Как прогреть бетон сварочным аппаратом

При электропрогреве бетона в температурных условиях ниже +5°C используют специальные масляные или воздушные трехфазные трансформаторы для понижения напряжения сети 200 или 380 В. Но в случае небольших объемов при заливке фундамента на дачном участке своими руками, например, иногда рациональнее использовать сварочный аппарат (двухфазный), который зачастую уже имеется в наличии, а не покупать или арендовать тот же ТСЗП-80. Способ для так называемых «домашних условий».

Такое решение имеет место быть, хотя, и сопряжено с определенными трудностями. Попытаемся разобраться в них для типов греющих элементов ПНСВ провода и электродов.

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 м 3 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:

Прогрев бетона сварочным аппаратом и электродами

При этом способе греющими элементами выступают электроды, вживляемые в бетон. И ток течет непосредственно через раствор. Из этого вытекает и главный недостаток прогрева сварочным аппаратом вместе с электродами: опасность поражения электрическим током находящимся рядом людей. Безопасным считается напряжение до 36 В. Если оно выше, то необходимо озаботиться недопущением на обогреваемый объект людей и животных. Также есть мнение, что подобные арматурные электроды быстро изнашивают сварочный трансформатор.

Электроды (пруты арматуры) укладывают в конструкцию, соединяя последовательно таким образом, чтобы получилось два изолированных друг от друга отрезка. К одному из них подключаю прямой провод, к другому – обратный. Для контроля тока между двумя электродами подключают лампу накаливания (опционально). Очень важно измерять температуру бетона для недопущения его обезвоживания и растрескивания. Залитую конструкцию не забудьте укрыть пленкой и утеплителем во избежание потерь тепла и влаги.

В общих чертах схема прогрева бетона сварочным аппаратом остаётся точно такой же, как и понижающим трансформатором — разница заключается в том, что в данном случае мощность агрегата будет меньше. Такой метод приемлем для небольших объектов и в домашних условиях чуть ли не идеален, учитывая то, что вам не придётся искать дополнительные мощности. Для примера мы используем аппарат на 250А при заливке небольшой плиты 4×5м, а в качестве дополнительного материала мы вам покажем видео в этой статье по данной теме.

Сварочный трансформатор BRIMA TIG 250

Прогрев бетона

Примечание. Согласно СНиП 13.03.01-87по несущим конструкциям, если среднесуточная температура на улице опускается ниже 5⁰ C , следует производить электрический прогрев бетона. Это применяется для того, чтобы в свежем растворе вокруг арматуры не образовывалась ледяная плёнка.

В домашних условиях можно производить прогрев бетона сварочным трансформатором.

Использование греющей петли

Принципиальная схема — как прогреть бетон сварочным аппаратом

Примечание. Помимо петель обогрев свежих бетонных конструкций может осуществляться электродным способом, в обогревающей опалубке, жидкостными установками, методом индукции и инфракрасным излучением.

Если застывание раствора происходит со сбоями в температурном режиме (смесь перемерзает), то прочность резко понижается и поверхность получается осыпающейся — это сразу видно, когда производиться резка железобетона алмазными кругами или алмазное бурение отверстий в бетоне.

Обогрев ЖБ конструкций греющими петлями по принципу подачи предельного тока на кабель нужен в основном для площадок (плитных фундаментов) перекрытий и реже для стен, когда не отапливается само помещение. Такие схемы, как правило, запитываются через понижающие трансформаторы, на которых есть регулировка напряжения — это позволяет поддерживать необходимую тепловую мощность в зависимости от изменения температуры воздуха на улице. Данный метод является более экономным, нежели электродный (см.также статью «Штроборез для газобетона: конструкционные особенности и применение»).

Что нам понадобится

ПНСВ (Провод Нагревательный Стального типа Виниловая оболочка)

• Итак, как мы уже говорили, нам нужен трансформатор, значит, в домашних условиях для этих целей мы будем использовать мощности сварочного аппарата — в нашем случае до 250А, хотя можно и больше, но мы специально рассмотрим минимум, чтобы научится по максимуму извлекать пользу. Кроме того, как требует того инструкция, нам понадобится провод ПНСВ — в данной ситуации нарежем куски по 18м.
• Также нам нужен алюминиевый одинарный провод сечением 2,5-4 мм 2 (подойдёт АПВ), хлопчатобумажная изоляционная лента и пассатижи, токовые клещи. Ну и, конечно, такие работы можно производить лишь на тех участках, где есть источник питания на 220В — это может быть ЛЭП, но также (такое бывает в начале строительства) можно использовать карбюраторный или дизельный (более экономный) генератор.

Диаметр жилы в мм	1,2	2,0	3,0
Ом/метр	0,15	0,05	0,02

Сопротивление ПНСВ в зависимости от толщины кабеля

Приступаем к работе

Примерно так будет выглядеть укладка

Сварочный аппарат на 250А у нас имеется, теперь нам понадобится ПНСВ, количество которого рассчитаем, опираясь на формулу R=U/I, и если нам известно, что U=220В, I=250А, тогда R=U/I=220/250=0,88ом.

Что же из этого следует — если мы имеем на выходе максимально 250А, то для того чтобы не перегружать аппарат сделаем своими руками 8 петель по 25А каждая — этого будет вполне достаточно. Для этого возьмём кусок ПНСВ длиной 18м и диаметром 3,0 мм (0,05 см/метр) — для плиты 4×5м этого будет достаточно.

Зачищаете концы ПНСВ по 40-50 мм и к каждому из них подсоединяете алюминиевый провод (можно, конечно, использовать и медь, но цена алюминия гораздо ниже) — позаботьтесь о том, чтобы скрутка получилась плотной — от этого будет зависеть корректность работы нашей конструкции. Длина алюминиевого провода будет зависеть от того, на каком расстоянии вы сможете установить сварочный аппарат — целесообразнее будет поднести его как можно ближе. Если эти концы получились короткими — не расстраивайтесь — их можно нарастить в любой момент на необходимую длину, только скрутку изолируйте тщательно (см.также статью «Пигменты для бетона: основные характеристики, сфера применения и методы самостоятельного приготовления»).

Укладка петель на металлическом арматурном каркасе. Фото

Теперь нам нужно уложить ПНСВ, распределив его равномерно по всей площади так, чтобы скрутки с алюминием оказались внутри заливаемой плиты, но ни в коем случае не касались металлического каркаса! Лучше всего, если у вас получится продеть ПНСВ между двумя обрешётками — внутри каркаса — так кабель окажется внутри как раз посредине плиты, как масло в бутерброде между двумя кусками хлеба одинаковой толщины.

При заливке раствора вы легко можете сместить провод, поэтому его следует подвязать к арматуре кусками изолированного алюминия, но будьте осторожны, чтобы не повредить изоляцию на ПНСВ — так подогрев бетона сварочным аппаратом будет эффективным и безопасным.

Можно также разрезать ПНСВ на куски по одной петле и от каждой вывести алюминиевые концы так будет гораздо легче продеть провод между прутьями арматуры в каркасе, только здесь нужно быть внимательным, чтобы не перепутать концы. Лучше всего их пометить маркером по изоляции (поставьте значки + и -).

Для подключения сварочного аппарата можете использовать кабели — землю и тот, который идёт на держатель, либо прикрутить алюминиевый провод непосредственно к клеммам. Постарайтесь как можно быстрее подключить цепь после заливки и включите регулятор напряжения на минимум, включите рубильник и проверьте напряжение.

Вначале возможен скачок до 240-250А, но по мере прогрева и застывания массы оно будет падать, и вы сможете его постепенно повышать по мере необходимости.

Заключение

Так как греть бетон сварочным аппаратом нужно постепенно, то проверяйте напряжение каждые 2 часа, постепенно его увеличивая (читайте также статью «Подбетонка: что это такое и как она делается правильно»).

Примерно за 8 часов вы дойдёте до максимума и в течение 3-ёх суток плита должна высохнуть (но это не степень эксплуатации).

При строительстве монолитных бетонных конструкций в зимнее время применяется несколько технологий для создания необходимых температурных условий. Это может быть установка специальных тепляков, применение тепломатов или специального провода для прогрева бетона. Первый способ наиболее энергоемкий, поэтому экономически невыгоден, второй вариант подразумевает установку тепловых станций, прогревающих только верхние слои, что также вносит ряд ограничений на применение. Последний вариант наиболее востребован, о нем и пойдет речь в данной публикации.

Зачем нужен прогрев бетона?

В холодное время года, когда температура окружающего воздуха опускается ниже точки замерзания воды, возникают проблемы с гидратацией бетонного раствора. Проще говоря, смесь частично замерзает, а не полностью затвердевает. После повешения температуры окружающей среды начинается процесс оттаивания, монолитность смеси может быть нарушена, что отрицательно отразится на монолитности конструкции, ее сопротивлению проникновения воды, что приведет к снижению долговечности.

Последствия заливки раствора на морозе, в этом случае не поможет даже гидрошпонка Аквабарьер или другая гидроизоляция

Чтобы избежать перечисленных последствий, обязательно необходимо зимой делать электропрогрев бетонной смеси. При этом изотермическом процесс не возникает нарушений в ее структуре, что положительно отражается на прочности возводимой конструкции.

Виды нагревательных проводов и кабелей

Чаще всего для электроподогрева бетона применяются провода ПНСВ. Это объясняется его относительно невысокой стоимостью и простым монтажом. Ниже представлен внешний вид термопровода, его конструктивные особенности и расшифровка маркировки.

Таблица основных параметров проводов ПНСВ и ПНСП

Обратим внимание, что провода данного типа могут использоваться в качестве напольных обогревателей, которые работают по принципу теплого пола.

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

Подробно о том, как производится монтаж ПНСВ, а также описание связанных с этим процедур (расчет длины проводов, схема укладки, составление технологической карты и т.д.) будет приведено в другом разделе.

Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ

Основной недостаток описанных выше термопроводов – необходимость дополнительного оборудования, позволяющего регулировать мощность тепловыделения путем изменения напряжения. Значительно упростить задачу можно применяя двужильные секционные саморегулирующие термокабели, а именно финский ВЕТ или отечественный КДБС. Они не требуют для подогрева дополнительного оборудования и подключаются напрямую к сети 220 вольт. Устройство прогревочного кабеля представлено ниже.

Основные элементы конструкции кабеля обогревочного

Обозначение:

• А – Выходы нагревательных жил.
• В – Установочный кабель, служащий для подключения КДБС к сети 220в, для этой цели можно использовать любой соединительный провод, например АПВ.
• С – Муфта, для подключения нагревательной секции.
• D – Концевая изоляторная муфта.
• Е – Нагревательная секция фиксированной длины.

Конструктивно кабель ВЕТ практически не отличается от рассмотренного выше отечественного аналога, что касается основных технических характеристик, то они приведены в сравнительной таблице ниже.

Таблица сравнительных характеристик кабелей ВЕТ и КДБС

Что касается маркировки, то отечественные изделия данного типа кодируются в следующем виде: ХХКДБС YY, где ХХ – характеристика линейной мощности, а YY – длина секции. В качестве примера можно привести маркировку 40КДБС 10, которая указывает мощность 40 Вт на метр, а сама секция десятиметровой длины.

Технология прогрева с использованием ПНСВ

Принцип действия довольно простой: при подаче напряжения происходит нагрев провода, который в свою очередь нагревает бетонную смесь. Поскольку для нагрева рекомендуется ограничится напряжением 70 В, потребуется понижающий трансформатор (далее ПТ) соответствующей мощности.

Трансформаторная подстанция КТПТО 80 для работы с термопроводом

Перед тем, как осуществлять монтаж, необходимо рассчитать длину прогревочного провода. При этом необходимо принимать во внимание его тип и характеристики, напряжение трансформаторной подстанции, объема бетонной смеси, температуры окружающей среды, а также характер конструкции (предполагается заливка колоны, балки) и т.д. Чтобы не запутаться в расчетах, можно воспользоваться онлайн калькулятором для расчета нагревательного проводника ПНСВ или другого кабеля (ПНБС, ПТПЖ и т.д.).

Для нагрева бетонной смеси, объемом один кубометр необходимо около 1200-1300 Вт. Если мы будем использовать провод данной марки сечением 1,20 мм, то потребуется прогревочник 30-45 м (для точного расчета длины необходимо знать температурные условия).

Помимо этого необходимо учитывать силу тока, для нормальной работы погруженного в раствор кабеля допустимо 14,0 – 18,0 Ампер (в зависимости от схемы подключения).

Электрическая схема подключения ПНСВ А) звездой В) треугольником

Монтаж ПНСВ

Приведем краткое руководство стандартной методики:

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 м 2 площади поверхности. При возведении объемных элементов, таких как двутавровые бетонные балки, электрообогрев укладывают ярусами, с расстоянием между ними не более 40,0 см.
• Защита кабеля позволяет приматывать его к арматуре.
• Расстояние от поверхности конструкции до уложенного внутри электрообогревателя должно быть как минимум 20,0 см.
• Чтобы бетонная смесь прогревалась равномерно, нагреватели должны быть уложены на одинаковом расстоянии.
• Между разными контурами должно быть не менее 40,0 мм.
• Запрещено пересечение греющих проводников.

Преимущества и особенности сегментированного кабеля

К несомненным положительным качествам продукции данного типа следует отнести:

• Для организации прогрева бетона при помощи не требуется наличие дорогостоящего дополнительного оборудования (ПТ).
• В отличие от сушки электродами вероятность поражения электричеством минимальна.
• Легкий монтаж и несложный расчет длины сегмента.

Особенности:

ВЕТ кабель стоит существенно дороже, чем провод для прогрева бетона ПНСВ. Отечественный КДБС, например производимый компанией ЭТМ в Красноярске, несколько улучшает положение, но не намного. Именно поэтому данные кабели применяются при возведении небольших бетонных и ЖБТ конструкций.

В качестве заключения.

Мы описали только один способ обогрева бетона, на самом деле их значительно больше. Они будут рассмотрены в других публикациях.

В завершении считаем необходимым ответить на вопрос, неоднократно встречающийся в сети, почему нельзя для прогрева бетона использовать нихромовые провода. Во-первых, это удовольствие было бы очень дорогим, во-вторых, правилами техники безопасности запрещено. Именно поэтому не стоит калькулятор для расчета числа витков нихрома, чтобы сделать обогрев трубы или бетона.

«>