Видео способы прогрева бетона в зимнее время

Непрерывность монолитного строительства позволяет соблюдать обогрев бетона в зимнее время. Регламентация работ приводится в СНиП 3-03-01-87 (актуализировано СП 70.13330.2012). Там предписываются меры, не допускающие замерзания воды в растворе, образования льда на арматурном каркасе при среднесуточной температуре ниже +5°С, минимальной – меньше 0. Способы отличаются оборудованием, затратами средств и энергии.

Способы зимнего бетонирования

Главное требование для получения гарантированного качества сооружения – это проведение работ в установленном темпе и четкой последовательности, без отступлений от проекта. При перевозке раствор не должен охлаждаться ниже расчетной температуры. Допускается увеличить время перемешивания на 25 %.

На вечномерзлых грунтах заливка конструкций происходит по СНиП II-18-76. Метод выбирают не столько по затратной части, сколько по качественным показателям изделия, получаемого в результате.

Во время застывания прогревание бетона осуществляется следующими основными способами:

1. Термос. В раствор на заводе добавляют горячую воду (40-70°С) и укладывают его в утепленную опалубку. При схватывании в процессе гидратации выделяется около 80 ккал тепла, которые складываются с имеющейся температурой смеси. Теплоизоляция удерживает массу от замерзания до набора нужного показателя прочности. Экзотермический эффект часто сочетают с другими методами.

2. Противоморозные добавки. Технология их использования и свойства, придаваемые бетону, указываются производителем в паспорте продукта. Опалубка должна предотвращать быструю потерю тепла. Этот показатель предусматривается проектным расчетом, в максимальном значении не превышает 10°С/ч. Фрагменты, которые могут остывать быстрее (выступы, сужения сечения), покрывают от ускоренного испарения гидроизоляцией, утеплителем или организуют их обогрев. Ведется постоянный контроль окружающей температуры, чтобы в случае ее снижения меньше разрешенной принять дополнительные меры.

3. Подогрев воздухом. В закрытом пространстве организовывается прогрев конвективным движением нагреваемого воздуха. Из брезентового полотна можно соорудить тепляк над заливаемой формой и поддерживать нужную температуру с помощью теплогенератора (дизель или электрокалорифер). Для равномерного распределения горячего воздушного потока, нагнетаемого вентилятором, применяют специальный рукав с перфорацией.

4. Пропаривание. Учитывая сложность оборудования и энергозатраты, массово его используют в заводских условиях для создания элементов сборных конструкций. Технология предполагает заливку бетона в опалубку с двойными стенками, по которым подают горячий пар. Он создает «паровую рубашку» вокруг раствора, обеспечивающую равномерную гидратацию. Применяется в комплексе с пластифицирующими добавками.

5. Греющая опалубка. Метод распространен при быстром возведении сооружений (монолитных зданий). Для этого бетон должен быть с высокой скоростью застывания. Электропрогрев происходит от границы контакта с опалубкой вглубь застывающего массива. Располагается греющий кабель по наружной поверхности формы. Чтобы не образовывалось прослоек воздуха, его удаляют вибратором. Способ используют для заливки зимой тонких и средних стен (с армированием или без него). Отличается требованиями к температуре – смесь и грунт на глубину 0,3-05 м предварительно нагреваются до +15°С.

К наиболее экономным методам относят технологии электропрогрева, которые охватывают весь объем смеси (электрод, трансформатор, кабель, собранные в определенную схему).

Электродный обогрев бетона

Принцип основан на выделении тепла при прохождении тока через жидкий раствор между стержнями, на которые подается напряжение от трансформатора. Способ не применяется в густо армированных конструкциях. Хорошо показал себя при возведении ростверков и ленточных фундаментов в зимнее время.

В качестве питания берут трансформатор переменного тока с напряжением от 60 до 127 В. Для изделий со стальным арматурным каркасом нужен точный проектный расчет схемы и параметров электрической цепи.

Электрод может быть разного вида:

• стержневого, размером Ø6-12 мм;
• струнного (проволока Ø6-10 мм);
• поверхностного (пластины шириной 40-80 мм).

Стержневые электроды применяют на удаленных фрагментах крупных и сложной формы конструкций. Их устанавливают не ближе 3 см к опалубке. Струнные варианты предназначаются для протяженных участков. Эта схема предпочтительна при контакте бетона с замерзшим основанием. Поверхностные ленты крепят непосредственно на опалубку, прокладываются рубероидом и не контактируют с раствором.

Глубина электропрогрева электродами составляет 1/2 расстояния между стержнями или полосами. Теплая масса у поверхности укрывает внутренние слои, где процессы протекают менее интенсивно. Увеличить выделение энергии в бетоне можно, подавая на электроды через трансформатор разные фазы.

После застывания монолита погруженные электроды остаются внутри, выступающие их части обрезают. Основное преимущество использования электродов – это способность длительного поддержания температуры, определенной технологией проекта, в конструкциях любой формы и толщины.

Основывается на погружении греющего кабеля, подключенного к понижающему трансформатору. Для этого берут проводник марки ПНСВ от 1,2 до 3 мм. Его укладывают с шагом не менее 15 мм так, чтобы он полностью погружался в раствор. Выводные концы для подключения от трансформатора делают из алюминиевых АПВ-2,5; АПВ-4.

Расчет схемы производят исходя из того, что на обогрев 1м³ нужно около 1,3 кВт мощности. Величина зависит от температуры воздуха – чем холоднее зимой, тем больше нужно энергии.

На прогрев проводом ПНСВ каждого 1м³ бетона нужно 30-50 м кабеля. Более точно покажет расчет, так как при схеме подключения «звезда» в каждом куске провода требуется ток 15 А, «треугольник» (ПНСВ 1,2) – 18 А.

Выбор кабеля ВЕТ или КДБС позволит исключить трансформатор с электродами из технологии. К этому методу прибегают, если отсутствует возможность применить нужное количество аппаратов на удаленном объекте или нет питающей сети. ВЕТ-провод подключается к бытовой электросети, в комплект входят соединительные муфты. Для него берут схему подключения, аналогичную ПНСВ.

Поддерживать температуру нужно, используя трансформатор с плавной регулировкой силы тока. Для небольшого индивидуального строительства подходит привычный сварочный аппарат. Промышленные станции КТПТО-80/86, ТСДЗ-63, трансформаторы СПБ дают нагрев порядка 30 м³ бетона.

Новейшие методы прогрева

Совершенствование технологии дало возможность для обогрева колонн, балок перекрытий и других относительно тонких элементов применять инфракрасные устройства. Они выполнены в виде термоматов, которыми оборачивают снаружи застывающую форму. Прогрев происходит равномерно, по всей контактной поверхности. Для стандартных изделий используют цельные нагреватели, изготовленные по размеру.

Марочный бетон в естественных условиях набирает прочность за 28 суток, благодаря инфракрасному воздействию процесс гидратации проходит за 11 часов. Значительно упрощается монтаж и сложность конструкций, повышается скорость этой части строительства при работе зимой.

Следующей ступенью технологии прогрева трансформатором при изготовлении изделий относительно небольшого сечения (колонн, свай) стал индукционный метод. Рост температуры внутри формы происходит под влиянием электромагнитного поля, созданного опоясывающими витками кабеля. Такая индукционная обмотка разогревает металл опалубки и арматуры, выделяющееся тепло переходит в застывающий раствор. Характеризуется равномерностью, способностью предварительно поднять температуру опалубки и армирующего каркаса до начала заливки .

Сроки обогрева монолита до набора им заданной крепости устанавливаются в зависимости от класса: В10 набирает 50%, В25 – почти 30%.

Качество изделий из бетона, произведенных в зимний период, контролируется независимо от способов прогрева (погружение электрода или поверхностное воздействие) согласно СНиП 152-01-2003.

Бетонирование производят круглый год. Останавливать процесс работ из-за «плохой» погоды никто не будет. Зимой нужно делать прогрев бетона, однако не всем ясно, зачем. Поэтому вкратце следует рассмотреть процессы приготовления раствора. При отрицательных температурах вода замерзает, тем самым не принимает участие в химических реакциях в процессе приготовления бетона. Значит, останавливается гидратация цемента, т.е. прекращается твердение бетона.

Методы прогрева бетона

Прогрев бетона проводом ПНСВ

До заливки закладывается греющий провод ПНСВ, который нагревается за счет низкого напряжения со специального трансформатора.

Плюсы такого способа заключаются в приемлемых затратах на электроэнергию и низкой себестоимости. Понижающим трансформатором на 80 kW можно прогреть до 90 м³ смеси.

Подробнее узнать о этом методе прогрева бетона можно из видео.

Недостатки прогрева бетона проводом

• К минусам можно отнести то, что подготовка к обогреву занимает много времени и требует больших усилий.
• Закладывать прогревочные петли не предоставляет особого удовольствия, особенно при неблагоприятных погодных условиях.
• Главной проблемой является неравномерный уровень интенсивности прогрева бетона. Смесь, находящаяся рядом с кабелем, быстрее нагревается и быстрее затвердевает. По мере удаления от кабеля затвердевание происходит менее интенсивно. Вследствие чего появляются микротрещины, отрицательно влияющие на прочность конструкции.
• Трансформатор, сам по себе, громоздкая конструкция.

Интересный метод прогрева бетона, видео:

Греющая опалубка

В щитах опалубки находятся нагревательные элементы. При возведении многоэтажных стандартных домов опалубка одинакова для всех этажей. Оснащение такой опалубки нагревательными элементами мудрое решение для руководителей строительных организаций. Греющая опалубка действенный метод прогрева бетона и вытянет заливку даже при -25 °С мороза.

Преимущества греющей опалубки

• эффективность, высокое КПД;
• уходит мало времени на подготовку, что важно при крепком морозе;
• она гораздо бережливее по сравнению с проводами ПНСВ;
• многоразовое применение.

Недостатки

• достаточно дорога;
• невыгодна при возведении нестандартных построек.

Индукционный прогрев бетона

Это редко используемый способ. Прогрев производится за счет магнитной индукции, которая преобразуется в тепловую.

Говоря о недостатках метода, можно сказать, что он требует трудного расчета количества витков по отношению к металлу конструкции.

Инфракрасный прогрев

Производится при помощи направляемых инфракрасных установок. Достоинство этого способа в том, что достаточно поставить установку и можно греть бетон через форму. Также инфракрасной установкой разрешается греть отрытые бетонируемые поверхности. Регулирование тепла происходит за расчет изменения пространства между установкой и греющейся поверхностью.

Преимущества инфракрасного метода

• наибольшая эффективность;
• легкость применения;
• небольшие затраты на электроэнергию.

Недостатки

• высокая цена инфракрасной инсталляции, что невыгодно при больших масштабах бетонирования;
• происходит усиленное испарение влаги.

Тепловой шатер

Тепловой шатер — древний способ прогрева бетона. Тепляки — это временный шатер из водостойкой фанеры, полимерной пленки или брезента, который полностью закрывает сооружение или его часть, где происходит укладка и выдержка бетонной смеси. При помощи калориферов в тепляке поддерживаются постоянные положительные значения температуры (от 5 до 25 °С) и влажность, поэтому достигаются благоприятные условия для работы. Для этого применяют электрические или газовоздушные нагревательные системы.

Преимущества теплового шатра

• достаточно действенный способ;
• приемлемые затраты на электроэнергию.

Недостатки

• только для не чрезмерно больших объемов бетонирования.

Основные схемы обогрева бетона

Используемые схемы зависят от вида бетонной конструкции. Не армированные и армированные монолиты, а также отдельные виды трансформаторов обладают своими схемами укладки и вариантами расчета проводов. Цепь электрооборудования для нагрева выглядит таким образом:

1. Провод ПНСВ.
2. Холодные концы.
3. Трасса.
4. Трансформатор.
5. Силовой кабель.

Оборудование для прогрева

Распространенным оборудованием являются: тепляки, трансформаторы и термоматы.

Трансформаторы для прогрева

Для просушки и обогревания жидкого раствора разрешено применять приборы с различными вариантами входных напряжений. На строительных площадках чаще применяются прогревочные станции КТПТО, СПБ, и ТСДЗ, которые могут развивать мощность в 20-100 кВа.

Трансформатор состоит из:

• активной части;
• автоматического выключателя;
• блока управления;
• кожуха.

Используя одну платформу, получается покрыть 100 м³ раствора, но строительные организации практикуют подключение одновременно сразу нескольких трансформаторов. Это расширяет объемы и скорость исполнения бетонных работ. Чтобы подсоединить один трансформатор, потребуется 3-фазная электросеть с напряжением в 380 В. Перед вводом в использование нескольких станций, нужно обеспечить стройплощадку электропитанием достаточной силы.

Провода могут нагреваться до температуры 80°С за счет электрического тока. Тепло распределяется по бетонной массе благодаря ее высокой теплопроводности, что позволяет нагреть бетон до 40-50°С зимой .

Для качественного обогрева бетона и обеспечения нужной прочности, используют провода с диаметром стальной жилы от 1,2 до 3 мм. Наиболее подходящими являются ПНСВ-1,2. Расход на 1 кубический метр смеси примерно 60 метров провода. Электрическое питание осуществляется через станции КТП-ОБ-20, КТП-ОБ-63, КТПТО-80 и КТП-ОБ-160.

Требования перед началом электрического обогрева

На арматурный каркас и между опалубкой без натяжки укладывается провод таким образом, чтобы не касаться опалубки и не выступать из бетона. Выходной нагревательный провод необходимо изолировать в месте соединения пластмассовой трубкой. Его диаметр должен в 2-3 раза превышать диаметр провода, применяемого в опалубке. Равномерную загрузку фаз нужно обеспечить на низкой стороне станции при обогреве. Перед заливкой опалубки смесью, вся цепь проверяется омметром на отсутствие обрывов.

Требования при осуществлении электрического обогрева

Монтаж проводов и контроль их работы могут проводить только квалифицированные люди.

Во время работ запрещается присутствие посторонних . Рабочие, которые выполняют работы вблизи трансформатора, должны пройти инструктаж по правилам техники безопасности.

Термоматы

Представляют из себя теплоизлучающие электрические маты. Термоэлектроматы применяют для обогревания металлических и пластиковых бочек, трубопроводов, разогрева мерзлой почвы. Термоматы разрешено использовать в климатических зонах, где температурный показатель не ниже -40 градусов. Электрические маты производят на основе гибкой теплоизлучающей пленки, согласно запатентованной технологии.

Термоматы, видео

Технические характеристики термоэлектроматов:

• питающее напряжение 220В 50 Гц;
• максимальная потребляемая мощность 500 Вт/м2;
• встроенные терморегуляторы отопления (температура регулируется до 70°);
• размер 1,2×2,75 м (возможно изготовление по размерам заказчика);
• наличие штатных креплений для создания необходимой площади.

Термоматы, краштест видео

Конечно, никто не сможет соревноваться с природой, а когда наступают суровые морозы и холода, могут возникнуть различные проблемы с бетоном. Применив один из приведенных методов, не нужно будет останавливать строительство, а качество бетонного состава от этого никак не пострадает.

В зимний период строители сталкиваются с рядом проблем, которые подчас бывает трудно решить. Прогрев бетона помогает справиться с одной из них. Бетон включает в свой состав воду, которая замерзает при отрицательных температурах и начинает расширяться, разрушая материал.

Чтобы в зимнее время вода, входящая в состав бетона не замерзала, его необходимо прогревать.

Чтобы этого избежать, следует поддерживать температуру и не давать ей опускаться ниже ноля градусов. Существует несколько технологий, позволяющих производить электропрогрев бетона в зимний период. Все они проверены временем, имеют свои достоинства и недостатки.

Прогрев бетона проводом ПНСВ

Такой способ работает по достаточно простому принципу. Прежде чем выполнить заливку, закладывается провод для прогрева бетона, нагрев которого происходит от пониженного напряжения, подающегося специальным трансформатором.

Схема проводов ПНСВ для прогрева бетона.

Описанный метод использует приемлемое энергопотребление, не требует значительных денежных затрат. Чтобы выполнить прогрев материала проводом в объеме порядка 90 куб. метров, достаточно понижающего трансформатора, рассчитанного на 80 kW.

Однако требуется много времени и физических усилий на проведение подготовительных работ. Нужно принять во внимание, что закладка прогревочных петель осуществляется обычно при малоприятной погоде.

Электродный прогрев бетона

Производить электропрогрев бетона можно с использованием электродов, заменяющих собой провода ПНСВ.

В этом случае в качестве электродов может выступать арматура или толстая проволока порядка 1 см в диаметре. Такой способ следует применять при вертикальных заливках, когда проявляется его большое удобство.

Схема раскладки и подключения нагревательного провода при электрообогреве бетонного перекрытия.

Принцип его следующий. Как только заливка стен, колонн или других вертикальных элементов произведена, в них втыкаются электроды, после чего на них нужно подать напряжение таким же понижающим трансформатором, как и в предыдущем методе.

Расстояние между проволокой следует выставлять 0,6 метра и больше, это будет зависеть от погодных условий. Подача трех фаз на электроды от трансформатора приводит к тому, что имеющаяся в бетоне вода начинает нагреваться на участках, расположенных между ними. Прогрев колонны не требует больше одного электрода. Обогрев бетона будет происходить за счет фазы, поступающей с трансформатора, а арматура колонны образует землю.

Электродный прогрев прост в использовании и монтаже, но на его проведение требуются значительные затраты электроэнергии, а сами электроды не подлежат повторному применению. Однако считается, что этот метод наиболее эффективен среди всех возможных.

Греющая опалубка (термос)

Для обогрева бетона таким методом в опалубку монтируются нагревательные элементы, замена которых производится по мере необходимости. Типы элементов, их мощность и плотность распределения подбираются в соответствии с качеством бетонной смеси и погодных условий. При произведении расчетов за основу берется условие набора критической прочности с охлаждением бетона до ноля.

Схема подключения базовых и доборных щитов греющей опалубки.

Также возможно использование добавок, предотвращающих раннее замерзание, снижая скорость течения этого процесса, и ускоряющих затвердевание.

Многоэтажное строительство подразумевает многократное использование опалубки в силу однотипности каждого этажа. Этот метод отличается высокой эффективностью и справляется с заливкой при довольно низких температурах до 25 градусов ниже ноля. Подготовка монтажа занимает совсем немного времени, что может оказаться критичным в условиях сильных морозов, после однократной заливки бетона опалубку можно использовать повторно не один раз.

В качестве недостатков греющей опалубки выделяют высокую стоимость и неприменимость на объектах с нестандартным проектированием.

Также существует индукционный подогрев бетона. Но это почти не используемая на практике технология. Тепло образуется за счет возникновения вихревых токов от электромагнитного индуктора. Иными словами, энергия магнитного поля, возникающего вокруг витков провода, переходит в тепловую.

Такой способ редко где используется в силу сложности реализации в условиях стройки. Требуется точный расчет того, сколько нужно применять витков для обогрева, в зависимости от использованного металла в строительной конструкции.

Инфракрасный нагрев

Устройство инфракрасного обогрева бетона.

Обогрев таким способом осуществляется за счет воздействия инфракрасного излучения. При этом нагрев происходит непосредственно в той части, на которую направлены лучи, а не вокруг прибора в окружающей атмосфере. Направляемая установка располагается в нужном месте, бетон при этом прогревается сквозь опалубку. Также возможен непосредственный обогрев поверхности бетона. Уровень тепла можно регулировать путем корректировки расстояния между обогреваемой поверхностью и самой установки.

Такой метод высокоэффективен, прост в использовании и не требует больших затрат по энергопотреблению. С другой стороны, сама установка стоит достаточно дорого, и в условиях объемной стройки, когда одного устройства недостаточно, это может повлечь за собой приобретение дорогостоящего оборудования на несколько единиц техники. Кроме того, при применении такого способа происходит излишне быстрое и активное испарение влаги, содержащейся в бетоне, что требует дополнительных усилий по борьбе с этим явлением. В качестве доступного варианта чаще всего используется обыкновенная полиэтиленовая пленка.

Помимо того, имеется и тепловой шатер. Такая технология прогрева бетона имеет достаточно давнюю историю применения, ее использовали еще наши деды. Вокруг конструкции, которой требуется обогрев, сооружается каркас, обтягиваемый сверху брезентовым куполом. Внутри помещается тепловая пушка, задачей которой является прогрев воздуха, заполняющего шатер, от чего обогревается и сам бетон.

Это несложный способ, имеющий высокую эффективность и вполне приемлемый уровень энергозатрат. Однако его невозможно использовать в условиях крупномасштабной стройки, он подходит больше для частного строительства.

Предварительное разогревание

Схема обогрева бетона с помощью кабеля.

Наконец, самым очевидным способом можно назвать простой разогрев бетонной смеси перед ее заливкой. Для этого соблюдается определенный температурный режим, смесь выдерживается какое-то время, после чего используется непосредственно для строительства.

Как недостаток такого способа можно отметить то, что сложно рассчитать, каким образом нужно нагреть смесь, чтобы этого хватило при имеющихся погодных условиях. Вполне может случиться такое, что потребуется дополнительный обогрев одним из описанных выше способов.

Каждый метод имеет свои зоны применения. Одни уместны на масштабных стройках с большими объемами бетонирования, другие подходят только для небольшого частного строительства.

Кому-то подходит кабель для обогрева, а кому-то проще использовать пушку. Часто можно встретить комбинирование различных способов для достижения наилучшего результата, использование их в комплексе. Подогревание бетона нагревательными проводами может быть дополнено другими технологиями. Работа на открытом воздухе при низком уровне температур вынуждает выбирать методы, которые наиболее удобны и быстры для реализации.