм.
- Провод нарезается одинаковыми фрагментами (чаще всего по 28 или 17м), которые свиваются в компактные спирали диаметром 30-40 мм.
- Спиральные «нитки» соединяются между собой в несколько одинаковых групп и закладываются в опалубку внутрь арматурного каркаса.
- Поскольку характеристики кабеля ПНСВ не позволяют использовать его на воздухе, на выводы систему устанавливаются так называемые «холодные концы» из более толстого провода.
- Опалубка заливается бетоном, и после первичного схватывания вся система подключается к сети через понижающий трансформатор. Это устройство обеспечивает регулировку силу поступающего тока, что позволяет управлять температурой проводников внутри раствора.
Особенности греющих кабелей
Методика, описанная выше, довольно эффективна, однако она имеет ряд недостатков. Ключевым является необходимость использовать трансформатор для понижения напряжения.
Впрочем, можно обойтись и без этого громоздкого устройства. Естественно, при этом вместо стандартного провода ПНСВ нужно использовать специальные греющие кабели, такие как ВЕТ (Финляндия) или КДБС (РФ). Для подобных изделий характерны такие свойства:
| Характеристика | ВЕТ | КДБС |
| Рабочее напряжение, Вольт | 220-230 | 220-240 |
| Линейная мощность, Вт/м | 35-45 |
Подобные устройства предназначены для работы от обычной электросети с напряжением 220 В. Качественная поливинилхлоридная изоляция обеспечивает надежную защиту от замыканий и пробоев, кроме того, она не становится хрупкой даже при температуре -35 0 С, что существенно расширяет «климатические рамки» применения подобных проводников.
В отличие от провода ПНСВ, кабели типа ВЕТ и КДБС не требуют подрезки. На краях секций устанавливаются концевые и соединительные муфты, что позволяет быстро собирать всю греющую систему с использованием минимального набора инструментов.
Бухта кабеля КДБС
Рекомендации по монтажу
Предварительные расчеты
Расчет кабеля для прогрева бетона осуществляется довольно просто:
- По стандартам на обогрев одного кубометра раствора необходимо закладывать от 0,5 до 1,5 кВт мощности.
- Для экономии электроэнергии можно добавить в состав бетона антиморозные присадки, а также обустроить утепленную опалубку. Цена дополнительных материалов при этом будет компенсирована сокращением затрат электричества.
- При заливке перекрытий стандартной толщины обычно укладывается до 4 погонных метров греющего провода на квадратный метр площади.
- Когда осуществляется заливка объемного монолита, проводники укладываются ярусно, с зазором не менее 30-40 см.
Укладка греющих контуров
Рекомендованная схема закладки
Сборка отопительной системы своими руками осуществляется довольно просто:
- Вначале возводим опалубку и монтируем арматурный каркас.
- Затем оцениваем, где прогрев бетона будет наиболее актуален, и набираем кабельную продукцию из секций соответствующей длины.
- Чаще всего прогревают поверхность материала, места примыкания горизонтальных и вертикальных плоскостей и т.д.
Резка железобетона алмазными кругами может повредить греющие элементы
Обратите внимание! Нежелательно пересечение компенсационных швов, а также участков, где впоследствии будет проводиться алмазное бурение отверстий в бетоне.
Фото закрепленного проводника
После раскладки закрепляем проводники на арматуре. Для этого используем обычную проволоку, завязывая ее без излишних усилий и деформации изоляции. Также можно применять пластиковые хомуты.
Затем заливаем опалубку бетоном, стараясь не нарушить размещение термоэлементов. Кабели ВЕТ и КДБС допускают вибрационное воздействие, потому бетон вполне можно уплотнять.
Вывод
Прогревочный кабель для бетона, работающий от сети без использования понижающего трансформатора, очень удобен в использовании. Конечно, его стоимость значительно выше, чем у проводов ПНСВ, но зато он позволяет решать поставленную задачу – поддержание оптимальной температуры раствора – куда более эффективно. Дополнительную информацию по этому вопросу вы найдете, изучив видео в этой статье.
Прогрев бетона проводом ПНСВ: цели и технология
В этой статье нами будет изучена технология прогрева бетона проводом ПНСВ. Кроме того, мы затронем цели, которые преследует эта операция, методику расчетов нагрева и особенности самого провода, которые должна учитывать технологическая карта на процесс прогрева. Итак, в путь.
Греющий провод в опалубке.
Зачем греть бетон?
Всевозможные способы повышения температуры выложенной в опалубку смеси преследуют одну из двух целей:
- Обеспечение набора прочности в зимнее время. При падении температуры монолита ниже нуля градусов вода в нем кристаллизуется, что полностью прекращает процесс гидратации цемента.
Кроме того: кристаллизация несвязанной воды разрушает бетон, расширяя его поры.
- Ускорение схватывания и набора прочности в прочие сезоны. Повышение температуры смеси резко ускоряет все протекающие в ней процессы.
Поскольку в процессе схватывания цемент выделяет изрядное количество тепла, дополнительный нагрев зимой нужен смеси далеко не всегда.
ПНСВ провод для прогрева бетона в холодное время года используется, когда:
- Температура уличного воздуха значительно ниже нуля.
- Нет возможности обеспечить качественную теплоизоляцию опалубки.
- Модуль поверхности монолита (отношение его площади к объему) превышает значение 10 м^-1.
Провод
Что представляет собой провод ПНСВ?
Внешний вид ПНСВ.
Характеристики
Особенности использования
Технологическая карта прогрева бетона проводом ПНСВ должна учитывать ряд его особенностей.
- Сталь имеет сравнительно высокое удельное сопротивление, что ведет к куда более сильному, чем у меди или алюминия, нагреву проводника при умеренных токах. Нормой для уложенного в бетон провода считаются 14-16 ампер; однако на воздухе такой ампераж расплавит изоляцию.
Практическое следствие: ПНСВ подключается к трансформатору или иному источнику тока проводом с меньшим удельным сопротивлением. Как вариант, подключение может быть выполнено проводом ПНСВ того же сечения, но сдвоенным.
- Методика прогрева бетона проводом ПНСВ обусловлена его механическими свойствами; в частности, коэффициентом теплового расширения. При нагреве температура монолита поднимается со скоростью не более 10С/час и опускается со скоростью не более 5С/час.
Превышение скорость может привести к росту внутренних напряжений и растрескиванию. Регулировка выполняется постепенным повышением и понижением напряжения на трансформаторе.
Расчет длины
Расчет прогрева бетона проводом ПНСВ опирается на две переменных:
- Потребность объекта в тепле. Она, в свою очередь, зависит от температуры, силы ветра, степени теплоизоляции, марки цемента и формы монолита.
Бетон укладывается в теплоизолированную опалубку.
Несколько сложнее выполнить своими руками расчет максимальной длины отдельного участка. Здесь нужно знать удельное сопротивление стального проводника для разных сечений.
| Сечение | Сопротивление, Ом/км |
| 0,6 | 550 |
| 1,1 | 145 |
| 1,2 | 140 |
| 1,4 | 100 |
| 1,8 | 70 |
| 2 | 48 |
| 3 | 21 |
| 4 | 12 |
Зависимость между напряжением, сопротивлением и силой тока описывает закон Ома.
Так, при U=75 вольт и целевом токе I = 15 ампер нам необходимо, чтобы сопротивление цепи было равным 75 / 15 = 5 Ом. При сечении проводника в 1,4 мм ее обеспечит провод длиной, равной 5 Ом / 100 Ом/км = 0,05 км, или 50 метров.
Внимание: мы привели предельно упрощенную методику расчета. Реальное сопротивление проводника меняется при росте его температуры, что вносит поправки в результат.
Обработка бетона после прогрева
Можно ли резать или сверлить бетон после набора им минимальной прочности (обычно на момент прекращения нагрева она далека от марочной)?
Фото позволяет оценить качество краев при работе алмазной коронкой.
Заключение
Некоторое количество дополнительных сведений его вниманию предложит видео в этой статье. Успехов!
Провод для прогрева бетона — принцип действия, виды, укладка и монтаж
При строительстве монолитных бетонных конструкций в зимнее время применяется несколько технологий для создания необходимых температурных условий. Это может быть установка специальных тепляков, применение тепломатов или специального провода для прогрева бетона. Первый способ наиболее энергоемкий, поэтому экономически невыгоден, второй вариант подразумевает установку тепловых станций, прогревающих только верхние слои, что также вносит ряд ограничений на применение. Последний вариант наиболее востребован, о нем и пойдет речь в данной публикации.
Зачем нужен прогрев бетона?
В холодное время года, когда температура окружающего воздуха опускается ниже точки замерзания воды, возникают проблемы с гидратацией бетонного раствора. Проще говоря, смесь частично замерзает, а не полностью затвердевает. После повешения температуры окружающей среды начинается процесс оттаивания, монолитность смеси может быть нарушена, что отрицательно отразится на монолитности конструкции, ее сопротивлению проникновения воды, что приведет к снижению долговечности.
Последствия заливки раствора на морозе, в этом случае не поможет даже гидрошпонка Аквабарьер или другая гидроизоляция
Чтобы избежать перечисленных последствий, обязательно необходимо зимой делать электропрогрев бетонной смеси. При этом изотермическом процесс не возникает нарушений в ее структуре, что положительно отражается на прочности возводимой конструкции.
Виды нагревательных проводов и кабелей
Чаще всего для электроподогрева бетона применяются провода ПНСВ. Это объясняется его относительно невысокой стоимостью и простым монтажом. Ниже представлен внешний вид термопровода, его конструктивные особенности и расшифровка маркировки.
Внешний вид провода ПНСВ (А), расшифровка маркировки (В) и конструкция (С)
В качестве альтернативы может применяться аналог – ПНСП, основное отличие которого заключается в изоляции, она выполнена из полипропилена, что позволяет незначительно повысить максимальную мощность тепловыделения.
Таблица основных параметров проводов ПНСВ и ПНСП
Обратим внимание, что провода данного типа могут использоваться в качестве напольных обогревателей, которые работают по принципу теплого пола.
Подробно о том, как производится монтаж ПНСВ, а также описание связанных с этим процедур (расчет длины проводов, схема укладки, составление технологической карты и т.д.) будет приведено в другом разделе.
Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ
Основной недостаток описанных выше термопроводов – необходимость дополнительного оборудования, позволяющего регулировать мощность тепловыделения путем изменения напряжения. Значительно упростить задачу можно применяя двужильные секционные саморегулирующие термокабели, а именно финский ВЕТ или отечественный КДБС. Они не требуют для подогрева дополнительного оборудования и подключаются напрямую к сети 220 вольт. Устройство прогревочного кабеля представлено ниже.
Основные элементы конструкции кабеля обогревочного
Обозначение:
- А – Выходы нагревательных жил.
- В – Установочный кабель, служащий для подключения КДБС к сети 220в, для этой цели можно использовать любой соединительный провод, например АПВ.
- С – Муфта, для подключения нагревательной секции.
- D – Концевая изоляторная муфта.
- Е – Нагревательная секция фиксированной длины.
Конструктивно кабель ВЕТ практически не отличается от рассмотренного выше отечественного аналога, что касается основных технических характеристик, то они приведены в сравнительной таблице ниже.
Таблица сравнительных характеристик кабелей ВЕТ и КДБС
Что касается маркировки, то отечественные изделия данного типа кодируются в следующем виде: ХХКДБС YY, где ХХ – характеристика линейной мощности, а YY – длина секции. В качестве примера можно привести маркировку 40КДБС 10, которая указывает мощность 40 Вт на метр, а сама секция десятиметровой длины.
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
Монтаж ПНСВ
Приведем краткое руководство стандартной методики:
- Выбираем диаметр провода согласно техкарте, как правило это 1,20-4,0 мм. Если планируется обогрев армированных конструкций, то рекомендуется остановиться на ПВХ изоляции, поскольку она более прочная. Для неармированных конструкций допускается применять провод с полипропиленовым покрытием.
- Нарезка производится сегментами равной длины, после чего их сворачивают спиралью (Ø 30,0-45,0 мм).
- Укладка спиральных ниток производится в арматурный каркас или их располагают в фанерном или деревянном каркасе (опалубке).
- Характеристики ПНСВ не предполагают его работу в качестве обогревателя за пределами бетонной смеси. При таких условиях он сразу выходит из строя. Для исправления ситуации используется любой монтажный провод большего сечения, который подключают к выводам сегмента. Пример как подключить ПНСВ с помощью холодных концов
- После того, как опалубку зальют бетонной смесью, дожидаются, пока она начнет схватываться, после чего производится включение трансформаторной подстанции. С ее помощью осуществляют установку необходимой температуры путем увеличения или уменьшения напряжения.
Обратим внимание, принцип и схема укладки ПНСП, ПНБС, ПТПЖ практически не отличается от ПНСВ.
Использование сварочного аппарата в качестве ПТ.
Такой способ подогрева вполне возможен, приведем пример как это можно реализовать такой метод. Допустим, нам необходимо залить плиту объемом 3,7 кубических метра, при температуре на улице – 10°С. Для этой цели потребуется сварочная установка на 200,0-250ампер, клещи для измерения тока, провод ПНСВ, холодные концы и тканевая изоляционная лента.
Нарезаем восемь сегментов по 18,0 метров, каждый такой может выдержать ток до 25,0 А. Мы оставим небольшой запас и возьмем для подключения к сварочному аппарату на 250,0 А восемь таких сегментов.
К каждому выходу отрезка подсоединяем на скрутке монтажный провод (подключаем холодные концы). Производим укладку ПНСВ, ее схема будет приведена ниже. Соединение холодных концов (плюс и минус отдельно) желательно делать при помощи клеммника, размещенном на текстолите или любом другом изоляционном материале.
Подключение ПНСВ к сварочному аппарату
Завершив заливку, подключаем прямой и обратный выход аппарата (полярность не имеет значения), предварительно выставив ток на минимум. Проводим измерение тока нагрузки на отрезках, он должен быть порядка 20,0 А. В процессе нагрева сила тока может немного «проседать», когда это происходит, увеличиваем ее на сварке.
Плюсы и минусы ПНСВ
Прогревать таким способом бетон довольно выгодно. Это объясняется как низкой стоимостью провода и относительно небольшим расходом электричества. Отдельно необходимо отметить устойчивость проволоки к щелочному и кислотному воздействию, что позволяет использовать данный способ при добавлении в смесь различных присадок.
Основные недостатки:
- сложность расчетов при расчете длины провода;
- необходимость использования ПТ.
Понижающие станции стоят довольно дорого, а учитывая длительность процесса брать их в аренду не выгодно (такие услуги обходятся в 10% от себестоимости изделия). Использование сварочных аппаратов делает возможным обогрев небольших конструкций, но поскольку она не рассчитана на такой режим работы, выход ее из строя и последующий дорогостоящий ремонт довольно вероятны.
Монтаж секционного обогревочного кабеля
Поскольку такие нагреватели для бетона поставляются не в бухтах, а готовыми секциями, снимается вопрос с обрезкой. Все что необходимо для сбора установки для зимнего бетонирования это рассчитать мощность сегмента исходя из того сколько кубов бетона в конструкции, после чего выбрать кабель соответствующей длины.
Начнем с краткого руководства по расчетам и небольших рекомендаций по монтажу:
- В инструкции к технологии ТМО бетона указывается, что на обогрев кубометра смеси требуется от 500 до 1500 Вт (зависит от температуру воздуха). Расход электроэнергии можно существенно снизить, если применить несколько несложных технических приемов:
- Использовать специальные присадки для смеси, позволяющие понизить точку замерзания раствора.
- Утеплить опалубку.
- Если производится заливка балки или перекрытия, расчет обогревочного кабеля производится из 4 погонных метров на 1 м 2 площади поверхности. При возведении объемных элементов, таких как двутавровые бетонные балки, электрообогрев укладывают ярусами, с расстоянием между ними не более 40,0 см.
- Защита кабеля позволяет приматывать его к арматуре.
- Расстояние от поверхности конструкции до уложенного внутри электрообогревателя должно быть как минимум 20,0 см.
- Чтобы бетонная смесь прогревалась равномерно, нагреватели должны быть уложены на одинаковом расстоянии.
- Между разными контурами должно быть не менее 40,0 мм.
- Запрещено пересечение греющих проводников.
Преимущества и особенности сегментированного кабеля
К несомненным положительным качествам продукции данного типа следует отнести:
- Для организации прогрева бетона при помощи не требуется наличие дорогостоящего дополнительного оборудования (ПТ).
- В отличие от сушки электродами вероятность поражения электричеством минимальна.
- Легкий монтаж и несложный расчет длины сегмента.
Особенности:
ВЕТ кабель стоит существенно дороже, чем провод для прогрева бетона ПНСВ. Отечественный КДБС, например производимый компанией ЭТМ в Красноярске, несколько улучшает положение, но не намного. Именно поэтому данные кабели применяются при возведении небольших бетонных и ЖБТ конструкций.
В качестве заключения.
Мы описали только один способ обогрева бетона, на самом деле их значительно больше. Они будут рассмотрены в других публикациях.
В завершении считаем необходимым ответить на вопрос, неоднократно встречающийся в сети, почему нельзя для прогрева бетона использовать нихромовые провода. Во-первых, это удовольствие было бы очень дорогим, во-вторых, правилами техники безопасности запрещено. Именно поэтому не стоит калькулятор для расчета числа витков нихрома, чтобы сделать обогрев трубы или бетона.
В осенне-зимний период, при понижении температуры, время затвердевания бетона увеличивается, что замедляет строительство. При сильных морозах вода в растворе кристаллизуется и его качество резко снижается, при размораживании он крошится, этого допускать нельзя и работы останавливаются. Решить проблему помогут современные методики электрического разогрева смеси, для чего понадобится специальный трансформатор для прогрева бетона.
Зачем прогревать бетон
Чтобы бетон набрал технологическую твердость, оптимальной считается температура 20ºС при относительной влажности не менее 95%. При этом критичная прочность в 70% набирается в течение суток, а полное отвердевание наступает через 28 дней. Снижение температуры замедляет гидратацию цемента и для застывания требуется больше времени.
Частичное решение проблемы – введение специальных присадок. Но при температурах окружающей среды ниже -5ºС лучшим решением является обогрев раствора при помощи электрических систем, запитанных от трансформатора. Они позволят ему быстро набрать критичную твердость при любой температуре.
Принцип работы
Понижающий трансформатор для подогрева бетона представляет собой устройство, обеспечивающее питание электродов или греющего кабеля от одно- или трехфазной сети. Он заключается в стальной кожух, и оснащается системами охлаждения, автоматического регулирования и панелью управления.
Переменный ток из сети подается на катушку высокого напряжения, по закону электромагнитной индукции через магнитопровод он возбуждает низковольтную ЭДС во вторичной катушке низкого напряжения, которая выдерживает большие токи. К зажимам подключаются греющие электроды или специальный нагревательный кабель.
Управляющий блок регулирует выходную мощность, необходимую для нормальной работы системы электроподогрева при изменении температуры воздуха. Перед катушкой высокого напряжения устанавливается предохранитель, он понадобится для отключения оборудования, если прогревочный трансформатор для бетона перегружается, или при угрозе короткого замыкания. Для контроля работы катушки низкого напряжения в ее цепь включен амперметр.
Подключение трансформатора для прогрева бетона и работа всей системы основана на свойстве проводника выделять теплоту при прохождении по нему тока. Сначала устанавливается опалубка, в которой сваривается арматурный каркас. Затем на нем раскладывается нагревательный провод ПНСВ сечением 1,2 мм, хотя есть и другие варианты, но этот дешевый и практичный. Холодные концы выводятся наружу, после чего происходит заливка и трамбовка строительной смеси.
После заливки раствора кабель подключается к станции (трансформатору) для обогрева бетона, и прогревает его до 80ºС со скоростью не более 10ºС в час. При этом время прогрева бетонной смеси зависит от температуры окружающего воздуха. Амперметр обмотки низкого напряжения все это время показывает ток 14-16 А. После достижения максимальной температуры ее опускают до 40ºС не более, чем на 5ºС в час и удерживать для достижения монолитом критической прочности.
При обогреве электродами, укладываемыми в качестве арматуры, принцип прогрева схож с проводными системами. Подключение конструкций, представляющих собой электроды, к трансформатору производится через специальный кабель. При работе следят за током в обмотке низкого напряжения, поскольку при затвердевании бетона, электрическое сопротивление повышается и ток уменьшается.
Виды и характеристики трансформаторов
При выборе агрегатов для прогрева бетона учитываются основные технические и эксплуатационные характеристики трансформаторов:
- максимальная мощность;
- выдаваемое напряжение;
- система охлаждения;
- наличие управляющей автоматики.
Трансформаторы бывают с воздушным охлаждением от окружающей среды и устройства, тепло от обмоток которых отводится минеральным маслом. Вторые агрегаты мощнее и надежнее.
КТПТО-80
Популярный трансформатор для быстрого прогрева бетона – КТПТО-80 с масляным охлаждением. Он работает от трехфазной сети на 380 В с мощностью 80 кВт. Он обогреет до 40 кубов бетона при температурах от -40 до 10ºС.
К его достоинствам относят простоту, возможность подключения другого оборудования. При больших объемах прогреваемого бетона – условие параллельной работы трансформаторов – достаточная мощность внешней сети.
Среди недостатков отмечают громоздкость и необходимость регулярного ТО. Модернизированные варианты имеют меньшие габариты и вес, оборудуются системами автоматического контроля.
СПБ-20
Трансформаторная подстанция для прогрева бетона с сухим воздушным охлаждением. Подключается к сети с напряжением питания 380 В, мощность до 20 кВт. Отлично справляется с небольшими объемами до 20 кубометров. Рабочие температуры находятся в диапазоне -40ºС-+5ºС.
Достоинством относят небольшую массу и габариты, надежную систему защиты, неприхотливость. Недостаток – ненадежные переключатели регулировки напряжения сети.
ТСДЗ-63/0.38
Трансформатор двухобмоточной конструкции с выходной мощностью до 63 кВт. Рассчитан на длительную эксплуатацию в широком диапазоне температур от -45ºС до +20ºС. Отличается небольшим весом и габаритами.
К преимуществам относят наличие воздушной системы охлаждения с принудительной вентиляцией, качественную защитную автоматику. К недостаткам – выход вентилятора системы охлаждения останавливает работу трансформатора.
ТСДЗ-80/038 УЗ
Трансформатор для прогрева бетона ТСДЗ-80/038 УЗ имеет сравнительно небольшие габариты и массу, мощность 80 кВт, подключается к трехфазной сети. Принудительное охлаждение обмоток обеспечивается двумя вентиляторами, встроенными в корпус.
К достоинствам относят возможность подключения автоматики, к недостаткам зависимость от работы вентиляторов, отсутствие регулировки выходного напряжения.
ТСЗП-80/0.38
Конструкция этого трансформатора обеспечивает шесть ступеней напряжения в диапазоне 45-100В. Это обеспечивает эффективное управление процессом прогрева бетонного монолита. Система естественного охлаждения облегчает конструкция и является одним из преимуществ этого оборудования. К недостаткам этого оборудования относят недостаточно стабильную работу автоматики.
Прогрев бетона трансформатором, стоит дорого, поскольку на это расходуется много электроэнергии. Но это окупается преимуществами данной методики:
- Возможность круглогодичного выполнения строительных работ;
- Увеличение прибыли за счет сокращения сроков не в ущерб качеству;
- Повышение конкурентоспособности на рынке;
- Рациональность организации рабочей силы и логистических потоков;
- Гарантия высокого качества готового бетона;
- Уменьшение доли присадок в растворах, что ведет к их удешевлению.
Выбор трансформатора осуществляется в зависимости от объема прогреваемого бетонного раствора. При необходимости подключаются несколько подстанций, обеспечивающие равномерное повышение температуры в монолите.
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.
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:
- Разогрев осуществляется со скоростью не более 10°C в час, что обеспечивает равномерное прогревание всего объема.
- 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.
- 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.
Читайте также: