Проведение бетонных работ в холодное время года имеет свои особенности. Основная проблема – схватывание раствора, содержащего воду, которая может замерзнуть и бетон не успеет достичь своих параметров. Но, даже, если этого удалось избежать – в холод скорость застывания бетона значительно ниже и, такой растянувшийся процесс, сделает работы нерентабельными. В подобных случаях можно применить способ прогрева бетона проводом ПНСВ.
Для достижения необходимой твердости бетона в зимнее время, наиболее разумным способом является электропрогрев. Такой способ допускается нормами СП 70.13330.2012 и рекомендуется к применению при любых работах. После того как бетон застывает, провод остается в нем, поэтому целесообразно применять именно эту марку, т.к. она относительно недорогая и дает положительный экономический эффект.
Использование провода ПНСВ
При прогревании бетона кабелем в зимнее время, решаются сразу несколько задач. В результате превращения частичек воды в кристаллы, в бетонной смеси не замедляется, а полностью останавливается процесс гидратации цемента. При превращении в лед вода расширяется, подвергая разрушению те, уже образовавшиеся связи в растворе, значит, даже после увеличения температуры, бетон уже не вернет своих качеств.
Наиболее оптимальная температура для застывания и набора необходимых кондиций раствора 20ºС. Когда температура снижается, особенно, если ниже 0, эти процессы существенно замедляются и это при том, что в процессе гидратации выделяется тепло.
Чтобы в холодное время года бетон набрал все свои максимальные характеристики – не обойтись без подогрева проводом ПНСВ либо любым другим кабелем/проводом, в следующих ситуациях:
- монолит и опалубка не имеют достаточной теплоизоляции;
- чем больше масса залитого монолита, тем более затруднен его равномерный прогрев;
- отрицательная температура окружающей среды, под действием которой происходит замерзание жидкости в смеси.
Провод ПНСВ. Характеристики
Краткое описание провода ПНСВ – одна стальная жила с площадью поперечного сечения 0,6-4мм, диаметром 1,2-3мм, есть марки проводов, которые имеют цинковое покрытие, для снижения воздействия на них агрессивными средами, а дополнительно, сверху такой провод еще покрывается ПВХ- материалом, который хорошо выдерживает многочисленные гибы и скручивания и влияние агрессивных сред. Провод ПНСВ обладает хорошим удельным сопротивлением.
Прогревочный кабель (провод) ПНСВ имеет следующие характеристики:
– 0,15 Ом/м – удельное сопротивление;
– от -60 до +50ºС рабочий температурный диапазон;
– 60м провода расход на 1м,куб бетонной смеси;
– до -15 ºС – температура укладки.
С помощью алюминиевого провода АПВ кабель подключается к холодным концам. Для питания подходит трехфазная сеть 380 В, через трансформатор. Если расчет произведен правильно, то ПНСВ можно подключать и к бытовой электросети 220 В, но для этого длина провода должна быть не менее 120м. Рабочая сила тока на проводе, расположенном в массе бетона – 14-16 А.
Схема укладки. Прогрев бетона
До начала укладки провода на объекте осуществляется монтаж опалубки и устраивается армирующий пояс. Потом с расстоянием между проводами от 8 до 20см, производится укладка провода, при этом учитывается температура воздуха, влажность и сила ветра. Не допускается нахождение провода в натянутом состоянии, с помощью специальных зажимов провод крепится к арматуре. Исключены перехлесты токоведущих жил и изгибы, перегибы радиусом менее 25см, минимальное расстояние между проводами 1,5см, для недопущения короткого замыкания.
Наиболее часто встречаемая схема укладки провода – змейка, аналогичная системе «теплый пол» в жилых помещениях. Эта схема экономит расход кабеля и наиболее равномерно и качественно распространяет тепло по массе бетона. До начала заливки бетона в опалубку следует проверить, что в ней нет льда, воды, температура раствора не ниже +5ºС, схема смонтирована правильно, а концы выведены на достаточное расстояние для последующего удобного подключения.
До проведения работ по прогреву бетона необходимо ознакомится с прилагаемой к проводу инструкцией. При подключении через секции шинопроводов используют две схемы – «звезда» и «треугольник». При «треугольнике» система делится на три участка, которые параллельно подключаются к выводам трехфазного трансформатора, а при «звезде» – в узел соединяются три провода и далее три свободных контакта подсоединяются к трансформатору. Обогреваемый участок ограждается забором, питающее устройство располагается не менее чем в 25 метрах от объекта.
Происходит полная заливка всей массы бетона до момента подключения. Процесс прогрева бетона проводом состоит из нескольких шагов:
- Для равномерного прогревания бетонной массы, прогрев осуществляется со скоростью не более 10ºС/час;
- Пока бетона не набрал 50% технологической прочности длится процесс прогрева, рабочая температура не должна быть более 80ºС, наиболее рациональное значение температуры 60ºС;
- Для предотвращения растрескивания массы бетона и сохранения ее монолитности, скорость остывания не должна превышать 5ºС/час.
Подключение осуществляется через щитовую или розетку. Такие кабели исключают перегрузку. Провод ВЕТ реже применяется в строительстве из-за своей высокой стоимости.
Опалубка с ТЭНами и электродами – вот еще один возможный способ прогрева бетона, при этом способе уложенная в раствор арматура, подключается к электросети с помощью понижающего трансформатора или сварочного аппарата. Такой способ подогрева бетона не требует кабеля или провода, но является боле затратным по расходу электроэнергии, потому что вода, находящаяся в бетонном растворе, является проводником и ее сопротивление в процессе затвердевания значительно возрастает.
Алгоритм расчет длины провода
От точности произведенного расчета длины провода зависит экономическая эффективность и конечный результат всего процесса, поэтому так важно уделить этому моменту достаточно внимания и учесть все сопутствующие факторы. Самый важный показатель – количество, поступающего в монолит бетона, тепловой энергии, а она уже, свою очередь, зависит от влажности, температуры окружающей среды, объемов монолита и заливаемой формы.
Учитывая температуру, высчитывается необходимый шаг укладки, средняя длина петли от 28 до 36м, например, при температур окружающей среды +5ºС, шаг и расстояние между жилами должны не превышать 20см, а при каждом дальнейшем понижении на 5ºС, эти цифры уменьшаются на 4см, так, при -15ºС, остается не более 12см.
Рассчитывая мощность, обязательно учитывают потребляемую мощность самого нагревающего провода ПНСВ, у наиболее распространенного диаметра 1,2мм, она равняется 0,15 Ом/м, а у проводов с большим сечением сопротивление снижается пропорционально, например провод диаметром 2мм располагает сопротивлением всего 0,044 Ом/м, а 3мм – 0,02 Ом/м.
Так как потребляемая проводом мощность (одного метра) равна 38,4 Вт, то, соответственно, рабочий ток в цепи должен быть не более 16 А (рассчитывается как произведение квадрата силы тока на удельное сопротивление). Для получения суммы необходимой мощности необходимо перемножить метраж на 38,4 Вт.
Аналогичным методом высчитывается и рабочее напряжение понижающего трансформатора. Допустим, при силе тока 16 А, использовано 100м провода ПНСВ 1,2мм, то его общее сопротивление будет равно 15 Ом и по известной формуле рабочее напряжение будет равно 240 В.
Самый дешевый способ прогрева бетона – применение провода ПНСВ, но нужно учитывать, что для его подключения нужны высококвалифицированные сотрудники. Для снижения затрат на прогрев, рекомендуется применять в необходимом количестве и соответствующего качества теплоизоляционные материалы, тогда нагрев происходит более быстро, а остывание равномерно.
Характеристики и составы современных марок бетона, читайте здесь.
Видео: Обогрев бетона с помощью провода ПНСВ:
