smart-electro@mail.ru + 7 (473) 261 06 82

Подробнее

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.

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.

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:

электродным; проводом ПНСВ; электропрогревом опалубки; индукционным обогревом; 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.

Плюсы:

  • Простота монтажа и высокий КПД;
  • Позволяет прогреть конструкцию любой толщины и формы.

Минусы:

  • 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:

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.

 

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.

Плюсы:

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.

Минусы:

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).

 

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.

Плюсы: доступность.

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.).

 

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.

 

Выводы:

Электродный прогрев подойдёт для раствора любой толщины и формы, но требует больших энергозатрат (около 1000 кВт на 3–5 куб. м.).

Провод ПНСВ равномерно нагревает смесь и отличается безопасностью эксплуатации: кабель изолирован, температура легко регулируется.

Контактный метод требует изготовления опалубки под заказ и не может обеспечить равномерный обогрев.

Способ применим исключительно с армированными конструкциями.

Инфракрасным теплом можно прогреть только небольшой слой бетона.

 

Подключение проводов к трансформатору для прогрева 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.

 

Прогрев бетона сварочным аппаратом и ПНСВ проводом

Схема работы здесь точно такая же, как и при использовании масляных трансформаторов. Вся тонкость в расчетах. Итак, для обогрева бетона сварочным трансформатором вместе с проводом нам понадобится сварочник 150-250 А, ПНСВ кабель, алюминиевый кабель холодных концов, амперметр (клещи) и изолента, на тканевой основе.
Для примера приведу расчет для прогрева плиты 3,8 м3 размером 4x5x0,19 м при температуре воздуха около -12°C и сварочным аппаратом на 250 А. Итак, ПНСВ провод нарезаем на отрезки длиной по 18 метров. Длина определялась опытным путем и для вашего случая, возможно, будет другой. Каждый из таких отрезков способен выдержать ток до 25 А. Соответственно, для суммарных 250 ампер возможно использовать 10 отрезков. Но чтобы не пускаться в крайности и оставить небольшой запас будем ориентироваться на 8 проводов.

 К каждому куску ПНСВ с обеих сторон докручиваем алюминиевый провод такой длины, чтобы сама скрутка находилась в бетоне, а холодные концы дотянулись до трансформатора. Саму скрутку изолируем изолентой.

Укладываем отрезки провода, подвязывая их к арматуре пластиковыми креплениями или изолированным проводом, чтобы избежать замыкания. Для плиты провод можно закрепить чуть ниже верхнего армирующего слоя. Выходы каждого провода надо маркировать, например (+) и (-). Или можно концы развести по разным сторонам конструкции. Также очень удобно соединить фазы (плюсы отдельно, минусы отдельно) между собой на изолированной поверхности (текстолит) с клеммами.

После заливки бетона сразу же подключаем наши клеммы к прямому и обратному выходам сварочного аппарата, установленного на минимальный ток. Измеряем ток на сварочных проводах (должен быть до 240 А) и на каждом отрезке (должен быть до 20 А). По мере нагревания сила тока будет падать, и ее надо будет увеличивать на аппарате.

В итоге плита данных габаритов приобрела нужную прочность за 40 часов. Также после заливки бетона, его рекомендуется укрыть защитной пленкой для предотвращения иссушения. При особо низких температурах сверху на пленку можно положить слой утеплителя.

Видео по укладке ПНСВ провода можно посмотреть ниже:

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.

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 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.

 

Целесообразность применения

Потребность в таком оборудовании возникает при заливке в зимнее время: основным требованием правильной гидратации строительных растворов на цементной основе является их затвердевание при нормальной или повышенной влажности и температуре выше 0°. Застывание при иных условиях приводит к ухудшению структуры бетона, образованию трещин и резкому снижению его прочности. Для решения этой проблемы используются разные способы: установка термопушек, ввод в состав специализированных примесей, накрывание залитых конструкций, внешний обогрев, но ни один из них не обеспечивает такой равномерности, как электрический.

 Применять для прогрева мерзлого грунта и бетона понижающий трансформатор необязательно, двужильные кабельные секции, к примеру, подключаются непосредственно к сети. Но подсоединение по схеме «звезда» или «треугольник» обеспечивает более экономное потребление электроэнергии и является оптимальным при размещении в толще одножильного провода. Такое исполнение выбирается прежде всего при работе с большими объемами, один прибор выполняет обработку от 10 до 100 м3. Для достижения равномерного прогрева выполняется ряд условий: температура заливаемого раствора не может быть ниже +5 °C, кабель укладывается с интервалом в 15 см по горизонтали и 20 по высоте, процесс поддерживается непрерывно.

Несмотря на значительные вложения в оборудование и невозможность повторного использования кабеля, технология считается окупаемой и надежной.

 

Прогрев бетона электродами – схема подключения

Прогрев бетона электродами – самый распространенный метод электропрогрева в зимнее время. Это связано, в первую очередь, с простотой и дешевизной, потому что, в отдельных случаях, нет необходимости тратиться на нагревательные провода, дорогие трансформаторы и т.п.

Принцип действия такого способа электропрогрева основывается на физических свойствах электрического тока, который при прохождении через материал выделяет определенное количество теплоты.

В данном случае, проводимым материалом является сам бетон, другими словами, когда ток проходит через водосодержащий бетон, он в это время его нагревает.

Внимание! Если бетонная конструкция содержит в себе арматурный каркас, не рекомендуется подавать на электроды напряжение более 127 В. В случае отсутствия металлического каркаса, можно использовать как 220 В, так и 380 В

Большее напряжение применять не рекомендуют.

Существует несколько видов электродов для прогрева бетона в зимнее время:

Электроды стержневые. Для их создания используется металлическая арматура d 8 – 12 мм. Такие стержни вставляются в бетон на небольшом расстоянии и подключаются к разным фазам, как на схеме. В случаях сложных конструкций, такие электроды для прогрева бетона будут незаменимы. Стеклопластиковая арматура для таких целей не подойдет, потому что она является диэлектриком.

 Электроды в виде пластин. Иногда их называют пластинчатыми электродами. Схема подключения такого подогрева очень проста – пластины располагаются на обоих противоположных внутренних сторонах опалубки и подключаются к разным фазам, а проходящий ток будет нагревать бетон. Вместо широких пластин иногда используют узкие полосы, принцип действия этих полос – такой же.

Электроды струнные. Используются при заливке колонн, балок, столбов и похожих конструкций. Принцип действия все тот же, струны подключаются к разным фазам, тем самым нагревая бетон в зимнее время.

Прогрев бетона электродами необходимо осуществлять только переменным током, так как постоянный ток, проходящий через воду, способствует ее электролизу. Другими словами – вода будет химически разлагаться, не осуществив своей основной функции в процессе твердения.

Режимы прогрева электродами бетона

Выбирая режимы , необходимо учитывать ряд факторов, включая: Габариты и геометрические особенности конструкции.Марку бетона.Условия эксплуатации постройки.

В современном строительстве практикуются следующие схемы прогрева бетона электродами: 2 этапа: прогрев бетона с изотермической выдержкой; 2 стадии: нагревание конструкции с последующим остыванием и теплоизоляционной выдержкой (еще при использовании этой схемы можно обустроить греющую опалубку); 3 этапа: подразумевает прогрев, изотермическую выдержку и остывание материала.

Независимо от используемого метода, необходимо следить за значениями температуры и начинать работу с +5 ℃, постепенно поднимая температуру с частотой 8-15 ℃ в час. Допустимые показатели составляют +55…+75 ℃. Чтобы не допустить отклонений, необходимо регулярно измерять температуру.

Продолжительность изотермической выдержки выбирается с учетом лабораторного анализа прочности на сжатие. Точные сведения зависят от разновидности цемента, температуры нагрева и ожидаемой прочности материала.

Разрешается остывание бетона со скоростью 5-10 ℃ в час. Как и на стадии обогрева бетона, здесь нужно учитывать объем конструкции и ее назначение.

 

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.

Наиболее частые проблемы при эксплуатации оборудования для прогрева бетона

В результате естественного износа, который наступает даже при условии правильной эксплуатации агрегатов, возникают поломки, наиболее характерные из них: Выход из строя выключателя масляных трансформаторов. Такой выключатель находится в масляной среде, поэтому для его ремонта или замены требуется полная остановка аппарата и его просушивание после слива масла. Короткое замыкание обмоток. Последствия – выгорание АВ и проводов, расположенных в шкафу. Выход из строя шин в шкафу управления. Это может произойти из-за непрофессионального подключения кабелей.

В сухих трансформаторах могут возникнуть следующие проблемы: Выход из строя вентиляторов системы охлаждения. Неисправность АВ. Поломка устройств контроля, измерения, управления.

Текущий и капитальный ремонт, необходимый для восстановления работоспособности трансформаторов для подогрева бетона, целесообразно доверить профессионалам сервисных центров, оборудованных современным диагностическим и ремонтным оборудованием.

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.


Трансформаторная понижающая подстанция

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.

Как происходит строительство в зимний период?

Зима период низких температур, как же происходит возведение комплексов из бетонных конструкций в это время? Ведь известно, что бетон — это смесь гравия, песка, цемента и воды в определенной пропорции. А время, за которое раствор набирает расчетную прочность составляет 28 дней. Также знаем, что вода, замерзая, занимает больший объем, и способна разорвать монолитные конструкции.

Есть несколько способов обойти температурное ограничение, но они все сводятся к одному, поддержание температуры раствора выше нуля. Если не соблюдать эту норму, возведенная конструкция будет недостаточно прочной и очень быстро разрушится. Ниже мы предоставим несколько популярных методов прогрева бетона на стройке в зимнее время.

Зачем прогревать бетон

Для нормативного застывания бетона требуется температура на уровне +20°С. При затвердевании смеси используется понятие критической прочности, которая достигается при нормальных условиях за 24 часа.

При этом, материал затвердевает на 70%, а окончательное испарение воды происходит только через 28 суток. Отклонение температуры воздуха в сторону снижения оказывает негативное влияние на скорость застывания бетона (как до критического уровня, так и до полного затвердевания).

Для снижения вредного воздействия низких температур используются присадки, которые вводятся в раствор в заводских условиях. Но при падении температуры воздуха до -5°С и ниже рекомендуется использовать прогрев бетона трансформатором, подключенным к промышленной сети переменного тока.

Дополнительный прогрев обеспечивает набор критической прочности при любой температуре воздуха в регламентные сроки.

 

Монтаж ПНСВ. Приведем краткое руководство стандартной методики:

  1. 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.
  2. Нарезка производится сегментами равной длины, после чего их сворачивают спиралью (Ø 30,0-45,0 мм).
  3. Укладка спиральных ниток производится в арматурный каркас или их располагают в фанерном или деревянном каркасе (опалубке).
  4. 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
  5. 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:
  1. Использовать специальные присадки для смеси, позволяющие понизить точку замерзания раствора.
  2. Утеплить опалубку.
  • Если производится заливка балки или перекрытия, расчет обогревочного кабеля производится из 4 погонных метров на 1 м2 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.

ксимально точно распределить нагревательный элемент по бетонной конструкции. А здесь вы сможете узнать про бетон марки М200.

Технология и схема укладки провода ПНСВ для прогрева бетона

 

Как известно, бетон набирает полную прочность за 28 дней, однако при минусовых температурах процесс затвердевания бетонной массы претерпевает серьезные изменения. Вода, входящая в состав строительного раствора, превращается в лед, и бетонная смесь застывает медленнее, из-за чего готовая постройка теряет часть прочностных характеристик, крошится и разрушается. Чтобы этого не происходило, рекомендуется использовать специальный провод для прогрева бетона – провод ПНСВ.

Благодаря этому нагревательному кабелю, срок застывания бетона сокращается до нескольких дней (а иногда и часов) что имеет немаловажное значение, когда строительные работы ведутся зимой.

Принцип работы и разновидности проводов

Для прогрева бетона в зимнее время, перед началом заливки раствора (после закладки армокаркаса) на рабочую поверхность укладывается провод определенного сечения и напряжения. После этого заливается бетонная смесь, а прогревочный кабель подключается напрямую к сети или к трансформатору. Благодаря этому происходит прогрев бетона, который застывает намного быстрее. При этом, под воздействием температур, структура раствора не меняется, поэтому можно не опасаться, что смесь начнет пузыриться или трескаться.

Сегодня для подобных работ используется три типа кабелей для обогрева:

  • КДБС (кабель двухжильный для бетона в секциях). При использовании этого кабеля, его можно подключать к сети 220В, благодаря чему отпадает необходимость использования трансформатора. Кроме этого КДБС кабель проще всего монтировать (не требует подрезания), а благодаря специальным муфтам, он легко укладывается по выбранной схеме. Однако, стоят такие провода довольно дорого (от 1020 рублей за погонный метр). Еще один минус – кабель используется только один раз, так как после затвердевания бетонной массы, его невозможно демонтировать.
  • BET – двухжильный кабель, разработанный по финским технологиям. Такие провода также работают без трансформатора и подключаются напрямую. Кабель ВЕТ отличается своей экономичностью, так как для прогрева 1 м3 бетонной поверхности потребуется порядка 20-25 м провода.
  • ПНСВ (одножильный провод нагревательный со стальной жилой и виниловой изоляцией). Это самая дешевая система прогрева бетона (от 1 рубля за погонный метр), поэтому ее чаще всего используют при строительстве в частном секторе. Для использования нагревательного провода ПНСВ требуется подключение к трансформатору (при определенных условиях возможно подключение напрямую). Однако, после обогрева бетона, провод можно использовать повторно (например, в качестве системы «теплого» пола или «анти льда» для лестниц).

Так как наибольшей популярностью в строительной сфере пользуется прогрев бетона проводом ПНСВ, то его мы рассмотрим подробнее.

Особенности нагревающих проводов ПНСВ

Кабель ПНСВ представляет собой стальную жилу диаметром от 1,2 до 3 мм и сечением от 0,6 до 4 мм2, покрытую изоляцией ПВХ или полиэстера. Благодаря этому изолирующему материалу, провод не перегибается, не переламывается и отличается устойчивостью к возгораниям.

Чаще всего электропрогрев осуществляется при помощи проводов минимального диаметра 1,2 мм. Однако, практика показывает, что лучше использовать ПНСВ на 3 мм, особенно если вы планируете производить ручное уплотнение раствора. Дело в том, что изоляция такого кабеля будет намного прочнее, поэтому в случае некачественного питания, вероятность перегрева будет минимальной.

Также стоит обратить внимание на еще одну отличительную характеристику прогревочных кабелей этого типа – наличие «холодных окончаний». Эти ответвления выходят за границы бетонной плиты. Для «холодных окончаний» применяют провода АПВ (алюминиевые токопроводящие жилы), соединяющие сам кабель с питающей трассой.

Характеристики ПНСВ

Если говорить о технических параметрах провода для прогрева бетона, то провод ПНСВ характеризуется следующими показателями:

  • сопротивлением 0,15 Ом/м;
  • температурным режимом от -60 до +50 оС;
  • расходом порядка 50-60 м на 1 м3;
  • возможностью прокладки провода при температуре от -25 до +50 оС (но, монтажные работы рекомендуется производить при температуре не ниже -15 оС).

При этом рабочий ток нагревательного провода, располагающегося в бетонной толще, составляет 14-16 А.

Важно! Показатели рабочего тока «работают» только, когда провод находится непосредственно в бетонной массе. Если подключить его на открытом воздухе, система подогрева бетона перегорит.

ПНСВ провод для прогрева бетона крепится на сетке армирующего каркаса и питается от понижающего трансформатора (лучше, если он будет состоять из нескольких ступеней, тогда вы сможете менять интенсивность нагрева, в зависимости от температуры воздуха). Согласно техническому регламенту для работ рекомендуется использовать прогревочную подстанцию КТП ТО-80/86 (также часто используют СПБ-80), способную обеспечить обогрев площади порядка 20-30 м3. Подключается трансформатор к трехфазной сети на 380 В (обязательно выполняется заземление корпуса).

Если вы планируете использовать кабель для прогрева бетона без трансформатора напрямую от сети 220 В, то длина провода должна составлять 120 м, поэтому намного удобнее и безопаснее все же использовать подстанцию.

Также стоит учитывать, что длина провода зависит от принципа заливки фундаментального основания. Для армированных и неармированных конструкции значения отличаются. Чтобы рассчитать длину греющего провода, обратите внимание на таблицу ниже.

Однако, настоятельно рекомендуем обратиться к технологической карте 37-03 (смотри ниже), чтобы получить более точные данные. В этом документе вы также найдете расчет прогрева бетона (от 8 до 72 часов), в зависимости от температуры окружающей среды и модуля прочности конструкции.

Технология укладки и прогрева ПНСВ

Прежде чем проложить греющий кабель для бетона, необходимо выполнить ряд подготовительных работ:

  • Установите опалубку (можно инверторную) и арматурный каркас (следите, чтобы на этих элементах не было наледи).
  • На уровне верхнего и нижнего армокаркаса разложите кабель (сильно натягивать нельзя) с шагом раскладки от 80 до 200 мм (в зависимости от температуры воздуха). Следите, чтобы провода ни в коем случае не пересекались и не соприкасались. Кабель крепится к арматуре при помощи проволочных скруток (1,2 мм), пластмассовыми хомутиками или стальными скрепками.

 

  • Установите трансформатор на дальше 25 м от рабочего участка и уложите рядом с ним резиновые коврики.
  • Оборудуйте ограждение вокруг участка, на котором будет производиться обогрев бетона нагревательными проводами.
  • Изготовьте секции шинопроводов (по схеме, приведенной ниже) и установите их вдоль захватки.
  • Подключите провода ПНСВ к секциям шинопроводов.
  • Подключите шинопровод к трансформатору и опробуйте его на холостом ходу.

Варианты схем подключения

При прогреве бетона кабелем чаще всего применяют схемы подключения типов «Звезда» или «Треугольник».

По схеме «треугольник» кабель разделяется на 3 одинаковые группы проводов, соединяющиеся параллельно. Получившиеся наборы соединяются концами в узлы и подключаются к 3 выходным зажимам КТП ТО-80/86.

Если вы используете схему соединения «звездой», то три равных отрезка проводов необходимо соединить одним концом в узел, а затем соединить три свободных «хвостика» в узлы и подключить к выходным зажимам КТП.

Когда все готово, можно переходить к укладке бетонного раствора и включению нагревающего провода.

Важно! Процесс нагрева нельзя начинать, если бетонная смесь уложена только частично.

Технология прогрева

Прежде чем подключать оборудование, стоит уточнить время прогрева бетона:

  • Начальный период – разогрев. В этот отрезок времени температура должна оставлять не более 10 оС за 2 часа.
  • Промежуточный этап – нагрев по изотерме. Это очень важный момент на протяжении которого нельзя допускать температуры 80 оС и более.
  • Заключительный этап – остывание. В этот отрезок времен важно следить, чтобы скорость остывания бетона составляла не более 5 оС/ч.

Полезно! Не рекомендуется продолжать работы по прогреву бетона, после того, как раствор наберет 50% прочности.

Таким образом, бетон будет прогреваться от нескольких часов до трех дней, в зависимости от особенностей и типа строительного объекта.

Постобработка бетона

Настолько сжатые сроки прогрева бетонной массы наталкивают многих начинающих строителей на вопрос, можно ли осуществлять резку и сверление бетона, до его набора марочной прочности.

На самом деле резать его можно, но только с учетом одного нюанса. Если вы планируете резку алмазным инструментом, который исключает образование трещин и неровностей краев отверстий, то ничего критичного не произойдет. А вот с ударными нагрузками придется повременить, до тех пора, пока бетон не будет соответствовать нужной марке прочности.

В заключении

Процесс прогрева бетона кабелем ПНСВ напоминает технологию обустройства «теплых» полов. И, как было сказано ранее, провод этого типа можно использовать для этих целей, что в очередной раз подтверждает целесообразность его использования при строительстве монолитных конструкций.

 

 

 

Обратная связь