Как сделать прогрев бетона в зимнее время электродами? Схема подключения и способы прогрева

Преимущества использования станций для прогрева бетона

Использование этого оборудования повышает расход электроэнергии при осуществлении строительных мероприятий, но он окупается комплексом преимуществ, среди которых:

• Возможность сократить сроки строительства, благодаря независимости от погодных условий.
• Повышение производительности строительных бригад.
• Рациональная эксплуатация строительного оборудования и транспорта. Особенно это принципиально, если техника берется в аренду.
• Обеспечение качественных показателей бетона, полностью соответствующих нормативной документации.
• Экономия за счет отсутствия дорогостоящих присадок.

Особенности различных способов

1. Использование нагревательных проводов.

Тот же электропрогрев бетона, но в отличие от электродного метода, увеличение температуры в монолите обеспечивают уложенные в массу изолированные провода. Они сами нагреваются в процессе работы, а раствору передают только тепловую энергию.

Марки нагревающих элементов:

1. Чаще всего в зимнее время используется электропровод марки ПНСВ от 1,2 до 3 мм в диаметре.

При этом нужно учитывать, что ПНСВ не должен во время работы находиться на воздухе, иначе его изоляция просто оплавится. Отсюда и особенности технологии прогрева – применение так называемых холодных концов, подключенных в местах выхода ПНСВ из бетона. Их роль исполняют короткие установочные провода типа АПВ-2,5 или АПВ-4 с алюминиевой жилой.

Схема прогрева проводом ПНСВ 1,2 при его подключении к трансформатору может быть одно- или трехфазной. Главное, чтобы линии отстояли друг от друга минимум на 15 мм, а сила тока не превышала 15 А. Длина обогреваемых секций подбирается вдвое меньше, чем значение напряжения на трансформаторе.

2. Применение кабелей КДБС или ВЕТ позволяет полностью исключить из технологии трансформатор для прогрева бетона.

К такому методу прибегают, когда нет возможности обеспечить станции питание в 380 В или использовать требуемое количество понижающих трансформаторов на объекте. ВЕТ-кабели могут работать от бытовой электросети, на концах они снабжаются соединительными муфтами, что весьма удобно при укладке. Правда, стоит такой провод дороже, чем ПНСВ.

Подключение производится к понижающему трансформатору, выдающему со второй обмотки 75 или 36 В. Схема укладки провода ВЕТ не отличается от аналогичной для ПНСВ

При этом важно подобрать оборудование, предусматривающее плавную регулировку силы тока. Это позволит поддерживать нормальную температуру в монолитной конструкции. Как вариант для частного строительства, подойдет обычный сварочный аппарат

К профессиональному оборудованию относятся трансформаторные станции, которые обеспечивают прогрев до 30 кубов: КТПТО-80/86, серия трансформаторов СПБ либо сухая станция ТСДЗ-63

Как вариант для частного строительства, подойдет обычный сварочный аппарат. К профессиональному оборудованию относятся трансформаторные станции, которые обеспечивают прогрев до 30 кубов: КТПТО-80/86, серия трансформаторов СПБ либо сухая станция ТСДЗ-63.

3. Греющая опалубка.

Контактный прогрев бетона предпочтительно использовать на объектах быстрого возведения. Термоактивная опалубка широко применяется для строительства монолитных домов, но раствор должен иметь высокую скорость застывания. Эта технология довольно требовательна к температуре смеси и окружающей среды: промерзший грунт на глубину 30-50 см и сам состав должны быть прогреты до +15 °С.

4. Индукционный метод.

Отлично подходит для изготовления бетонных свай и колонн. Повышение температуры внутри опалубки происходит за счет воздействия электромагнитного поля, создаваемого внешними витками провода. Вся конструкция превращается в своеобразную индукционную катушку, разогревающую металлическую арматуру. А та в свою очередь осуществляет прогрев раствора изнутри. Достоинства метода – равномерный прогрев и возможность производить предварительный разогрев опалубки и армирующих стержней еще до заливки.

5. Тепловые излучатели.

Относительно недорогой и наименее энергозатратный способ – прогрев тепловыми пушками, ИК-излучателями и другими внешними электрообогревателями. Его плюсом и одновременно недостатком является локальное воздействие на заливку. Поэтому сфера применения этой технологии ограничивается ремонтными работами, заделкой стыков и изготовлением малых форм. При этом внешний обогрев не будет достаточно эффективен, если обрабатываемую часть конструкции не оградить от внешних условий временным пологом. Достоинства: минимум аппаратуры и кабельной продукции, дешевизна и относительно невысокие энергозатраты.

6. Пропаривание.

Самый дорогой и энергоемкий прогрев бетона в зимнее время применяется только в промышленном строительстве. Смысл технологии заключается в том, что бетон заливается в сложную двухстенную опалубку, через которую подается горячий пар. Он обволакивает бетонную поверхность, образуя «паровую рубашку». Это обеспечивает и равномерный прогрев конструкции, и подачу влаги, необходимой для гидратации.

Несмотря на всю сложность организации прогрева, этот способ является наиболее эффективным. А для сокращения расходов в сам бетонный раствор вводятся пластифицирующие добавки, ускоряющие процесс твердения.

Провод ПНСВ

Универсальный и доступный способ прогрева бетона в зимнее время с помощью высокоомного кабеля и понижающего трансформатора. Во время увязки каркаса из арматуры укладывается греющий кабель, размеры и форма конструкции значения не имеет.

Этот способ подогрева применим как на стройплощадке, так и для домашних мастеров строителей. Расскажем немного подробнее, как прогреть бетонную смесь проводом ПНСВ в домашних условиях.

После армирования каркаса конструкции или укладки маяков под наливной пол, провод укладывается змейкой не ближе 20 сантиметров друг от друга (оптимальный шаг укладки). Длина одной петли составляет от 28-36 метров. В качестве источника напряжения можно использовать сварочный аппарат. Схема подключения в этом случае будет выглядеть так:

Нюанс прогрева, ПНСВ нельзя подключать неукрытый раствором, т.к. без поглощения тепла из-за высокой температуры на открытом воздухе, он перегорит. Чтобы избежать перегорания делают переход на алюминиевый кабель, оставляя выходные концы нагревательного провода ПНСВ по 10 см из раствора. Производитель рекомендует ток в кабеле 11-17 ампер, который можно контролировать токовыми клещами. О том, как пользоваться токоизмерительными клещами, мы рассказывали в отдельной статье.

Для домашнего строительства достаточно ПНСВ диаметром 1.2 мм. Его характеристики:

• сопротивление 0,15 Ом/м;
• рабочий ток погруженного в раствор 14-16 ампер;
• температура укладки от -25 до 50 °C.

Расход провода на куб бетона 60 погонных метров. Температура, до которой нагревается бетон — 80 °C, ее контроль осуществляется любым термометром. Скорость набора температуры раствором не должна превышать 10 градусов за час. Чтобы избежать бессмысленных трат на счетах за электроэнергию, нагреваемый участок укрывают любым материалом, препятствующему нагреванию атмосферы, например, засыпают опилками. Для получения отличного результата бетонную смесь перед заливкой также подогревают, температура смеси не должна быть ниже +5 °C. Вот по такой инструкции можно прогреть бетон в зимнее время своими руками. Технология трудоемкая, однако под силу даже неопытному человеку. О том, как укладывать греющий кабель в фундаменте, рассказывается в видеоуроке:

Кстати, вместо провода ПНСВ можно также использовать кабель BET для прогрева бетона. На видео ниже вкратце рассмотрена инструкция по монтажу греющего проводника:

В статье указаны не все способы подогрева бетона зимой. Существуют индукционный, инфракрасный метод и другие, но их не рассматриваем ввиду их малой распространенности и сложности. Мы дали общее представление о технологии строительства бетонных конструкций, и возможности использования домашними мастерами методов нагрева стяжек и стен. Кстати, использование провода ПНСВ возможно не только во время нагрева строящийся конструкции, но уже и после того. Его можно использовать, как готовый теплый пол или анти лед на лестницах или тротуарах. Короткие участки подключаются через понижающий трансформатор от 400 до 1500 ватт. Для подключения напрямую в сеть 220 вольт провод в длину будет более 120 метров.

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, зачем нужен прогрев бетона в зимнее время и как его осуществить с помощью тепловых пушек, электродов либо провода ПНСВ. Надеемся, наши инструкции были для вас понятными. Больше информации вы можете получить, просмотрев видеоуроки в статье.

Советуем также прочитать:

• Подогрев дорожек греющим кабелем
• Как экономить электроэнергию дома
• Как подобрать тепловую пушку по мощности
• Временное электроснабжение строительной площадки

Как действует прогрев электродами

Принцип действия прогрева электродами основывается на прохождении электрического тока через бетонную основу.

В момент подачи напряжения между электродами создается электрическое поле, которое и нагревает бетон. Иными словами, электрическая энергия переводится в тепловую. При регулировании напряжения можно создать необходимую температуру нагрева.

Имеется четыре варианта электродов, применяемых при обогреве:

• пластинчатые,
• полосовые,
• струнные,
• стержневые.

Пластинчатый электрод представляет собой пластину, которая монтируется на внутреннюю часть опалубки, с противоположной стороны заливки. Пластинчатые электроды монтируются парами.

Электрод образует электрическое поле, и бетонный раствор прогревается до нужных температур и находится теплым продолжительный период.

Полосовой электрод представляют собой кусок железной полосы шириной в 40-45 сантиметров, и размещается поверх залитого бетона.

В момент подключения тока в бетонном слое образуется электрическое поле. Данный вид прогрева используется при заливке конструкций небольшой толщины.

Струнный электрод применяется при нагреве конструкций в виде цилиндра. В середину конструкции размещается электрод и опалубка обвивается листом, проводящим ток. Стержень располагается вдоль оси опалубки.

Чтобы присоединять провода было удобнее, торчащие края сгибаются в виде буквы «Г». Иногда в качестве электродов используются стержни каркаса из металла, вмонтированного в опалубку.

Однако в данном случае возрастает электропотребление, поэтому данный способ применяется гораздо реже.

Стержневой электрод представляет собой арматурный прут в 7-11 мм, который помещают в бетонную основу через определенный расчетный шаг. Последние электроды размещаются в 4 сантиметрах от опалубки съемной или другого типа.

Такой электрод позволяет прогреть бетонный раствор, залитый в любую форму, поэтому нередко применяется в необычных и сложных постройках. Чтобы обеспечить лучшее прохождение в бетон, конец стержня заостряют.

Стержень располагают перпендикулярно, чтобы он не соприкасался с армирующими стержнями каркаса.

Особенности методики

Общая схема работы

Сама методика прогрева бетонной массы с использованием электродов достаточно проста.

Реализуется она по такому алгоритму:

• Внутри опалубки монтируются токопроводящие элементы, подключенные к источнику питания. Конфигурация размещения и тип электродов подбирается отдельно в зависимости от особенностей конструкции.
• После того как электроды размещены, в опалубку заливается раствор. Находясь в жидком состоянии, он превращается в один из элементов электрической цепи, который достаточно хорошо проводит ток.
• На электроды подается напряжение, благодаря чему в теле бетона создается электрическое поле. Оно постепенно отдает свою энергию окружающему веществу, нагревая его.
• За счет изменения параметров тока (сила, напряжение) можно своими руками регулировать степень нагрева.

Фото подключенных электродов

В результате во время набора цементом прочности в нем поддерживается оптимальная температура. Такой обработки вполне достаточно, чтобы обеспечить однородную структуру застывшего материала. Резка железобетона алмазными кругами это подтверждает – на пробных образцах практически не обнаруживаются пустоты и рыхлые области.

Время прогрева зависит от множества факторов, среди которых важнейшими являются объем бетонируемой конструкции и наружная температура. В некоторых случаях отапливать раствор приходится до 4-5 недель, т.е. до полного набора прочности. Впрочем, чаще всего дополнительное тепло требуется только на начальных этапах.

Типы электродов

Типы электродов

Для реализации данного метода применяют токонесущие элементы различной конфигурации. Изучить их конструктивные особенности можно, проанализировав приведенную здесь таблицу:

Тип электрода	Характеристика
Пластинчатый	Имеет форму вытянутой по длине пластины, чаще всего изготавливается из того же металла, что и сама арматура. Монтируется на опалубку с внутренней стороны без заглубления в толщу раствора.
Полосовой	Представляет собой полосу металла шириной от 40 до 50 см. Пары полосовых электродов размещаются по краям участка таким образом, чтобы ток проходил между ними.
Струнный	Применяется при изготовлении вытянутых в длину конструкций (колонн, столбов, капитальных свай и т.д.). Струна закладывается в центр опалубки, а по периферии устанавливается токопроводящая полоса.
Стержневой	Представляет собой обрезок арматуры толщиной от 5 до 12 мм. Устанавливается поодиночке или группами с шагом до 50 см, при этом заглубляется в раствор практически на всю длину. Крайние элементы монтируют таким образом, чтобы исключить контакт с опалубкой. Электроды стержневого  типа применяются при прогреве конструкций сложной формы.

Стержни из арматуры в толще заливки

 В зависимости от типа задействованных деталей выделяют такие методы повышения температуры:

• Поверхностная (периферийная) обработка – электроды накладываются на поверхность раствора без погружения, часто с использованием специальных токопроводящих подложек. После окончания работы могут быть демонтированы и использованы повторно на другом объекте.
• Погружной (сквозной) электроподогрев бетона – электроды находятся внутри материала, и после его отвердевания не извлекаются. Чтобы прочность конструкции не снижалась, токопроводящие элементы размещаем не ближе, чем в 30 мм от поверхности.

Погружная схема

Использование сварочных аппаратов

Мастера, которые пытаются реализовать данную методику самостоятельно, часто интересуются, как греть бетон электродами с применением сварочного аппарата (см.также статью «Как осуществляется прогрев бетона сварочным аппаратом»).

Действительно, это вполне возможно:

• Обычный сварочный аппарат включает в себя два блока – двигатель и собственно сварочный генератор. При этом мощности последнего достаточно, чтобы обеспечить обогрев около 50м3 бетонного раствора.
• Перед началом работы в цемент опускаем электроды. Для большинства задач достаточно шага в 20-30 см.
• Электроды соединяем последовательно, формируя несколько параллельных цепей.
• Для наблюдения за напряжением между цепями специалисты рекомендуют устанавливать лампу накаливания.
• Цепи подключаем к аппарату и подаем напряжение. Контроль нагрева осуществляем в специальных скважинах.

Такое устройство вполне можно использовать

Технология прогрева бетона зимой

Утеплённая опалубка. Термоактивные щиты вставляются непосредственно в конструкцию, что удобно для прогревания монолитных строений, позволяет поэтапно прогревать каждый этаж.

Преимущества:

• небольшие затраты электроэнергии;
• несложный монтаж;
• возможность многократного использования.

Недостатки:

высокая стоимость.

Тепляк – старый проверенный способ. Каркас, возведённый над строительным объектом, накрывают плотной тканью. Внутрь помещают тепловую установку.

Плюсы:

• быстрый прогрев;
• использование как электричества, так и других видов топлива.

Минусы:

невозможность применения на больших площадях.

Индукционный метод. Данная технология применяется в армированных конструкциях, где металлические элементы являются сердечниками. Вокруг объекта с залитой бетонной массой размещают петлями кабель. Ему отводится роль индуктора. Сечение провода, количество витков определяются методом расчёта.

По кабелю пускают переменный ток. Появившееся в объекте электромагнитное поле нагревает расположенные внутри элементы армирования. Те, в свою очередь, прогревают бетон. Имеет существенный изъян: трудность в точных расчётах витков провода. Из-за этого применяется редко.

Инфракрасный прогрев возможен благодаря энергии, полученной от работающего в инфракрасном излучении прибора. Установку располагают перед опалубкой. Регулировка тепла осуществляется путём приближения или отдаления греющего элемента к сооружению.

Энергия за счёт лучей доходит до самых глубоких слоёв бетонной массы. Прогрев идёт постепенно, одновременно в верхних и нижних слоях.

Положительные моменты:

• нет нужды в монтаже;
• легко работать с любой формой объекта.

Отрицательные моменты:

• из бетона вытравливается влага, что может плохо отразиться на его прочности;
• высокая цена оборудования.

Термоэлектроматы – устройства, работающие в автономном режиме. Укладываются сверху бетонной массы, способствуют поддержанию заданного температурного режима по всей поверхности.

Преимущества:

• качественный равномерный прогрев;
• невозможность локального перегрева;
• автоматический контроль температуры.

Недостатки:

• дорогостоящее оборудование;
• трудно найти качественный товар.

Отлично зарекомендовали себя методы прогрева бетона зимой с помощью понижающих трансформаторов. Существуют 2 способа: с применением провода ПНСВ и электродов.

Схема прогрева бетона зимой с помощью кабеля ПНСВ

1. Провод наматывается на армопояс витками, количество которых определяется расчётным путём. Для равномерного прогревания витки надо располагать на одинаковом расстоянии друг от друга.
2. Крепление к арматуре осуществляется специальными зажимами или обычной проволокой.
3. Производится монтаж опалубки.
4. Заливается бетон.
5. Свободные концы кабеля подключаются к понижающему трансформатору.
6. Тепло от нагретых проводов передаётся бетонной смеси, что способствует ускорению процесса гидратации.

Плюсы:

• бюджетный способ использования электроэнергии;
• лёгкая регуляция интенсивности подачи тепла;
• недорогое оборудование.

Минусы:

• необходимость точных электротехнических расчётов;
• не всегда в месте строительства имеются необходимые мощности для работы с большими объёмами бетона.

Прогрев бетона зимой электродами

Прогрев бетона зимой электродами востребован в основном при заливке некрупных сооружений. Стальные стержни – электроды – могут располагаться внутри или снаружи объекта. Расстояние между ними зависит от температуры окружающей среды. При сильных морозах – не менее 30 см, при положительных значениях – 60-70 см.

После заливки бетона ток идёт от трансформатора к электродам и нагревает их.

Преимущество:

скорый монтаж.

Недостаток:

неэкономное потребление электроэнергии.

Прогрев проводом без трансформатора

Кабели КДБС, ВЕТ работают от обычной электросети с напряжением 220 вольт. Греющая система собирается быстро, с применением минимального набора инструментов. Кабели не боятся вибрации, поэтому возможно уплотнение бетонной массы.

Минус:

 большой расход электроэнергии.

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. Основная трудность, связанная с применением термопроводово данного типа, заключается в необходимости произвести расчет их длины

Небольшие просчеты можно исправить регулируя уровень напряжения, поступающего с прогревочного трансформатора

Основная трудность, связанная с применением термопроводово данного типа, заключается в необходимости произвести расчет их длины. Небольшие просчеты можно исправить регулируя уровень напряжения, поступающего с прогревочного трансформатора.

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.

Прогрев бетона сварочным аппаратом проводом ПНСВ

Греющий провод нарезается кусками по 18 метров. Количество требующихся отрезков зависит от мощности сварочного трансформатора, который будет использоваться. Расчет количества определяется исходя из того, что один кусок провода выдерживает 25 А. Но если ваш аппарата имеет максимальную силу тока в 250 А, то это еще не значит, что стоит брать 10 кусков. Лучше работать в среднем режиме на 200 А и использовать 8 частей. Такое количество оказывается достаточным для плиты в 20 см и площадью 5х4 метра.

Алюминиевых провода присоединяются к имеющимся проводам ПНСВ. Соединение происходит при помощи скрутки, а длина провода подбирается уже по месту, так как его концы нужно будет присоединить к сварочному кабелю. Все скрутки должны быть изолированы.

После этого следует класть прогревочные петли. Кабель должен находиться выше середины плиты, но не достигать верхнего слоя в арматуре. Петли подвязываются изоляцией, чтобы их не замкнуло. Чтобы скрутка не сгорела, она должна быть в бетоне. Алюминиевые концы выводятся из зоны заливки. Желательно промаркировать все выходы, чтобы не запутаться.

Когда бетон будет залит, следует собрать цепь обогрева как можно быстрее. Для этого нужно подключить два кабеля со сварочного аппарата. Таким образом, на каждый сварочный кабель должно приходиться по 8 концов. После этого можно включать сварочный аппарат для прогрева бетона. Перед началом работы следует уменьшить количество Ампер на регуляторе. Если после включения значение тока окажется слишком высоким, то не стоит переживать, так как во время прогревания оно будет уменьшаться. Если значение падает до того состояния, когда ток становится слишком слабым, то после этого стоит увеличить значение. Это происходит через несколько часов после включения. Периодически нужно проверять нагрузку, чтобы она не превышала 25 А. Все время процесса может занимать более суток, поэтому, сварочные инверторы с низким ПВ не пригодятся для данной операции.

Подогрев бетона сварочным аппаратом и электродами

Для данного процесса используются специальные электроды. Первой разновидностью являются пластинчатые. Они устанавливаются с внутренней стороны опалубки, что улучшает контакт со смесью. Электрическое поле разогревает бетон до заданной температуры.

Также существуют полосовые электроды, общая ширина которых достигает до 45 см. Они монтируются с двух сторон, а когда подключаются к трансформатору, то поле между ними прогревает бетонную смесь.

Струнные используются при прогревании цилиндрических конструкций, таких как колонны. При этом сам электрод помещается в центр конструкции, а по внешней стороне проходит токопроводящий лист.

Стержневые внешне напоминают арматуру, так как их диаметр составляет 7-11 мм. Они помещаются внутрь бетона с определенным шагом. Последние в ряду изделия ставятся до 40 см от опалубки. Данная разновидность применяется для сложных конструкций. Таким образом, для каждого вида работ требуется выбирать свои виды электродов.

Технология их применения происходит следующим образом:

• Изделия раскладываются равномерно по всей поверхности бетонной площадки;
• Затем они все соединяются в две отдельные цепи, одна из которых будет «+», а вторая «-»;
• Между ними устанавливается лампа накаливания, которая помогает следить за напряжением;
• Цепи присоединяются проводами обратной и прямой связи.

Читать также: Изготовление шаблонов и приспособлений

Для того, чтобы влага не испарялась с поверхности достаточно быстро, ее требуется накрыть слоем опилок. Контролировать температуру можно при помощи обыкновенного градусника.»

Заключение

Сварочные аппараты для дома отлично подходят не только для сварки в домашних условиях, но и для прочих процедур, где не нужна сверхвысокая мощность. Прогревание бетона трансформатором является явным тому примером. Одно из немногих, чем придется обзавестись для проведения такой операции будут специальные электроды. Измерительные приборы и так должны быть в арсенале сварщика. Но здесь следует присматривать за безопасным проведением работы, чтобы режимы не превышали допустимые характеристики оборудования. В ином случае это может привести к поломке техники.

Строительные работы по возведению объектов ведутся круглогодично. Часто строители производят бетонирование для формирования цельных конструкций в зимнее время

При этом важно обеспечить прочность монолита и предотвратить кристаллизацию воды. Осуществляя прогрев бетона важно поддерживать требуемую температуру смеси и создать благоприятные условия для гидратации цемента

Остановимся на технологии разогрева, основанной на применении инфракрасных лучей и электроэнергии. Рассмотрим достоинства и недостатки каждого метода.

3 ошибки при прогреве бетона электродами

1. Низкое качество контакта электродов с бетоном приводит к мгновенному прекращению электропрогрева. Происходит это по причине того, что вокруг устройств возникают пузырьки. Они не пропускают тепловую энергию до основной массы. Тепло концентрируется в одном месте, что приводит к появлению пустых полостей и пор;
2. Соприкосновение электродов с арматурой. Если один электрод коснулся металла, то неприятных последствий удастся избежать. Если два, то возникает замыкание. Одномоментно происходит поломка трансформатора. Как правило, после этого электроды ремонту уже не подлежат. Такой ошибки можно избежать, если использовалась композитная арматура;
3. Возникновение повышенной плотности тока. Из-за этого бетон может начать вскипать. Также происходит выгорание электродной стали.