Электропрогрев бетона при зимнем бетонировании

В современных условиях существует множество технологий, благодаря которым удается не прекращать строительный процесс даже зимой. Если температура снижается, требуется поддерживать определенный уровень прогрева бетонной смеси. В этом случае возведение домов, различных объектов не прекращается ни на минуту.

Главным условием проведения таких работ является поддержание технологического минимума, при котором раствор не будет замерзать. Электропрогрев бетона является фактором, который обеспечивает выполнение технологических норм даже в зимний период. Этот процесс довольно сложен. Но тем не менее его активно применяют повсеместно на различных строительных объектах.

Электропрогрев

Электропрогрев бетона является довольно сложным и дорогостоящим процессом. Однако для предотвращения влияния низких температур на застывающую цементную смесь ей требуется обеспечить ряд условий. В зимнее время цемент застывает неравномерно. Чтобы предотвратить такое отклонение от нормы, следует применять технологию электрообогрева. Она способствует постоянному по всей площади процессу застывания смеси.

Бетон способен застывать равномерно при температуре, которая будет близкой к +20 ºС. Принудительный электропрогрев становится эффективным инструментом в приготовлении строительных растворов.

Чаще всего в подобных целях применяется технология электроподогрева. Если простого утепления объекта становится недостаточно, такая альтернатива сможет решить проблему с неравномерно застывающим бетоном.

Строительные компании могут выбрать один из нескольких подходов. Например, электроподогрев может осуществляться при помощи такого проводника, как кабель ПНСВ, или при помощи электродов. Также некоторые компании прибегают к принципу подогрева самой опалубки. В настоящее время могут также в подобных целях применять индукционный подход или инфракрасные лучи.

Независимо от того, какой способ выберет руководство, обогреваемый объект в обязательном порядке следует утеплить. Иначе равномерного прогрева будет добиться нереально.

Прогрев электродами

Самым востребованным методом обогрева бетона является применение электродов. Такой метод стоит относительно недорого, ведь нет потребности приобретать дорогостоящее оборудование и устройства (например, провод типа ПНСВ 1,2; 2; 3 и т. д.). Технология его выполнения также не представляет больших трудностей.

За основополагающий принцип представленной технологии взяты физические свойства и особенности электрического тока. При прохождении через бетон он выделяет некоторое количество тепловой энергии.

При использовании этой технологии не стоит подавать напряжение на систему электродов выше 127 В, если внутри изделия находится металлическая конструкция (каркас). Инструкция на электропрогрев бетона в монолитных конструкциях позволяет использовать ток 220 В или 380 В. Однако большее напряжение применять не рекомендуется.

Процесс нагрева выполняется при помощи переменного тока. Если в данном процессе участвует постоянный ток, он проходит через воду в растворе и образует электролиз. Этот процесс химического разложения воды будет препятствовать выполнению ее функций, которые имеет субстанция в процессе затвердения.

Виды электролитов

Электропрогрев бетона в зимнее время может осуществляться при помощи одного из основных видов электродов. Они могут быть струнными, стержневыми и выполненными в виде пластины.

Стержневые электролиты устанавливаются в бетон на небольшом расстоянии друг от друга. Чтобы создать представленный продукт, ученые применяют металлическую арматуру. Ее диаметр может составлять от 8 до 12 мм. Стержни подключаются к различным фазам. Особенно незаменимы представленные устройства при наличии сложных конструкций.

Электролиты, которые имеют форму пластин, характеризуются довольно простой схемой подключения. Их устройства необходимо располагать на противоположных сторонах опалубки. Эти пластины подключают к разным фазам. Проходящий между ними ток и будет нагревать бетон. Пластины могут быть широкими или узкими.

Струнные электроды необходимы при изготовлении колонн, столбов и прочих изделий вытянутой формы. После установки оба конца материала подключают к разным фазам. Так происходит нагрев.

Обогрев кабелем ПНСВ

Электропрогрев бетона проводом ПНСВ, технологическая карта которого будет рассмотрена немного дальше, считается одной из самых эффективных технологий. В качестве нагревателя в этом случае выступает провод, а не бетонная масса.

При укладке в бетон представленного провода получается равномерно прогреть бетон, обеспечив его качество при высыхании. Преимуществом такой системы является предсказуемость периода работы. Для качественного прогрева бетона в условиях снижения температуры очень важно, чтобы она повышалась плавно и равномерно по всей площади цементного раствора.

Аббревиатура ПНВС означает, что проводник имеет стальную жилу, которая упакована в ПВХ-изоляцию. Сечение провода при проведении представленной процедуры выбирается определенным образом (ПНСВ 1,2; 2; 3). Эта характеристика берется во внимание при расчете количества провода на 1 м кубический смеси цемента.

Технология подогрева бетона проводом относительно простая. Вдоль каркаса арматуры электрокоммуникации допускаются. Крепить провод следует в соответствии с рекомендациями производителя. В этом случае при подаче смеси в траншею, опалубку или смесь проводник не повредят заливка и эксплуатация застывшего вещества.

Провод при раскладке не должен касаться земли. После заливки он полностью погружается в бетонную среду. На показатель длины провода будут иметь влияние его толщина, минусовые температуры в этом климатическом поясе, сопротивление. Подаваемое напряжение будет составлять 50 В.

Методика применения кабеля

Электропрогрев бетона проводом ПНСВ, технологическая карта которого заключается в укладке продукта в емкость непосредственно перед заливкой, считается надежной системой. Провод должен иметь определенную длину (в зависимости от условий его эксплуатации). Из-за хорошей теплопроводимости бетона, нагрев плавно распределяется по всей толщине материала. Благодаря такой особенности удается повысить температуру бетонной смеси до 40 ºС, а иногда и выше.

Кабель ПНСВ допускается запитывать в сеть, электричество которой поставляют подстанции КТП-63/ОБ или 80/86. Они обладают несколькими степенями напряжения пониженного типа. Одна подстанция представленного типа способна обогреть до 30 м³ материала.

Чтобы повысить температуру раствора, на 1 м³ необходимо потратить около 60 м провода марки ПНСВ 1,2. При этом температура окружающей среды может составлять до -30 ºС. Способы нагрева могут комбинироваться. Это зависит от массивности конструкции, погодных условий, заданных показателей прочности. Также немаловажным фактором для создания комбинации методов является наличие ресурсов на стройплощадке.

Если бетон сумеет набрать требуемую прочность, он может противостоять разрушению вследствие низких температур.

Другие варианты проводного обогрева

Технология прогрева бетона ПНСВ кабелем эффективна при условии соблюдения всех инструкций и требований производителя. Если провод выйдет за пределы бетона, он с большой долей вероятности перегреется и выйдет из строя. Также провод не должен касаться опалубки или земли.

Длина представленного провода будет зависеть от условий, в которых применяется провод. Для их работы требуется работа трансформатора. Если, используя провод ПНСВ, применение такой системы не очень удобно, существуют и другие разновидности проводниковых изделий.

Существуют кабели, для работы которых не потребуется применять запитку к специальным трансформаторам. Это дает возможность немного сэкономить средства на обслуживание представленной системы. Обычный провод имеет широкий ряд применения. Однако провод ПНСВ, который рассматривался выше, обладает более широкими возможностями и областью применения.

Схема применения тепловой пушки

Прогрев бетона проводом считается одной из самых новых и эффективных технологий. Однако совсем еще недавно о ней никто не знал. Поэтому применялся довольно затратный, но простой метод. Над поверхностью цемента строилось укрытие. Для этого метода бетонное основание должно было иметь небольшую площадь.

В построенную палатку привозили тепловые пушки. Они нагнетали требуемую температуру. Такой метод не был лишен определенных недостатков. Он считается одним из самых трудоемких. Рабочим необходимо возвести палатку, а потом контролировать работу оборудования.

Если сравнивать прогрев бетона проводом и метод применения тепловых агрегатов, то станет ясно, что затрат больше потребует именно старый подход. Чаще всего закупается определенное оборудование автономного типа работы. Они работают на дизельном топливе. Если доступа к обычной стационарной сети на участке нет, этот вариант будет наиболее выигрышным.

Термоматы

Прогревочный провод или инфракрасная пленка могут послужить основой для создания специальных термоматов. Они довольно эффективны. Единственное условие – это плоская поверхность бетонного основания. Некоторые разновидности представленных обогревателей могут работать в качестве обмотки на колонны, вытянутые блоки, столбы и т. д.

В сам же раствор при использовании матовой технологии добавляется пластификатор, позволяющий ускорить процесс высыхания. При этом они же могут препятствовать образованию кристаллизации воды.

При использовании представленных технологий следует помнить, что существуют специальные документы, регламентирующие электропрогрев бетона в зимнее время. СНиП обращает внимание строительных организаций на необходимость постоянного отслеживания температурных показателей этого вещества.

Цементная смесь не должна перегреваться свыше +50 ºС. Это так же неприемлемо для технологии его производства, как и большие морозы. При этом скорость остывания и нагрева не должна быть быстрее, чем 10 ºС в час. Чтобы избежать ошибок, расчет электропрогрева бетона выполняется в соответствии с действующими нормами и санитарными требованиями.

Инфракрасные маты могут заменить кабельные аналоги. Их допускается применять для обертывания фигурных колонн, прочих вытянутых объектов. Этот подход характеризуется небольшими энергозатратами. Бетонные конструкции под воздействием инфракрасных лучей начинают быстро терять влагу. Чтобы этого не происходило, нужно накрывать поверхности обычной полиэтиленовой пленкой.

Опалубка с подогревом

Электропрогрев бетона в зимнее время может осуществляться сразу же в опалубке. Это один из новых способов, который является очень эффективным. В щиты опалубки устанавливаются нагревательные элементы. В случае выхода из строя одного или нескольких из них, производится демонтаж неисправного оборудования. Его заменяют новым.

Оснащать инфракрасными обогревателями непосредственно форму, в которой застывает бетон, стало одним из удачных решений, которые принимали управленцы строительных компаний. Эта система способна обеспечить требуемыми условиями бетонное изделие, находящееся в опалубке, даже при температуре -25 ºС.

Помимо высокой эффективности представленные системы обладают высоким показателем полезного действия. Затрачивается совсем немного времени на подготовку к обогреву. Это крайне важно в условиях сильных морозов. Рентабельность нагревательной опалубки определяется выше, чем у обычных проводных систем. Их можно применять многоразово.

Однако стоимость представленной разновидности электрообогрева довольно высока. Она считается невыгодной, если нужно обогреть постройку нестандартных габаритов.

Принцип индукционного и инфракрасного обогрева

В представленных выше системах термоматов и опалубки с подогревом может использоваться принцип инфракрасного обогрева. Чтобы четче понимать принцип работы этих систем, необходимо вникнуть в вопрос, что собой представляют инфракрасные волны.

Электропрогрев бетона при помощи представленной технологии берет за основу способность солнечных лучей нагревать непрозрачные, темные предметы. После обогрева поверхности вещества тепло равномерно распределяется по всему его объему. Если бетонную конструкцию в этом случае обмотать прозрачной пленкой, при нагреве она будет пропускать лучи внутрь бетона. При этом тепло будет задерживаться внутри материала.

Преимуществом инфракрасных систем является отсутствие требований по использованию трансформаторов. Недостатком же эксперты называют невозможность представленного обогрева равномерно распределять тепло по всей конструкции. Поэтому его применяют только для относительно тонких изделий.

Индукционный подход в современном строительстве применяется довольно редко. Он больше подходит для таких конструкций, как прогоны, балки. На это влияет сложность устройства представленного оборудования.

Принцип индукционного обогрева основывается на том, что вокруг стального стержня намотан провод. Он имеет слой изоляции. При подключении электрического тока система производит индукционное возмущение. Именно так происходит нагрев бетонной смеси.

Рассмотрев электропрогрев бетона, а также его основные методы и технологии, можно сделать вывод о целесообразности применения того или иного способа в условиях производства. В зависимости от типа выпускаемых конструкций, условий производства технологи выбирают подходящий вариант. Скрупулезный подход к технологии застывания бетонной смеси позволяет производить высококачественные изделия, стяжку, фундаменты и т. д. Правила работы с цементом в зимний период должен знать каждый строитель.

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.

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.

Мир бетона

На сегодняшний день благодаря тому, что современные технологии позволяют продолжать строительные работы даже в зимнее время, готовые объекты могут сдаваться ровно в срок и с гарантией качества. Даже в зимнее время бетонные конструкции продолжают строиться и работы не останавливаются из-за погодных условий.

При бетонировании любых конструкций в зимний сезон при минусовой отметке требуется соблюдение специальных температурных условий для твердеющего бетона. Главное условие для качественного застывания бетонной смеси – не дать температуре опуститься ниже технически обусловленной отметки.

Для того чтобы обеспечить прочность бетону во время его застывания, необходимо соблюсти и выдержать температурный режим.

Зачем зимой прогревать бетон

Чтобы понять, откуда и почему в бетоне появляются трещины, необходимо знать принцип его заливания и правила его застывания. При замешивании в ручном режиме бетонного раствора к сухой смеси добавляется вода. Именно излишки воды при минусовой температуре замерзают в растворе, из-за чего образовываются немаленькие кристаллики льда, а также возникает сильное давление в порах цементной смеси, все это приводит к разрушению незастывшего бетонного раствора и сильному снижению его прочности после застывания. Наиболее критичным является замерзание во время схватывания.

Главным условием, которое должно соблюдаться при выдерживании и застывании бетона – это правильный температурный режим. Если все требования будут соблюдены, то прочность бетона будет максимальной. При снижении температуры вода с цементом взаимодействует медленнее, а при повышении градусов – ускоряется. Поэтому во время бетонирования больших монолитных конструкций зимой необходимо соблюдать правильные температурно-влажностные условия, которые позволят набрать максимальную прочность бетона за минимальный период времени.

Метод бетонирования зимой

Методов заливания бетона существует несколько. Виды его зависят от погодных условий, а также от типа конструкции, что возводится. Среди самых распространенных:

1. Термос, также может быть добавлением противоморозных компонентов.
2. Обогревающая опалубка.
3. Подогрев при помощи электродов.
4. ИК или индукционный прогрев.
5. Прогревание проводами.

Чтобы отчетливее иметь представление о прогреве бетонной смеси, рассмотрим наиболее актуальные методы отдельно.

Электропрогревание бетона зимой

Самым распространенным методом, который сберегает тепло искусственным методом, является прогревание раствора при помощи электродов. Метод основывается на пропускании электрического тока сквозь бетонный раствор, за счет чего выделяется тепло. Чтобы подвести ток к бетонной смеси, впору использовать различные типы электродов, которые имеют индивидуальную схему подключения. Из-за того, что постоянный ток провоцирует электролиз воды в растворе, в период прогревания может применяться однофазный и трехфазный переменный ток.

Типы электродов, которые используются для прогревания:

1. Стержневой электрод. Делается он из арматуры и размещается в бетонном растворе с расчетным шагом. Край необходимо располагать в 3-х сантиметрах от опалубки. С помощью таких электродов можно прогреть самую сложную конструкцию.
2. Пластинчатый электрод. Такие пластины крепятся на внутреннюю сторону опалубки и за счет подключения противоположных друг другу электродов, создается электрополе, под воздействием которого бетонная смесь будет подогреваться до нужной температуры и держаться требуемое время.
3. Струнный электрод. Данный тип обычно применяют при прогревании бетонных колонн.
4. Полосовой электрод. Такие полосы можно крепить к требуемым сторонам конструкции.

Следующий довольно распространенный метод прогревания – это нагревательный провод. Эта технология на сегодняшний день наиболее применяема крупными строительными фирмами, как отечественными, так и зарубежными. Заметим, что довольно многие объекты в Москве при строительстве прогревались с помощью именно этого метода.

Данный метод заключается в креплении нагревательного провода, требуемой длины к арматурному каркасу до укладки массы в опалубку. Этот способ подразумевает использование провода ПНСВ, его стержень стальной оцинкованный, диаметр которого 1,2 мм. Выделяемое тепло от такого провода, при прохождении по нему электричества, распределяется равномерно по бетонной смеси, и позволяет прогревать ее до 40 градусов. Провода питаются электричеством при помощи специальных подстанций, которые имеют несколько ступеней пониженного напряжения. Одна подобная подстанция способна подогревать до 3 кубических метров бетона. Для того чтобы прогревать 1 кубический метр бетона, требуется около 60 метров провода. Данный метод позволяет прогревать бетонные конструкции любой сложности при температуре до -30 градусов.

На сегодняшний день большие строительные компании используют одновременно несколько типов подогрева. Необходимость такого комбинирования зависит от многих факторов, главными среди которых считают:

• размер строительного объекта;
• требуемая прочность бетона;
• погодные условия;
• наличие энергоресурса на стройплощадках.

Способ прогревания опалубки подразумевает ее конструирование с элементами нагрева, которые закладываются в нее изначально. Данный метод схож с методом прогрева пластинами, только прогревание идет не от внутренней стороны опалубки, а от ее внутрянки или наружной стороны.

Используется данный метод в зимнее время не очень часто из-за его сложности. Заливая фундамент, опалубка не может соприкасаться со всей бетонной конструкцией, поэтому идет подогрев только части бетонной массы.

Индукционный метод используют крайне редко. Обычно его применяют в балках, прогонах, ригелях. Принцип данного метода в том, что вокруг металлической арматуры обматывается изолированный провод, который создает индукцию и разогревает сам металлический стержень.

Электропрогревание бетонного сооружения используется в зимний период за счет того, что ИК-лучи способны прогревать всю поверхность непрозрачного объекта и распространять тепло по всей площади. Выбирая данный метод, следует учитывать, что конструкцию нужно окутать полиэтиленовой пленкой для того, чтобы лучи проходили сквозь нее, а тепло не выходило слишком быстро. Преимущество такого метода в том, что он не требует наличия специальных подстанций, а недостатком является неравномерное прогревание бетонного строения. Этот способ наиболее подходящий для прогревания тонкой конструкции.

Начиная строительство того или иного объекта, позаботьтесь о том, чтобы были соблюдены все правила, рекомендации и учтены все нюансы, в противном случае можно получить не только некачественный результат, но и делать через год капитальный ремонт всего бетонного сооружения.

Бетон будет прочен только в том случае, если он положен правильной методикой и выстоялся согласно нормам.