Moto-pomp.ru

Стройка и ремонт
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сушка бетона электричеством

Технология прогрева бетонной смеси электродами

Строительные работы в зимнее время проводятся по особой технологии. Для материалов под воздействием негативных факторов, в том числе отрицательных температур должны создаваться условия, чтобы они набирали прочность и их свойства сохранялись. Прогрев бетона электродами – это один из эффективных и недорогостоящих методов, проверенный на практике.

  1. Прогрев бетона электродами
  2. Разновидности электродов для прогрева бетона в зимнее время
  3. Технология обогрева бетонной смеси электродами
  4. Правила безопасности

Прогрев бетона электродами

Бетонные консистенции в составе содержат жидкость, которая имеет свойства замерзать при отрицательных температурах. Это явление приводит к деформации строительной конструкции, поэтому сроки эксплуатации и прочность снижаются. Во время набора прочности вода затвердевает, между ингредиентами замедляется реакция, в связи с этим отвердевание материала происходит неравномерно. Если воспользоваться электродами для поддержания температуры, то ситуацию можно исправить.

Перечень преимуществ электродного обогрева:

  1. Скорость выполнения работ высокая.
  2. Простота проведения монтажа.
  3. Прочность повышается.
  4. Срок эксплуатации увеличивается.

Для прогрева достаточно использовать один электрод.

  1. Электроэнергия затрачивается в большом объеме. Для работы необходима сила тока до 50А и понижающие трансформаторы.
  2. Покупка дополнительного электрооборудования.
  3. Высокая стоимость работ. Элементы, задействованные в технологическом цикле, остаются в бетоне.

Стоит отметить! Несмотря на недостатки, срок эксплуатации материала увеличивается, а прочность материала повышается.

Разновидности электродов для прогрева бетона в зимнее время

Электроды для прогрева бетона подразделяются на три типа:

  1. Стержневые. Это арматура диаметром от 8 мм до 12 мм. В бетоне они устанавливаются с заданным шагом, предварительно рассчитанным. Ряд с края монтируется на расстоянии 3 см от опалубки. Стена или колонна будут полностью прогреты. Эти электроды используются для сложных конструкций.
  2. Пластинчатые. Они подвешиваются по разные стороны от опалубки, создается электрическое поле, прогревающее до нужной температуры бетон в течение заданного времени. Это эффективный способ, подходящий для прогрева колонн.
  3. Струнные. Располагаются вдоль оси опалубки. Используются для прогрева длинных элементов с малым сечением. Чтобы соединить провода, торчащие из опалубки, края нужно изогнуть буквой «Г». В исключительных случаях можно задействовать продольную арматуру из металлического каркаса. В этом случае потребление электроэнергии возрастает.
  4. Полосовые. Это металлические полосы шириной от 20 до 50 мм, толщиной 3 мм, укладывающиеся на залитый раствор. Этот способ прогрева применяется для заливки изделия небольшой толщины с элементами, размещенными на одной стороне строительной конструкции.

Технология обогрева бетонной смеси электродами

Прогрев бетона электродами происходит погружением в бетонную смесь электродов. Шаг между электродами составляет от 60 до 100 см. Расстояние определяется исходя из погодных условий и особенностей конструкции.

Во избежание отрицательного воздействия, необходимо придерживаться требований регламентирующих документов. На основании расчетов расстояние должны быть следующим:

  1. Минимальное между рабочей арматурой – от 0,2 до 0,4 м.
  2. Между стрежнями и электродами – от 50 до 150 мм.
  3. До шва конструкции – от 100 мм.
  4. До опалубки от крайнего ряда – от 30 мм.

При выборе режима и расчете мощности следует учесть ряд параметров:

  1. Габаритные размеры конструкции.
  2. Размеры.
  3. Марку материала.
  4. При каких условиях будет эксплуатация.

Схемы подключения для обогрева бетона:

  1. Прогрев в два этапа с изотермической выдержкой.
  2. Нагревание с выдержкой теплоизоляционной и последующим остыванием в две стадии. Так можно выполнить подогревающую опалубку.
  3. Подогрев, выдержка и остывание бетона.

За показателями температуры нужно следить. При +5 0 С рекомендуется начинать работу и поднимать с частотой от 8 до 15 0 каждый час. Нормативно допускаемые показатели от -55 до +75 0 С. Замеры температуры необходимо производить регулярно.

Прогрев бетона электродами рассчитывается следующим образом:

  1. На один кубометр понадобиться 60 погонных метров провода для нагрева, с учетом площади, мощности и разновидности конструкции. От напряжения трансформаторной подстанции зависит длина секции.
  2. Узнать о расходе цемента в составе: качественных составляющих, пропорциях, погрешностях в пределах нормы.
  3. При силе тока в 14-16 Ампер провод ПНСВ нормально функционирует. Нагревательный элемент выйдет из строя на открытой площадке. Поэтому концы необходимо расположить за переделами строительной конструкции. Последние выполняются из провода АПВ, длиной от 0,5 до 1 м. Третья ступень подстанции в 75 В будет оптимальным напряжением.

Внимание! Перед прогреванием бетона стоит разработать технологическую схему подключения прогрева бетона для данной ситуации и схему укладки элемента нагрева. Это чертеж конструкции. Как правило, провод укладывается в виде змейки, не касаясь друг друга. Точку выхода элемента нагрева на чертеже нужно обозначить. Нагрузка распределяется по фазам.

При температуре воздуха менее 5 0 С применяется инвертор. Подключение аппарата производится по разработанной схеме.

Правила безопасности

Прогрев бетона электродами производится по технологии, требующей выполнения мер предосторожности:

  1. Работы следует выполнять на основании технологической документации.
  2. Напряжение должно достигать не более 380 В при прогреве грунта бетонной смести электродами и обогреве неармированного и армированного бетона снаружи; 220В при прогреве бетона электродами.
  3. Подключение электричества необходимо проводить аттестованным специалистам.
  4. Участки прогрева необходимо контролировать электромонтерам.
  5. Оголенная арматура должна быть заземлена.
  6. Перед переподключением и перемещением оборудования на другое место, необходимо проверить целостность проводки, средств защиты, провода заземления, экрана – сетки.
  7. Токоведущие части необходимо закрыть защитным кожухом.
  8. Сигнальные лампы должны быть подвешены на высоту более 2,5 метров, напряжение не должно превышать 42 В.
  9. Распредщитки, трансформаторы должны быть вне зоны перемещения транспорта и проведения работ.
  10. К распределительным щиткам необходимо обеспечить доступ.
  11. Линии проводов от ТМО к участкам прогрева выполняются из проводов, изолированных диэлектрическим материалом и укладываются над уровнем земли более 50 см.
  12. При пересечении с проездами высота прокладки электрических кабелей должна быть больше 6 метров, а в местах проходов более 3,5 метров.
  13. Электролинии в земле должны быть изолированы шлангами, а на проезжей части защищены настилами.
  14. Во влажную погоду контроль над состоянием бетонной смеси производится с учетом разницы напряжений.
  15. При окончательном монтаже схемы необходимо внимательно проверить правильность соединений, сборки и качества контактов.
  16. При подаче напряжения во влажную погоду необходимо проверить нагрузку, равномерно распределенную по фазам и ток нагрузки трансформатора (ТМО) на соответствие.
  17. Контроль за температурой прогрева осуществлять круглосуточно.
  18. При возгорании необходимо напряжение отключить.

Внимание! Работы выполнять в спецодежде, спецобуви (в зимнее время – в теплой) и на диэлектрическом коврике. Инвертор должен быть исправен и проверен предварительно. При обнаружении неисправности, в том числе повреждения кабеля необходимо произвести отключение подачи нагрузки. Курение в местах проведения работ запрещено во избежание возникновения нештатных ситуаций. Посторонних лиц нельзя допускать в места проведения работ.

Технология прогрева бетона в зимнее время

Сколько надо цемента чтобы сделать на 1 м3 бетона

Технология приготовления бетона для декоративных работ

Особенности расчета штукатурки на 1 м² при разной толщине слоя

Прогрев бетона электродами (в зимнее время): технология, схема подключения, расчет

Несколько десятилетий назад проведение строительных работ в холодную пору не представлялось возможным. Под воздействием отрицательных температур многие материалы, включая бетон, не могли набрать подходящие эксплуатационные свойства и быстро разрушались. Однако современные застройщики нашли выход из этой ситуации и стали практиковать прогрев бетона электродами.

Для чего это нужно

Перед изучением особенностей технологии нужно разобраться, для чего она предназначается.

В составе всех бетонных смесей присутствует небольшой процент жидкости. А поскольку вода быстро замерзает и кристаллизуется при понижении температуры ниже нуля, это может приводить к деформационным процессам внутри материала. В результате его прочностные свойства и срок службы снижаются.

Следующим опасным фактором является замерзание воды на этапе затвердевания. При низких температурах химическая реакция между компонентами приостанавливается, поэтому твердение выполняется неравномерно. Используя электроды для прогрева бетона, можно исключить такие неприятности и защитить материал от разрушения.

Преимущества

Для осуществления процедуры по нагреванию бетонов достаточно 3 специалистов. Это считается важным преимуществом, исключающим необходимость вызова целой бригады работников. Еще метод отличается высокой эффективностью, способствуя как равномерному застыванию компонентов, так и сохранению целостности конструкции.

  1. Отсутствие сложностей при самостоятельном монтаже и высокую скорость выполнения работ.
  2. Повышение прочностных свойств бетона и увеличение его эксплуатационного срока.

Чтобы провести прогрев, часто хватает 1 электрода.

Недостатки

Однако, кроме плюсов, эта методика имеет и слабые стороны.

  1. Большие затраты электрической энергии. Для нормальной работы электрода требуется около 50 А, а также наличие понижающих трансформаторов. Кроме этих деталей, придется приобрести дополнительное оборудование, что сопровождается финансовыми затратами.
  2. Дороговизна. Следующим недостатком, который отталкивает строителей от применения электродов для прогрева бетона, является их высокая стоимость. Все элементы подходят только для одноразового использования, поэтому после монтажа они навсегда остаются в стяжке. Изъять их оттуда нельзя.

Однако перечисленные минусы перекрываются увеличением срока службы и повышением прочности материала.

Режимы прогрева электродами бетона

Выбирая режимы прогрева бетона в зимнее время,

  1. Габариты и геометрические особенности конструкции.
  2. Марку бетона.
  3. Условия эксплуатации постройки.

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.

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

Разновидности электролитов для прогрева бетона в зимнее время

Электропрогрев бетона выполняется с применением разных типов электродов.

Способы установки электродов в конструкцию

Технология прогрева подразумевает погружение электродов в залитую смесь с шагом в 60-100 см. Точное расстояние определяется геометрическими особенностями конструкции и погодой в местности.

Чтобы избежать отрицательного воздействия на материал, важно

  1. Минимальная дистанция между рабочими деталями — 200-400 мм.
  2. Дистанция между электродом и каркасными стержнями — 50-150 мм.
  3. Расстояние до технологического шва — от 100 мм.
  4. Расстояние до опалубки от крайнего ряда — от 30 мм.

Если конструкция прогреваемого объекта препятствует соблюдению таких требований, электроды можно покрыть изоляционной трубкой из эбонита. После завершения работ по заливке необходимо укутать участок рубероидом, полиэтиленовой пленкой или другим теплоизолятором. Отсутствие хорошего утепления приведет к низкой эффективности электропрогрева бетона.

Виды используемых электродов

При прогреве бетона задействуют 3 разновидности электродов. Они разработаны для разных условий и отличаются как конструктивными особенностями, так и принципом действия. Так, стержневые модели создаются на базе армированных деталей диаметром 8-12 мм.

Принцип работы пластинчатых моделей немного отличается. Их нужно крепить в разных частях опалубки, чтобы получить мощное электрическое поле для получения оптимальных температурных показателей при прогреве.

Струнная разновидность востребована при прогреве колонн.

Схема подключения электродов

Схема соединения электродов напрямую зависит от их типа и принципа работы. Если выбраны пластины, 1 фазу нужно подключить к первому электроду, а вторую — к противоположному. Этот метод называется параллельным. Стержневые элементы подразумевают подключение первого и последнего электрода в ряду.

Правила безопасности при электродном прогреве

Приступая к процедуре прогрева, необходимо ознакомиться со всеми правилами и нюансами, которые помогут избежать неприятных последствий. В первую очередь важно грамотно подключать электроды к разным полюсам цепи. Если упустить этот момент и задействовать 1 фазу, результат будет нулевым.

Читать еще:  Бетонные изделия для канавы

Необходимо заранее спроектировать расположение электродов, учитывая тот факт, что цепь замыкается только во влажной среде.

Еще следует соблюдать интенсивность прогрева и интервал между циклами, т.к. разные марки бетона набирают прочность с различной частотой.

Прогрев бетона в зимнее время: методы

Строительство бетонных монолитов при минусовых температурах осложняется неравномерным застыванием смеси. Вода быстро превращается в лед, процесс гидратации останавливается, в результате прочность готовой постройки нарушается. Прогрев бетона помогает избежать этих проблем.

Добиться необходимой температуры бетонной смеси можно пятью способами:

  1. электродным;
  2. проводом ПНСВ;
  3. электропрогревом опалубки;
  4. индукционным обогревом;
  5. инфракрасным теплом.

Рассказываем, в каких случаях используется каждый из них.

Электродный прогрев

Принцип действия основывается на способности бетонного раствора проводить ток. Электроды располагают внутри и на поверхности смеси. После подключения к трансформатору образуется электрическое поле и происходит нагрев. Добиться оптимальной температуры можно изменением выходных параметров трансформатора.

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

  • требует проведения расчетов и долгой подготовки;
  • высокие энергозатраты (не менее 1000 кВт на 3–5 м3 смеси).

    Что нужно знать об электродном прогреве

    1. По мере схватывания бетона, его электрическое сопротивление меняется нелинейно. Чтобы избежать потери тепла и влаги, после завершения установки электродов необходимо укрыть поверхность утеплителем. Им может стать фанера с прокладкой из пенопласта, шлаковата, картон, опилки, доски и т. д. Осуществлять работы без утепляющего материала нельзя.

    2. Прогрев с помощью сварочных аппаратов не рекомендуется по ряду причин:

    • при вживлении электродов в бетон ток проходит непосредственно через раствор – отсюда вытекает опасность поражения людей и животных;
    • допустимое напряжение – 36 В, в противном случае опасность удара током становится критичной;
    • сварочный трансформатор не предназначен для таких нагрузок и быстрее изнашивается.

    3. Постоянный ток при прогреве бетона электродами использовать недопустимо: он способствует электролизу. Вода разлагается и не кристаллизируется. Застывание смеси становится невозможным.

    4. Подходят электроды четырёх видов:

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

    5. Трансформатор для прогрева бетона в зимнее время должен отличаться высокой мощностью, иметь защищенный корпус, быть удобным для транспортировки и выдерживать длительную работу при минусовых температурах.


    Отправить заявку

    Прогрев бетона проводом ПНСВ

    Один из самых эффективных и безопасных способов. При прохождении тока через провод ПНСВ выделяется тепло, нагревая смесь. Расход – в среднем 60 м на 1 м3 бетона. Этот провод часто используется как напольный обогреватель в частном секторе.

  • несложно предсказать «поведение» и отрегулировать температуру, бетон нагревается постепенно, набор прочности происходит плавно;
  • существенно ускоряет процесс застывания;
  • подходит для повторного использования;
  • устойчив к возгоранию за счёт покрытия изоляцией;
  • отличается прочностью и не перегибается;
  • эффективен при экстремальных температурах;
  • устойчив к воздействию кислотной и щелочной среды.

    требует точных расчетов и подготовительных работ.

    Что нужно знать о проводе ПНСВ

    1. Укладка кабеля в холодное года должна выполняться таким образом, чтобы он не касался опалубки, земли, а также не выходил за пределы бетона. После того, как опалубка будет залита бетонной смесью, дождитесь, пока она начнет застывать, затем подключите трансформаторную подстанцию и регулируйте температуру.

    2. Секции монтируются на одинаковом расстоянии нагревательных проводов относительно друг друга (примерно 15 см). Смесь прогреется равномерно.

    3. Закрепить провод на арматурном каркасе, вдоль которого он протянут, следует так, чтобы риски повредить его при подаче бетона в траншею отсутствовали.

    4. Температура смеси измеряется в процессе изотермического прогрева каждые два часа. Этот пункт входит в содержание технологической карты на электрообогрев нагревательными проводами монолитных конструкций.

    5. 70 В – напряжение, которым следует ограничиться при проведении работ. Поэтому при эксплуатации может потребоваться понижающий трансформатор (ПТ).

    Пример техники: Подстанция для прогрева бетона КТПТО-80
    Отправить заявку

    Электропрогрев опалубки (контактный метод)

    Этот способ предполагает изготовление опалубки, в которую заранее будут закладываться нагревательные элементы. Они отдают бетону свое тепло при нагреве и ускоряют твердение. Электропрогрев опалубки происходит снаружи, через контактную поверхность.

    Минусы: трудоемкость изготовления; низкий КПД (при заливке фундамента смесь греется 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 кубический метр бетона.

    Плюсы: низкая цена; равномерный прогрев.

    Минусы: сложный расчет; ограниченность применения (балки, колонны и т. д.).


    Отправить заявку

    Инфракрасный подогрев

    Инфракрасные лучи нагревают поверхность непрозрачных объектов, распространяя тепло на весь объем. При применении инфракрасного подогрева бетонную конструкцию необходимо окутать прозрачной пленкой – она задержит тепло, пропустив лучи через себя. Подходит для прогрева железобетона.

    Плюсы: простота и доступность.

    Минусы: подходит только для небольших, тонких конструкций; инфракрасное тепло распространяется неравномерно.

    Инфракрасный нагреватель должен быть устойчивым к сильному ветру и способным долгое время работать без дозаправки.

    Выводы:

    1. Электродный прогрев подойдёт для раствора любой толщины и формы, но требует больших энергозатрат (около 1000 кВт на 3–5 куб. м.).
    2. Провод ПНСВ равномерно нагревает смесь и отличается безопасностью эксплуатации: кабель изолирован, температура легко регулируется.
    3. Контактный метод требует изготовления опалубки под заказ и не может обеспечить равномерный обогрев.
    4. Индукционный способ применим исключительно с армированными конструкциями.
    5. Инфракрасным теплом можно прогреть только небольшой слой бетона.

    Также в нашем интернет-магазине представлены дизельные станции для прогрева бетона. Узнать, сколько стоит оборудование с учетом скидки, можно у наших менеджеров. Стоимость доставки зависит от габаритов и массы товара.

    Описание технологии прогрева бетона электродами и практические советы

    Чтобы исключить кристаллизацию воды, входящей в состав бетонного раствора, необходимо поддерживать определенную температуру залитой массы. Дело в том, что вяжущее (цемент) вступает в реакцию именно с жидкостью, а не со льдом. А так как окончательное отвердевание бетона происходит в течение длительного времени (до 4 – 5 недель, в зависимости от особенностей производства работ и состава смеси), то его термообработка осуществляется постоянно, до полной готовности сооружаемой конструкции.

    Понятно, что прогрев необходим только в холодное время года. Это позволяет вести работы в любой сезон, независимо от температуры окружающего воздуха. Существует много методик, но, пожалуй, самой распространенной является прогрев бетонной смеси электродами. Такие проводники эл/тока отличаются формой, размерами и спецификой размещения.

    Но технология и принцип их действия остается неизменным – бетон разогревается эл/полем, которое образуется между электродами при подаче на них напряжения. Раствор становится элементом токопроводящей цепи (со своим внутренним сопротивлением), в котором энергия электрическая трансформируется в тепловую. Регулируя номинал напряжения, можно добиться требуемой температуры прогрева. В зависимости от особенностей «обрабатываемой» конструкции, подбирается оптимальный вариант данных элементов.

    1. Разновидности электродов
    2. Стержневые
    3. Струнные
    4. Полосовые
    5. Пластинчатые
    6. Виды прогрева
    7. Сквозной (внутренний, погружной)
    8. Периферийный (поверхностный, нашивной)
    9. Общее правило
    10. Что учесть при прогреве бетона

    Разновидности электродов

    Стержневые

    В качестве таковых чаще всего используется арматурный пруток хотя можно устанавливать и узкие полосы металла (композитная арматура, понятное дело, не подойдет, а вот для армирования — то что надо). Его длина должна быть несколько большей толщины заливки (для включения в цепь), а сечение выбирается исходя из ее конструктивных особенностей и плана размещения электродов (как правило, для частного домостроения не более 10 мм). Чтобы арматура легче входила в раствор, один ее конец заостряется.

    Стержневые электроды позволяют прогреть «заливку» с конфигурацией любой сложности и формы, поэтому используются чаще всего, особенно при индивидуальном строительстве. Их располагают перпендикулярно продольной оси конструкции. Причем так, чтобы они не соприкасались с прутьями армирующего каркаса.

    Струнные

    По сути, это разновидность тех же стержневых, но расположение – вдоль оси опалубки. Применяются при прогреве конструкций с малым сечением и большой длиной (балки, колонны и ряд других). Для упрощения присоединения проводов торчащие из опалубки края изгибаются верх (буквой «Г»).

    В ряде случаев можно в качестве электродов использовать продольные прутья смонтированного в опалубке металлического каркаса. Но при таком способе прогрева резко увеличивается энергопотребление, поэтому и используется он реже. При этом соблюдаются особые меры предосторожности.

    Полосовые

    Представляют собой куски железных полос (20 – 50 мм, толщиной 3), которые укладываются поверх залитого раствора. Такой прогрев применяется для заливки малой толщины (массивная стяжка, плита и тому подобное), при этом все элементы размещаются на одной стороне конструкции.

    Пластинчатые

    Располагаются с противоположных сторон заливки, с внутренней стороны опалубки. Их габариты выбираются в соответствии с ее параметрами. Естественно, что устанавливаются они парами, количество которых и расстановка определяются индивидуально для каждой конструкции.

    Виды прогрева

    Сквозной (внутренний, погружной)

    Применяется для конструкций, имеющих большую толщину или сложную форму. Из названия понятно, что электроды размещаются внутри залитой массы раствора. Общее правило – электроды устанавливаются на расстоянии не менее 3 см от элемента опалубки.

    Периферийный (поверхностный, нашивной)

    Под полосы устанавливается подкладка. На практике для этого чаще всего берутся куски рубероида, что позволяет такие электроды легко снимать и использовать многократно.

    Общее правило

    Если в опалубку установлен металлический каркас, то использовать напряжение более 127 В ЗАПРЕЩЕНО . Для конструкций неармированных оно может быть не более 380 В.

    Что учесть при прогреве бетона

    • По мере отвердевания залитой массы изменяется ее эл/сопротивление, так как происходит испарение влаги. Следовательно, необходимо систематически корректировать силу подаваемого тока, поэтому в схему обязательно должен быть включен элемент регулировки (например, реостат, трансформатор с несколькими выходами).
    • Поверхность конструкции, подлежащей прогреву, должна быть укрыта материалами, снижающими теплопотери. Это могут быть опилки, маты, пленка п/э, рубероид и тому подобное. В противном случае сам процесс прогрева теряет смысл.
    • При стержневом методе нужно соблюдать одинаковые расстояния между электродами как в одном ряду, так и в соседних. Это обеспечит равномерность загрузки «линий» и исключит перекос фаз.
    • Снижения энергозатрат можно добиться введением в состав раствора специальных добавок-пластификаторов, ускоряющих процесс отвердевания бетона.
    • Специалисты не рекомендуют применять электродный прогрев для мелких конструкций. Для этого существуют другие методики.
    • В качестве «питания» нельзя использовать источник постоянного тока, так как в этом случае не избежать электролиза жидкости.
    • При небольших объемах заливки в качестве источника напряжения можно использовать сварочные трансформаторы.
    • Единой рекомендации по размещению электродов на (в) заливке раствора нет. Схема определяется индивидуально и зависит от внешних условий, параметров опалубки, марки цемента и ряда других факторов.
    • Через определенные временные промежутки (зависят от специфики работ) делается замер температуры. Для этого проделываются специальные «шурфы».
    • ЗАПРЕЩАЕТСЯ. При использовании прутьев арматурного каркаса в качестве электродов работать с напряжением свыше 60 В. В исключительных случаях (более этого номинала) – только при соблюдении дополнительных мер и локально (на отдельных сегментах конструкции).
    Читать еще:  Обмазочная гидроизоляция для бетона

    Для получения из раствора качественного искусственного камня рекомендуется комплексный обогрев массы, сочетающий несколько методик, в том числе, и «пассивную» («термос»).

    Воздействии тока на твердение бетона

    При этом в литературе встречаются рекомендации по предпочтительному использованию для этих целей постоянного тока, что противоречит общераспространенной практике бетонирования, в которой преимущественно используется переменный ток. В этой статье мы рассмотрим преимущества и недостатки каждого из методов на основании данных опытно-промышленных исследований.

    Оглавление

    • Особенности использования электроподогрева в зимний период
    • Сравнение обработки бетона постоянным и переменным током
    • Результаты испытаний
    • Выводы

    Особенности использования электроподогрева в зимний период

    Технология электропрогрева заключается во включении свежеуложенной бетонной смеси в электрическую цепь в качестве активного сопротивления. При этом обеспечивается заданная температура смеси, а гидратация и структурообразование бетона протекает в условиях воздействия ряда физико-химических процессов, включая электрическое и электромагнитное воздействие.

    Рисунок 1. Схемы электропрогрева бетонной конструкции электродами

    К основным явлениям, которые рассматриваются в качестве факторов ускоренного твердения бетона, относят:

    • температура — является основным моментом, который напрямую влияет на процесс. Гидратация цемента происходит с выделением тепла экзотермических реакций (в начале процесса схватывания тепловыделение минимально, а в конце — достигает максимума). Условия окружающей среды являются определяющим фактором: сокращение времени схватывания наблюдается при росте температуры до 30°С, а затем наблюдается обратный эффект;
    • электрофорез — электрокинетическое явление, сопровождающееся перемещением дисперсных частиц в жидкой среде при пропускании через нее постоянного электротока;
    • электроосмос — перемещение жидкости между электродами при пропускании постоянного электротока через бетонную смесь;
    • электролиз — выделение на электроде контактной фазы из кислорода и водорода, происходящее вследствие разложения воды под действием постоянного тока.

    Рисунок 2. Электропрогревание бетонной смеси

    Три последних фактора в производственных условиях оказывают незначительный эффект, однако в ряде источников им уделяется повышенное внимание. В частности, в Московской ветеринарной академии предложен метод обработки бетона, арболита и аналогичных смесей на цементной основе за счет воздействия постоянного электрического тока знакопеременных импульсов. Указывается, что явления электроосмоса, электролиза и электрофореза при таком варианте технологии происходят более интенсивно, нежели при воздействии переменного тока промышленной частоты.

    Это, в свою очередь, вызывает ускоренное диспергирование цементных частиц, способствует повышению реакционной способности компонентов бетона, определяет более полную гидратацию цемента и повышает равномерность распределения цементного клея между частицами заполнителя и непрогидратированными зернами цемента. Авторы этой работы утверждают, что распалубочная прочность бетона при такой обработке достигается уже спустя 1–3 часа после укладки .

    Рисунок 3. Структура цементного камня при схватывании бетона при разном водоцементном соотношении и степени гидратации

    За счет электроподогрева при отрицательных температурах бетон в проектные сроки набирает марочную прочность без ухудшения прочих эксплуатационных и физико-механических свойств, что позволяет сократить сроки сдачи конструкции под нагрузку. Основным фактором, определяющим эффективность этого процесса, считается температура. В некоторых исследованиях ошибочно связывают ускорение процесса твердения с явлениями электроосмоса, электролиза и электрофореза.

    Сравнение обработки бетона постоянным и переменным током

    В ряде исследований обоснована несостоятельность гипотезы об ускорении структурообразования в бетоне при пропускании постоянного тока за счет интенсификации явлений электроосмоса, электролиза и электрофореза. В частности, НИИЖБ совместно с представителями Московского лесотехнического института и Московской ветеринарной академии провели производственный эксперимент по трамбованию арболитовых стеновых панелей 1,8х0,9х0,2 м в вертикальных формах с применением в электроподогрева.

    Рисунок 4. Трехмерная модель стеновых панелей

    Для получения сравнительной базы были исследованы два следующих варианта технологии:

    1. Панель №1 твердела под воздействием постоянного тока знакопеременных импульсов (питание от генератора П—91 50 кВА). Время изменения направления токовых импульсов составляло 5 мин с интервалом 1 мин. Рабочее напряжение выбирали таким образом, чтобы обеспечить плотность тока на электродах 40 А/м 2 .
    2. Панель №2 твердела под воздействием переменного тока промышленной частоты (питание от сварочного трансформатора ТД—500 У2). Напряжение регулировалось таким образом, чтобы температурный режим прогрева совпадал с условиями твердения панели №1.

    Продолжительность электрообработки панелей составляла 70 мин. На протяжении этого времени зафиксирован рост температуры в центре изделий с 30°С до 45°С. По достижении этого значения электрическое воздействие было прекращено и оба ЖБИ после часового выдерживания распалубливания.

    В ходе эксперимента выяснилось, что панели №1 и №2 сохраняют форму после снятия опалубки, однако визуальный осмотр выявил практически нулевую прочность арболита, поэтому снять изделия с поддона не представлялось возможным. Через сутки с большой осторожностью панели распилили на кубы 200х200 мм для проведения испытаний на сжатие.

    Результаты испытаний

    Испытания бетонных образцов, проведенные на 3, 7, 14, 28 и 90 сутки, показали, что в первые 7 суток при обработке постоянным током прочность арболита несколько выше, чем в случае обработки переменным током. Вероятно, этот эффект связан с удалением большего объема механически связанной влаги вследствие явления электроосмоса и процесса интенсификации кристаллизационного твердения цемента. Так как разница в показателях прочности составляет 4–5%, то обнаруженный эффект не имеет практического значения.

    При сроке от 14 до 28 суток прочность обработанного постоянным током арболита намного ниже в сравнении с материалом, подвергшимся воздействию переменным током. Для образцов из панели №1 к 1 месяцу (к проектному возрасту) из-за избыточной влагопотери на начальном этапе твердения наблюдается недобор прочности на 25%, то прочность образцов из панели №2 практически достигла марочной.

    Аналогичные результаты получены в ходе исследований, проведенных НИИЖБ и трестом Оргтехлесстрой В/О Союзлесстрой, а также экспериментов на Заводе «Стройдеталь» в Мытищах при изготовлении панелей ОС-5 из бетона класса В12,5. В ходе всех трех испытаний установлено, что после распалубки изделия сохраняют форму в обоих вариантах обработки, однако прочность бетона при этом незначительна.

    Таблица 2: «Способы обработки бетона током»

    Способ обработкиДлительность обработки ч-минТемпература бетона к концу обработки,°CПрочность бетона, МПа, в возрасте, сутРасход электроэнергии, (кВт╳ ╳ ч)м 3
    13728
    Постоянным током знакопеременными импульсами
    1-10726516056
    2-45638015015553
    4-00587013516556
    Переменным током промышленной частоты
    1-1584358513517440
    1-35603513517532
    2-008212016050
    2-30726010812515052

    Данные исследований свидетельствуют о том, что даже через 1 сутки прочность материала не превышала 50%. В интервале от 3 до 28 суток прочность бетона по обоим вариантам обработки практически одинакова, что свидетельствует о воздействии на этот процесс только температурного фактора.

    Выводы

    Проведенные производственные испытания подтвердили, что удельные расходы электрической энергии зависят от длительности нагрева бетона и температуры. При обработке постоянным током затраты электроэнергии на 20–25% выше. Это объясняется дополнительными потерями на преобразование переменного тока в постоянный, а также затратами электроэнергии на электролиз воды.

    При обработке постоянным током из-за выделения кислорода в процессе электролиза воды наблюдается интенсивная коррозия стальной арматуры и стальных форм, в которых изготавливают сборные изделия.

    В случае обработки бетона постоянным током знакопеременных импульсов электроосмос, электролиз и электрофорез почти не влияют на динамику твердения бетона, а интенсификация этого процесса обусловлена только температурным фактором. Вследствие этого при прогреве изделий и конструкций из бетона и железобетона следует проводить обработку переменным током промышленной частоты. При этом обеспечивается аналогичный эффект, но не требуется использовать специальные генераторы для преобразования переменного тока в постоянный.

    Электропрогрев бетона в зимнее время: схемы и способы

    Для того, чтобы предотвратить пагубное воздействие мороза и произвести бетонирование в зимнее время, надо создать для бетона условия, при которых процесс его твердения будет постоянным и равномерным. Этого можно достичь только в том случае, если температура бетонной массы во время ее затвердевания будет близка к +20 0 С, а этого можно добиться только в случае принудительного электропрогрева бетона.

    Самым распространенным методом подогрева бетона, во время заливки в зимнее время, является электропрогрев, который используется в тех случаях, когда обычного утепления объекта не достаточно. Именно о нем мы сегодня и поговорим.

    Прогреть бетон в зимнее время можно несколькими методами:

    1. Прогрев бетона электродами.
    2. Электропрогрев бетона проводом ПНСВ
    3. Электропрогрев опалубки
    4. Подогрев индукционным методом
    5. Инфракрасным излучением

    Стоит отметить, что независимо от способа, электропрогрев бетона должен сопровождаться его утеплением или хотя бы созданием термоса вокруг объекта. В противном случае, равномерного прогрева может не получиться, а это не очень хорошо скажется на его конечной прочности.

    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.

    Читать еще:  Шлифование бетона болгаркой

    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.

    Электропрогрев бетона проводом ПНСВ: технология и схема

    Если прогрев бетона электродами – один из самых дешевых вариантов электропрогрева в зимнее время, то, в свою очередь, прогрев проводом ПНСВ – один из самых эффективных.

    Это связано с тем, что в качестве нагревателя используется не сам бетон, а нагревательный провод ПНСВ, который выделяет тепло при прохождении через него тока. С помощью такого провода, намного проще добиться плавного повышения температуры бетона, да и вообще такой провод будет вести предсказуемо, что облегчит необходимое постепенное увеличение температуры в зимнее время.

    Стоит сказать о самом проводе ПНСВ (П – провод, Н – нагревательный, С — стальная жила, В — ПВХ изоляция). Бывает различного сечения 1.2, 2, 3. В зависимости от использованного сечения выбирается его количество на 1 метр кубический бетонной смеси.

    Технология электропрогрева бетона проводом ПНСВ, также, как и схема подключения, очень проста. Провод без натяжки пропускается вдоль арматурного каркаса, на нем же и крепится. Крепить необходимо так, чтобы при подаче бетона в траншею или опалубку не повредить его.

    При электропрогреве бетона проводом ПНСВ в зимнее время, его укладывают так, чтобы он не касался земли, опалубки, а также не выходил за пределы самого бетона. Длина используемого провода полностью зависит от его толщины, сопротивления, ожидаемой минусовой температуры, а подаваемое напряжение, с помощью специального трансформатора составляет, как правило, около 50 В.

    Так же существуют кабели, которые не предусматривают использование трансформатора. Их использование позволит немного сэкономить. Он очень удобен в использовании, но все же у обычного провода ПНСВ более широкие возможности для применения.

    Электропрогрев опалубки в зимнее время

    Этот способ электропрогрева подразумевает изготовление опалубки с заранее заложенными нагревательными элементами в ней, которые при нагреве будут отдавать так нужное бетону тепло. Напоминает прогрев бетона пластинчатыми электродами, только обогрев осуществляется не на внутренней стороне опалубки, а внутри нее, либо снаружи.

    Электропрогрев опалубки в зимнее время не так часто используется, учитывая сложность конструкции, тем более, что при заливки фундамента, например, опалубка соприкасается не со всей бетонной конструкцией. Таким образом, нагреваться будет лишь часть бетона.

    Индукционный и инфракрасный способы подогрева бетона

    Индукционный способ подогрева бетона используется крайне редко, да и то, в основном, в балках, ригелях, прогонах, из-за сложности его устройства.

    Основывается он на том, что обмотанный изолированный провод вокруг стального стержня арматуры, будет создавать индукцию и нагревать саму арматуру.

    Электропрогрев бетона в зимний период с помощью инфракрасных лучей основывается на способности таких лучей нагревать поверхность непрозрачных объектов, с последующей передачей тепла по всему объему. При использовании такого способа необходимо предусмотреть окутывание бетонной конструкции прозрачной пленкой, которая будет пропускать лучи сквозь себя, не давая теплу так быстро уходить.

    Достоинством такого способа является то, что не обязательно использование специальных трансформаторов. Недостаток – в том, что инфракрасное излучение не способно осуществить равномерный обогрев больших конструкций. Этот способ годится только для тонких конструкций.

    Не забывайте о том, что независимо от способа электропрогрева бетона в зимнее время, необходимо постоянно следить за его температурой, потому что слишком высокая (более 50 0 С) – так же опасна для него, как и слишком низкая. Скорость нагрева бетона, так же как скорость остывания, не должна превышать 10 0 С в час.

    Прогрев бетона нагревательным проводом ПНСВ

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

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

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

    Применение

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

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

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

    Характеристики провода

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

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

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

    Технология прогрева и схема укладки

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

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

    К проводу ПНСВ прикладывается инструкция, с которой нужно ознакомиться перед тем, как прогреть бетон. Подключение осуществляется через секции шинопроводов двумя способами через схему «треугольник» или «звезда». В первом случае систему разделяют на три параллельных участка, подключаемых к выводам трехфазного понижающего трансформатора. Во втором – три одинаковых провода соединяются в один узел, потом три свободных контакта аналогично подключаются к трансформатору. Питающее устройство устанавливается не далее, чем в 25 м от места подключения, прогреваемый участок обносится ограждением.
    Система подключается после полной заливки всего объема строительного раствора. Технология прогрева бетона греющим кабелем ПНСВ включает в себя несколько этапов:

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

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

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

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

    Расчет длины

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

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

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

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

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

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector