Прогрев бетона при помощи термоматов

Особенности использования электроматов

В первую очередь, необходимо учесть, что использовать такие приборы можно только при температуре окружающей среды от -40 до +45 °C. Пускай, вас не удивляет столь высокий тепловой порог. Дело в том, что в жаркую погоду также требуется ускорить набор прочности смеси, так как при повышенных температурах и долгом сроке застывания из массы испаряется слишком много влаги. Если в таких условиях использовать термомат, то смесь наберет 70% прочности уже через 20 часов.

Помимо этого, в процессе эксплуатации матов важно придерживаться следующих правил:

1. Раскладывая маты, следите, чтобы не произошло перегрева. Для этого укладывайте их очень плотно (желательно внахлест) друг к другу.
2. Если вам необходимо обогреть вертикальную поверхность или колонну, то мат можно привязать к ней с помощью ремешков или хомутов.
3. Следите, чтобы ТЭМС плотно прилегал к бетонной массе.
4. Если вы укладываете маты на кривую поверхность или планируете их транспортировать, то сгибать изделия можно только по линиям, которые обозначены на приборах. В противном случае вы можете повредить нагревательные элементы.
5. Если температура начала превышать +70 °C, а термостаты не срабатывают, отключите маты от сети вручную.
6. По завершении прогрева, отключите маты от электросети и дождитесь их полного остывания. Снимать маты можно только после того, как они и сама бетонная поверхность сравняются по температуре с показателями окружающей среды.
7. Учитывайте, что по матам нельзя ходить или бросать на них тяжелые или острые предметы.

При выборе матов удостоверьтесь, что у продавца есть патент на ТЭМС. Если документы вам не были предоставлены, то не стоит покупать такие изделия, даже за очень привлекательную цену.

Режимы прогрева бетона электродами

Режим выбирают исходя из массивности и геометрии конструкции, марки бетонной смеси, погодных условий, эксплуатации возводимой конструкции. Электродный прогрев бетона проводят по одной из следующих схем:

• две стадии: прогрев бетонной смеси и последующая изотермическая выдержка;
• две стадии: нагрев и остывание с полной теплоизоляцией или сооружением греющей опалубки;
• три стадии: прогрев, изотермическая выдержка, остывание.

Схема прогрева бетона

При прогреве бетона электродами критично важно соблюдать температурные параметры. Процесс начинают с +5 градусов, затем увеличивают температуру со скоростью 8–15 градусов в час

Максимальные допуски зависят от марки бетона и составляют +55… +75 градусов. Для контроля проводятся периодические замеры температуры.

Температурный лист прогрева бетона

Время изотермической выдержки определяется на основании лабораторных исследований кубиковой прочности при сжатии. Зависит от типа цемента, температурного режима нагрева и требуемой прочности готового бетона.

Допустимая скорость остывания 5–10 градусов/час. Точный параметр зависит от объёма конструкции. Повторная теплоизоляция после распалубки требуется, если разница температур окружающего воздуха и бетонных поверхностей более 20 градусов.

Подключаем провод для прогрева бетона ПНСВ

Применяя кабель прогревочный для бетона можно добиться положительной температуры смеси в зимние месяцы. Методика выполнения работ несложная. Следует уложить в конструкцию, подлежащую бетонированию, кабель с маркировкой ПНСВ и подать на него напряжение питания от источника электрической энергии.

Указанному способу обогрева часто отдают предпочтение благодаря серьезным достоинствам:

повышенной эффективности. Правильно уложенный обогревающий кабель, который выбран расчетным путем, может поддерживать температуру, необходимую для застывания значительного объема бетона;

Как правило, электропитание ПНСВ кабелей осуществляют через подстанции, обладающие несколькими ступенями пониженного напряжения

• экономичности. Расход электрической энергии приемлемый. Это позволяет вложиться в смету строительных мероприятий и не допустить перерасхода денежных средств;
• сохранению бетонной структуры. При подключении провода к источнику электрической энергии исключено растрескивание бетонного массива и образование в нем воздушных пор;
• универсальности. Технология электрического разогрева может применяться для цельных строительных конструкций, которые изготавливаются из обычного или армированного бетона.

Наряду с неоспоримыми преимуществами, технология имеет и слабые места:

• нуждается в выполнении подготовительных работ, в процессе которых производится укладка провода. Гибкий кабель для прогрева бетона требует соблюдения аккуратности при размещении в армированной конструкции и укладывается согласно чертежу;
• требует применения понижающего трансформатора. Технические характеристики оборудования для уменьшения питающего напряжения должны позволять произвести плавную регулировку нагрева бетонной смеси в требуемом диапазоне.

Применяется провод специальной конструкции, который состоит из следующих элементов:

• токопроводящей жилы;
• защитной изоляции.

Подбор кабеля осуществляется после выполнения расчетов с учетом следующих параметров:

• напряжения на выходе трансформатора;
• сечения токопроводящей части;
• суммарной длины уложенного кабеля.

Температура конструкции не должна опускаться ниже технологически обусловленного минимума

При выполнении работ соблюдайте следующие рекомендации:

• производите укладку провода на очищенной поверхности, избегая его повреждений;
• равномерно формируйте петли кабеля, не допуская перегибов.

Читать также: Диск для резки металлочерепицы болгаркой

Покупая ПНСВ провод, проверьте соответствие продукции сертификату. Репутация изготовителя кабеля играет немаловажную роль. Технология применения провода для разогрева бетонной смеси имеет много общего с методом формирования обогреваемого пола.

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.

Способы прогрева конструкций из бетона

Обогревают бетон при работе на холоде различными методами. Строители часто применяют следующие технологии.

Трансформатором

Для прогрева бетона зимой многие строители применяют трансформатор. Тепло при использовании этой технологии вырабатывает электрический ток. С трансформатором применяют электроды либо провода. Первые вставляют в предварительно замоноличенную конструкцию или размещают на ее поверхности, а вторые крепят к арматуре либо погружают в опалубку, затем заливают раствор. Электроды и кабели подключают к электрической сети с напряжением 220 В или 380 В через трансформатор понижающего типа. Обычно используют трехфазное оборудование. Все фазы нагружать нужно одновременно.

Напрямую подключать греющие элементы к сети нельзя. Это приведет к локальному перегреву и может быть опасно для жизни.

Электропрогрев бетона проводом – универсальный способ. Он может применяться для стен, фундамента, колонн или перекрытий. Использовать для электропрогрева бетона по этой технологии допускается следующие типы кабелей:

• ПНСВ (нагревательный с жилой из стали и виниловой изоляцией);
• ВЕТ (предназначенный для работы напрямую от электрической сети);
• ПТПЖ (токопроводящий с параллельными оцинкованными жилами).

Жилы проводов могут быть диаметром 1,2-3 мм.

Если обогрев бетона трансформатором производят при помощи электродов, подойдут следующие их типы:

• полосовые;
• струнные;
• стержневые;
• пластинчатые.

Инфракрасным излучением

Еще один эффективный метод прогрева бетона в зимнее время предполагает применение инфракрасного излучения, преобразующегося в тепловую энергию.

Рядом с залитой цементным раствором опалубкой ставят промышленные инфракрасные обогреватели и направляют их в сторону опалубки. Функцию источника излучения выполняют ТЭНы мощностью до нескольких сотен киловатт.

Инфракрасный аппарат имеет следующие компоненты:

• излучатель;
• отражатель;
• подвес либо держатель.

Необходимый показатель мощности оборудования необходимо подбирать таким образом, что температура на поверхности была не выше 93 °C. Методика не подходит, если толщина бетона составляет более 70 см.

Электрический инфракрасный способ нагрева строительной смеси имеет высокий КПД и небольшие энергетические затраты.

Прогрев бетона своими силами

Некоторые несложные методики могут применяться в частном строительстве, а оборудование для прогрева легко изготовить своими руками.

Методом магнитной индукции

Греть способом магнитной индукции можно только армированные конструкции. Металлические элементы в этом случае оказываются незаменимыми, поскольку выполняют функцию сердечника. Вокруг залитой бетоном конструкции петлями помещают кабель в изоляции. Он будет играть функцию индуктора. Какой провод использовать, и сколько его потребуется, определяют посредством расчетов. Затем по кабелю пускают переменный ток. Образующееся в результате описанных манипуляций магнитное поле нагревает арматуру железобетонной конструкции, от которой тепло расходится по всему бетонному составу. И зима больше не является препятствием для продолжения строительных работ.

Нагревание производится снаружи. Преимущества индукционного нагрева методом индукции заключаются в низкой цене и равномерности прогрева. Недостаток состоит в том, что применять его можно только на небольшом перечне конструкций – на балках, колоннах, и пр.

Греющей опалубкой

В ряде случаев для бетонирования в холодное время применяют греющую опалубку. Ее можно использовать и летом для сокращения скорости застывания раствора. Стандартные составляющие такой опалубки дополняют нагревательными элементами. Схема подобной модификации достаточно проста. Сделать греющей можно как деревянную, так и металлическую опалубку.

В качестве нагревательных элементов допускается применять не только провода и кабели, но и трубчатые, ленточные электронагреватели, токопроводящие пленки. Метраж нагревательных элементов рассчитывается индивидуально. Использование греющей опалубки обеспечивает равномерный прогрев, а монтаж конструкции занимает минимум времени.

Тепляком

Один из наиболее старых проверенных методов обогрева бетонного раствора предполагает использование тепляков (либо шатров). Технология заключается в создании вокруг заливаемой составом конструкции теплоизолированного пространства. Последнее затем прогревается до необходимой температуры при помощи тепловых пушек либо обогревателей. Тепляк допускается изготавливать из брезента, древесины или полимерных материалов с подходящими характеристиками. Укрыву подлежит только отдельная часть всей конструкции – которая заливается. Затем шатер перемещают.

Опалубка для прогрева бетона

Для этого метода используется опалубка, в щиты которой вставляют нагревательный элемент. Удобство конструкции заключается в том, что при необходимости можно легко заменить её неисправные элементы. Если дом монолитный, то при помощи такой опалубки можно прогреть его полностью. Если прогревать этажи поэтапно, то опалубку можно переставлять, переходя к нужному участку работы. Использовать такой способ можно даже при температуре окружающей среды -25 градусов.

Преимущества такой методики:

• Высокая производительность при относительно небольших затратах энергии;
• Требует немного времени на приготовления, монтаж;
• Можно использовать в сильные морозы;
• Можно использовать несколько раз.

Недостатки:

• Высокая стоимость.
• Неудобно, если строение нестандартное.

Низкочастотный трансформатор и бетон

Принцип работы

Для заливки монолитных конструкций при температуре ниже -4⁰C прибегают к разным методам обогрева бетонной массы, это и инфракрасные излучатели, и подогретый раствор, и тёплая опалубка, и анодные обогреватели. Но наиболее эффективным и экономным можно назвать прогрев бетона с помощью низкочастотного трансформатора и провода ПНСВ (Провод Нагревательный Стальной Виниловая изоляция).

Перед тем, как осуществить подключение трансформатора для прогрева бетона, на арматурный каркас укладываются петли из провода ПНСВ сечением от 1,2 мм 2 до 3 мм 2 . Этот кабель способен прогреваться до температуры 80⁰C, таким образом, нагревая раствор до 40⁰C-50⁰C, и всё это происходит при температуре воздуха от -4⁰C и ниже. Чтобы добиться наиболее оптимального прогрева бетона в морозных условиях, на один кубометр раствора понадобится порядка 60м ПНСВ-1,2.

При укладке петель следует соблюдать осторожность, чтобы не замкнуть цепь, то есть, когда вы подвязываете провод к арматурному каркасу, его изоляция (ПНСВ) попросту может перетереться о металл и петля перегорит. В таком случае определённый участок заливки останется без обогрева, что может привести к деструкции общей массы и, как следствие, железобетон окажется некачественным ()

Для прогрева инструкция позволяет использовать такие трансформаторы, как КТП-06-20, КТПТО-80, КТП-ОБ-160, ТСДЗ-63 и так далее.

Трансформатор масляный. Технические характеристики

Трансформатор сухой. Технические характеристики

Подготовка к работе и запуск

Чтобы яснее представлять себе цикл подключения и рабочий запуск, ниже будет приведена инструкция трансформатора для прогрева бетона КТПТО-80 ().

Все работы по прогреву заливного бетона следует выполнять с соблюдением СНиП 111-4-80/гл.11 и ГОСТ 12.1.013-7, где регламентируется порядок выполнения работ и электробезопасность.

В первую очередь КТПТО необходимо занулить, а сделать это можно путём подключения кабеля питания (его четвёртой жилы) на зажим N блока ХТ6, таким образом, соединив всё это с металлическим шкафом управления

Заземление трансформатора производится от салазок — там есть специальный болт для подключения контура, а для соединения используется стальной провод не менее 4 мм.
Прежде чем подключить понижающий трансформатор к сети, вам необходимо своими руками проверить сопротивление изоляции, которое не должно быть менее 0,5МОм, а также обратить внимание на плотность контактных соединений. Путевые выключатели SQ1 и SQ2 необходимо установить так, чтобы при открывании крышки трансформаторного кожуха и ПУ была возможность надёжного замыкания контактов SQ1 и SQ2

Кроме того, в обязательном порядке нужно проверить предохранители на случай короткого замыкания.
Переключатель силового трансформатора выставляем на 55В, что будет соответствовать положению 1, а автоматический выключатель вместе с переключателем SA3 устанавливаем в положение «ВЫКЛ».
После этого цепь подогрева, установленную в опалубке, можно подключить к питающему кабелю, который, в свою очередь, подсоединяется к блоку зажимов ХТБ .

• На ввод КТПТО подаём питание 380В и включаем QF1 после проверки напряжения поHL1 и HL3 и после этого, используя кнопку экстренного отключения SB1, делаем контрольное отключение, после чего QF1 запускаем повторно . На KL1 подаём питание кнопкой SB3, после чего должен сработать магнитный пускатель KM1.
• Для переключения режимов работы нужно поднять крышку у трансформаторного кожуха и тогда через путевой выключатель SQ1 автоматически отключится QF1 . После чего переключаете ступени напряжения и включаете QF1 и KM1.

Термоматы для прогрева бетона

Термомат для подогрева бетона не является каким-то новым изобретением: он активно применяется уже более десяти лет на всех стройках страны. Особенно популярен метод в северных регионах, где необходимость прогревать конструкции стоит острее. Способ хорошо себя зарекомендовал, однако за годы существования был усовершенствован.

Термоэлектроматы – это устройства, способные работать автономно. Время прогрева задано автоматически, и человеку не нужно следить за включением и выключением оборудования. Устройства расходуют значительно меньше электроэнергии, чем это происходит при нагреве конструкции при помощи проводов. Способ позволяет прогреть материал качественно. Подогрев происходит равномерно, не происходит локальный перегрев: это значит, что бетон застынет без микротрещин и будет иметь высокую прочность.

Преимущества данного способа:

• Просто использовать;
• Оборудование не требует сложного ухода;
• Не требуется контролировать температуру нагрева, контроль осуществляется автоматически;
• Высококачественный прогрев;
• За 12 часов смесь достигает 70% марочной прочности.

Недостатки:

• Термоматы дорого стоят, и не каждый застройщик может их приобрести;
• Большинство представленного на рынке товара – подделка, которая не подходит для прогрева бетона, так как состоит из корейской греющей плёнки, рассчитанной на использование в качестве тёплого пола. Мощность таких устройств слишком мала, чтобы прогреть бетонную смесь.

Отличить подделку вполне возможно: необходимо обратить внимание на то, как нанесена плёнка. У устройств для тёплого пола она нанесена полосами, в устройствах для прогревания бетона слой плёнки нанесён равномерно

Бетонирование без прогрева

Любой из перечисленных способов подогрева бетона требует специальной подготовки, и главное наличие оборудования. Следовательно, все такие технологии затратные. Поэтому многие застройщики ищут варианты заливки бетона при пониженных температурах без применения искусственного подогрева. Как уже отмечалось, что подогрев в зимних условиях необходим, для того, чтобы раствор при положительной температуре успел затвердеть. Другими словами необходимо создать условия, чтобы прочность бетонной смеси составила не менее 70%. В строительстве существуют технологии заливки бетона без подогрева. Например, марочную прочность раствора можно достичь и за счет добавления в его структуру противоморозных добавок.

Каждый вид добавок выполняет определенные функции и применяется от ситуативных условий в период строительства.

Существуют следующие виды добавок:

• ускоряющие. Это модификаторы сокращающие время достижения 60% прочности бетонной смеси;
• замедляющие. Применяются в тех случаях, когда наоборот возникает необходимость замедлить скорость затвердевания. Они применяются, когда раствор доставляется на строительную площадку уже предварительно подогретый;
• воздухововлекающие. Модификаторы добавляются в бетонный раствор, в состав которого входят крупные фракции гравия или щебня. Добавка способствуют провоцировать химическую реакцию с выделением воздушных пузырьков. Такой процесс компенсирует нагрузки при застывании бетона, за счет чего минимизируются риски разрушения смеси при низких температурах;
• противоморозные. Ускоряют процесс испарения избытка влаги из бетонной смеси. При этом бетон быстро набирает прочность.

Существует еще один простой способ. При температурах не ниже пяти градусов можно с подветренной стороны разжечь костер. Однако такой способ можно применить только на небольших площадках. Более того, костер обогревает участок бетонирования неравномерно. Следует учесть, что в случае применение добавок или использование костров зеркало бетонирования обязательно следует утеплять укрывочным материалом.

Прогрев бетона электродами

Это еще один способ обогрева только что залитого раствора при помощи трансформатора. Электроды могут быть поверхностными или внутренними. Первые бывают нашивными или полосовыми, а также пластичными. Вторые похожи на полоски, струнные стержни или стержни из стали. Для прогрева их вставляют вовнутрь блока. Если пользоваться струнными электродами, то их нужно класть в опалубку на трехметровую длину вдоль ее оси. При варианте со стержневыми – располагают перпендикулярно плоскости конструкции.

Для того чтобы можно было подсоединить монтажные провода, концы электродов нужно вывести наружу. В этом случае, когда произойдет подключение тока, бетон станет проводником. Электрическая энергия, находящаяся в нем превратится в тепловую, вследствие чего минимизируются потери энергии. После установки электродов в бетон, их следует уплотнить при помощи, так называемых вибраторов. Для утепления конструкцию накрывают толем, а сверху укладывают толстый слой опилок. Подключение трансформатора для прогрева бетона должно происходить только после того, как электроды будут равномерно уложены, а промежутки между ними будут равными.

Полезная статья о нарезке швов в бетона, чем и как это делается.

Виды зимнего бетонирования

Согласно Р-НП СРО ССК-02-2015 тепловая обработка бетона зимой проводится способами:

• пассивным, когда смесь нагревают при приготовлении до укладки в опалубку;
• активными, при котором термическому воздействию подвергается монолит во время затвердевания.

Пассивные технологии

Эти методы рекомендуется применять для массивных конструкций. При гидратации цемента выделяется экзотермическое тепло, которое согревает монолит изнутри. Этого часто достаточно для фундаментов, ростверков или плит с модулем поверхности до 6 мˉ1 , определяемого отношением площади холодного контакта к объему бетона.

Перед монолитными работами с применением пассивного метода рекомендуется разогреть основание — бетонные поверхности или непучинистые грунты на глубину 300 мм, пучинистые до 500 мм. Применяют утепление, прогрев электродами или гибкими термоактивными матами. Тепловые пушки или инфракрасные излучатели устанавливают в тепляках — шатрах из брезента или фанеры на каркасе.

Допускается не разогревать основание, если во время набора критической прочности отсутствует риск промерзания в зоне контакта.

Активные

При созревании бетона проводят мероприятия, направленные на увеличение температуры внутри конструкции. Они включают обогрев:

• методом термоса с использованием грунтового тепла;
• инфракрасными излучателями;
• низкотемпературными электронагревателями;
• греющими проводами;
• индукционными установками.

Наибольший эффект дает совместное применение активного и пассивного прогрева.

Инфракрасный прогрев

Этот метод основан на принципе поглощения внешними телами инфракрасных лучей с последующей трансформацией их в тепловую энергию. Для передачи теплоты от источника инфракрасных тел не требуется каких-либо промежуточных устройств. Сначала прогревается поверхность объекта, а затем, за счет собственной теплопроводности теплота распространяется и по внутренней структуре. Такой теплообмен происходит практически мгновенно.
Для прогрева нашли применение инфракрасные генераторы, активным элементом которых являются металлические или кварцевые трубчатые излучатели. Чтобы лучистый поток был направленным, излучатели заключаются в алюминиевые рефлекторы, имеющие плоский или параболический профиль.

Инфракрасный прогрев применяют в следующих случаях:

1. для отогрева арматуры, примороженной к основаниям бетонных поверхностей;
2. для создания тепловой защиты укладываемой бетонной смеси;
   для ускорения процесса затвердевания бетона при монтаже междуэтажных перекрытий;
3. при монтаже стен с использованием различных типов опалубок;
   при сооружении высотных объектов с использованием скользящих опалубок;
4. при заделке рустов между плитами перекрытия;
5. при создании тонкостенных конструкций зданий и сооружений.

Электрическая энергия может поступать от трансформаторной подстанции 0.4 кВ или автономного источника, например дизельной электростанции. При помощи силового кабеля, напряжение подается сначала на распределительный щит, а от него через устройства защиты на каждый излучатель.

Преимущества инфракрасного разогрева:

• не требуется промежуточный понижающий трансформатор.;
• излучатели работают на стандартном напряжении 380/220 В;
• сравнительно незначительный расход электроэнергии.

Недостатки:

• высокая стоимость оборудования при больших объемах бетонных работ;
• инфракрасное излучение вытравливает из бетонной смеси влагу, чем снижает прочность конструкции. Чтобы приостановить этот процесс, следует накрывать зеркало заливки пленкой.