Зачем нужно прогревать бетон
Большинство распространенных в настоящее время разновидностей этого строительного материала подразумевают работу при температурах выше 5 градусов по Цельсию. Только при таких плюсовых температурах обеспечивается качественное затвердевание материала, который быстро набирает прочность, в нём отсутствуют трещины и другие дефекты. Если же приводить такие работы при минусовых температурах бетон застывает неравномерно, появляются трещины, материал начинает крошиться, что приводит в последующем к необходимости дорогостоящих ремонтных работ. Использование специального оборудования для прогрева бетона позволяет обеспечить правильное затвердевание и застывание этого материала, при этом все такие строительные работы могут вестись даже при минусовой температуре. Если при больших объемах работ используются специальные масляные и электрические подогреватели, то при небольшом объеме бетонирования куда проще и удобнее использовать для прогрева компактные переносные сварочные аппараты.
Маломощные любительские модели лучше подходят для данной работы, нежели чем мощная профессиональная техника. Такие сварочные инверторы отличается мобильностью, они экономичнее и позволяют плавно регулировать сварочный ток. Такой сварочный аппарат с легкостью найдется в хозяйстве каждого домовладельца, а при необходимости его можно арендовать и выполнить правильную заливку бетона с прогревом используемого строительного материала.
Особенности различных способов
1. Использование нагревательных проводов.
Тот же электропрогрев бетона, но в отличие от электродного метода, увеличение температуры в монолите обеспечивают уложенные в массу изолированные провода. Они сами нагреваются в процессе работы, а раствору передают только тепловую энергию.
Марки нагревающих элементов:
1. Чаще всего в зимнее время используется электропровод марки ПНСВ от 1,2 до 3 мм в диаметре.
При этом нужно учитывать, что ПНСВ не должен во время работы находиться на воздухе, иначе его изоляция просто оплавится. Отсюда и особенности технологии прогрева – применение так называемых холодных концов, подключенных в местах выхода ПНСВ из бетона. Их роль исполняют короткие установочные провода типа АПВ-2,5 или АПВ-4 с алюминиевой жилой.
Схема прогрева проводом ПНСВ 1,2 при его подключении к трансформатору может быть одно- или трехфазной. Главное, чтобы линии отстояли друг от друга минимум на 15 мм, а сила тока не превышала 15 А. Длина обогреваемых секций подбирается вдвое меньше, чем значение напряжения на трансформаторе.
2. Применение кабелей КДБС или ВЕТ позволяет полностью исключить из технологии трансформатор для прогрева бетона.
К такому методу прибегают, когда нет возможности обеспечить станции питание в 380 В или использовать требуемое количество понижающих трансформаторов на объекте. ВЕТ-кабели могут работать от бытовой электросети, на концах они снабжаются соединительными муфтами, что весьма удобно при укладке. Правда, стоит такой провод дороже, чем ПНСВ.
Подключение производится к понижающему трансформатору, выдающему со второй обмотки 75 или 36 В. Схема укладки провода ВЕТ не отличается от аналогичной для ПНСВ
При этом важно подобрать оборудование, предусматривающее плавную регулировку силы тока. Это позволит поддерживать нормальную температуру в монолитной конструкции. Как вариант для частного строительства, подойдет обычный сварочный аппарат
К профессиональному оборудованию относятся трансформаторные станции, которые обеспечивают прогрев до 30 кубов: КТПТО-80/86, серия трансформаторов СПБ либо сухая станция ТСДЗ-63
Как вариант для частного строительства, подойдет обычный сварочный аппарат. К профессиональному оборудованию относятся трансформаторные станции, которые обеспечивают прогрев до 30 кубов: КТПТО-80/86, серия трансформаторов СПБ либо сухая станция ТСДЗ-63.
3. Греющая опалубка.
Контактный прогрев бетона предпочтительно использовать на объектах быстрого возведения. Термоактивная опалубка широко применяется для строительства монолитных домов, но раствор должен иметь высокую скорость застывания. Эта технология довольно требовательна к температуре смеси и окружающей среды: промерзший грунт на глубину 30-50 см и сам состав должны быть прогреты до +15 °С.
4. Индукционный метод.
Отлично подходит для изготовления бетонных свай и колонн. Повышение температуры внутри опалубки происходит за счет воздействия электромагнитного поля, создаваемого внешними витками провода. Вся конструкция превращается в своеобразную индукционную катушку, разогревающую металлическую арматуру. А та в свою очередь осуществляет прогрев раствора изнутри. Достоинства метода – равномерный прогрев и возможность производить предварительный разогрев опалубки и армирующих стержней еще до заливки.
5. Тепловые излучатели.
Относительно недорогой и наименее энергозатратный способ – прогрев тепловыми пушками, ИК-излучателями и другими внешними электрообогревателями. Его плюсом и одновременно недостатком является локальное воздействие на заливку. Поэтому сфера применения этой технологии ограничивается ремонтными работами, заделкой стыков и изготовлением малых форм. При этом внешний обогрев не будет достаточно эффективен, если обрабатываемую часть конструкции не оградить от внешних условий временным пологом. Достоинства: минимум аппаратуры и кабельной продукции, дешевизна и относительно невысокие энергозатраты.
6. Пропаривание.
Самый дорогой и энергоемкий прогрев бетона в зимнее время применяется только в промышленном строительстве. Смысл технологии заключается в том, что бетон заливается в сложную двухстенную опалубку, через которую подается горячий пар. Он обволакивает бетонную поверхность, образуя «паровую рубашку». Это обеспечивает и равномерный прогрев конструкции, и подачу влаги, необходимой для гидратации.
Несмотря на всю сложность организации прогрева, этот способ является наиболее эффективным. А для сокращения расходов в сам бетонный раствор вводятся пластифицирующие добавки, ускоряющие процесс твердения.
Пару советов
Если вдруг по каким то причинам электроды небыли привязаны к каркасу , а опалубка уже смонтирована и бетон вот вот зальют , не беспокойтесь после того как бетон зальют вы возьмёте арматуру с диаметров 12 — 14 мм2 с длиной чуть больше чем высота стены и начнёте проталкивать в месте где должен стоять электрод после того как арматуру достанете в тоже место протолкните электрод ,так как арматура сделает так называемый коридор растолкнув крупный щебень электро почти без всяких усилий провалится в бетон.
Некоторые электрики при прогреве электродами делаю следующее , подсоединяют одну фазу на арматуру каркаса вторую на пару электродов , так делать нельзя , это приведёт к отслоению арматуры каркаса от бетона , что приведёт к потере прочности конструкции.
Прогрев бетона электродами
Прогрев электродами – это один из наиболее популярных методов нагрева цементно-песчаной смеси в холодных погодных условиях.
Принципиальная схема трансформатора для прогрева бетона.
Существует несколько видов электродов, применяемых для данного вида работ:
- Пластинчатые.
Токопроводящие элементы выполнены в виде пластины. Подобные нагревательные элементы устанавливаются с внутренней стороны опалубки для обеспечения хорошего контакта с песочно-цементной смесью. Обогрев бетона осуществляется из-за возникновения электрического поля вблизи пластинчатых нагревательных элементов. - Полосовые.
Подобный вариант нагревательных устройств монтируется с обеих сторон опалубки. Принцип действия полосовых электродов идентичен пластинчатым: при подаче тока вокруг греющих элементов возникает электрическое поле, прогревающее бетонную конструкцию. - Струнные.
Нагревательные элементы струнного типа зачастую используются при прогреве цилиндрических бетонных конструкций, например, колонн. Подсоединение электродов осуществляется к центру конструкции, окруженному токопроводящей опалубкой. Для упрощения соединения токопроводящих элементов между собой провода питания, виднеющиеся из опалубки, изгибаются в форме буквы Г. - Стержневые.
По своему виду данная модель нагревательных элементов напоминает арматуру. Монтаж стержневых элементов осуществляется внутрь бетона, что позволяет прогревать даже самые сложные конструкции.
Существуют случаи, когда вместо электродов можно использовать продольные металлические прутья, помещенные в опалубку. Такой метод отличается простотой и эффективностью, но имеет большое потребление электрической энергии.
3 ошибки при прогреве бетона электродами
- Низкое качество контакта электродов с бетоном приводит к мгновенному прекращению электропрогрева. Происходит это по причине того, что вокруг устройств возникают пузырьки. Они не пропускают тепловую энергию до основной массы. Тепло концентрируется в одном месте, что приводит к появлению пустых полостей и пор;
- Соприкосновение электродов с арматурой. Если один электрод коснулся металла, то неприятных последствий удастся избежать. Если два, то возникает замыкание. Одномоментно происходит поломка трансформатора. Как правило, после этого электроды ремонту уже не подлежат. Такой ошибки можно избежать, если использовалась композитная арматура;
- Возникновение повышенной плотности тока. Из-за этого бетон может начать вскипать. Также происходит выгорание электродной стали.
Советы начинающим
Для круглогодичного ведения строительных работ в полном объеме нужно соблюдать технологические требования при заливке ЖБИ. Начинающим мастерам рекомендуют учитывать следующие факты.
- Требуется изоляция поверхности раствора от тепловых потерь, испарения влаги.
- Для постоянного контроля напряжения устанавливают контрольную лампу.
- Нежелательно замыкание электроцепи на арматуру из-за высоких энергозатрат.
- Температура внутри смеси должна повышаться постепенно, чтобы избежать образования трещин на поверхности.
- Размещать электронагреватели нужно на одинаковом расстоянии, минимально между контурами должно быть 4 см.
Имеет значение грамотный уход за залитой конструкцией, ее защита от механических повреждений. Нужно свести к минимуму интенсивность ее усадки, вероятность температурного перепада, обеспечить условия для вызревания. Требуется проверка сохранения формы опалубки после окончания заливки смеси.
При определении эффективности метода имеют значение конфигурация ЖБИ, слой бетона над петлями или электродами, финансовые затраты на работу оборудования, климатические факторы. Отличается и объем начальных вложений для реализации поставленной задачи.
Электропрогрев бетона проводом ПНСВ
Заливка раствора в подготовленную для прогрева форму После проведения и утверждения всех расчетов и схем приступают к прогреву. Технология следующая:
Нагревательный элемент равномерно раскладывается в месте заливки
Важно, чтобы части кабеля не соприкасались друг с другом. Нагревательный объект не должен выходить за границы конструкции и взаимодействовать с опалубкой.
Прежде чем выводить концы кабеля за границы обогрева, холодные концы надежно соединяют с нагревательными выходами методом пайки
Для максимальной защиты места пайки дополнительно оборачивают металлической фольгой.
Проводится тест-проверка с использованием мегаомметра и измерение размеренной нагрузки тока по фазам.
Если система работоспособная и нареканий в реализации проекта нет, конструкцию заливают бетонным раствором.
Через понижающую трансформаторную подстанцию подается ток.
Это самый простой способ, позволяющий эффективно без нарушения особенностей эксплуатации прогреть бетон проводом.
Установка провода
Схема укладки провода Провод прокладывается внутри опалубки еще до начала заливки полостей бетоном. Как правило, его фиксируют мягкой алюминиевой проволокой к арматуре, но по правилам техники безопасности такой подход в реализации не приветствуется. Минимальный радиус закругления не менее 25 см, обусловлено это большой жесткостью стальной жилы. Это правило особенно актуально при понижении температуры окружающей среды, невзирая на то что виниловая изоляция сохраняет свои физические свойства при температуре до -30 градусов. При -10 градусах крутой изгиб может стать причиной нарушения целостности изоляционного слоя.
Для равномерного прогревания провода прокладывают параллельно друг другу с интервалом не более 15 см. Для 5 м.куб. бетона требуется около 30 м кабеля вида ПНСВ 1,2.
При напряжении в 220В требуется около 17 метров кабеля, а при 380В минимум 31 метр. При таком подходе вся система будет прогреваться равномерно. Если же будет проложена секция большей длины, выделение тепла будет происходить не дальше 5-6 метров от места подключения к питающей сети.
Преимущества и недостатки
Таким способом прогревать монолитные бетонные конструкции выгодно за счет экономного энергопотребления и низкой стоимости кабелей. Отдельного внимания заслуживает устойчивость проволоки к химическому воздействию (кислотному и щелочному), что позволяет их применять при добавлении в строительную смесь разных присадок.
Несмотря на весомые достоинства, есть и недостатки:
- необходимость в использовании специального оборудования – ПТ;
- сложность в проведении расчетов требуемой длины кабеля.
Стоимость специального оборудования – понижающих станций – высока. Процесс использования недолгий, а стоимость аренды, как правило, составляет около 10% себестоимости агрегата. Применение сварочных аппаратов представляется возможным при обогреве небольших сооружений.
Разновидности электродов
Стержневые
В качестве таковых чаще всего используется арматурный пруток хотя можно устанавливать и узкие полосы металла (композитная арматура, понятное дело, не подойдет, а вот для армирования — то что надо). Его длина должна быть несколько большей толщины заливки (для включения в цепь), а сечение выбирается исходя из ее конструктивных особенностей и плана размещения электродов (как правило, для частного домостроения не более 10 мм). Чтобы арматура легче входила в раствор, один ее конец заостряется.
Стержневые электроды позволяют прогреть «заливку» с конфигурацией любой сложности и формы, поэтому используются чаще всего, особенно при индивидуальном строительстве. Их располагают перпендикулярно продольной оси конструкции. Причем так, чтобы они не соприкасались с прутьями армирующего каркаса.
Струнные
По сути, это разновидность тех же стержневых, но расположение – вдоль оси опалубки. Применяются при прогреве конструкций с малым сечением и большой длиной (балки, колонны и ряд других). Для упрощения присоединения проводов торчащие из опалубки края изгибаются верх (буквой «Г»).
Полосовые
Представляют собой куски железных полос (20 – 50 мм, толщиной 3), которые укладываются поверх залитого раствора. Такой прогрев применяется для заливки малой толщины (массивная стяжка, плита и тому подобное), при этом все элементы размещаются на одной стороне конструкции.
Пластинчатые
Располагаются с противоположных сторон заливки, с внутренней стороны опалубки. Их габариты выбираются в соответствии с ее параметрами. Естественно, что устанавливаются они парами, количество которых и расстановка определяются индивидуально для каждой конструкции.
Электродный прогрев бетона
Предварительный электроразогрев бетона предусматривает разогрев бетонной смеси с помощью электрического тока напряжением 220-380 В в короткий промежуток времени-5-10 мин до температуры 40-60°С. После укладки горячей бетонной смеси в опалубку она остывает по режимам, рассчитываемым так же, как и для способа термоса. Этот способ зимнего бетонирования требует наличия на строительной площадке большой электрической мощности – от 1000 кВт для разогрева 3-5 м3 бетонной смеси.
Электродный прогрев бетона заключается в том, что выделение тепла происходит непосредственно в бетоне при пропускании через него электрического тока.
В зависимости от принятой схемы расстановки и подключения электродов электродный прогрев разделяется на сквозной, периферийный и с использованием в качестве электродов арматуры. Применение этого метода наиболее эффективно для слабоармированных конструкций – фундаментов, колонн, стен и перегородок, плоских покрытий и бетонных подготовок под полы.
Электродный прогрев монолитных конструкций может быть совмещен с другими способами интенсификации твердения бетона, например с предварительным прогревом бетонной смеси и с использованием различных химических добавок. Применение противоморозных добавок, в состав которых входит мочевина, не допускается из-за разложения ее при температуре выше 40°С. Применение поташа в качестве противоморозной добавки не разрешается вследствие того, что прогретые бетоны с этой добавкой имеют значительный (более 30%) недобор прочности, характеризуются пониженной морозостойкостью и водонепроницаемостью.
Электрообогрев бетона монолитных конструкций в греющей опалубке заключается в непосредственной передаче тепла от греющих поверхностей опалубки к прогреваемому бетону. Распространение тепла в самом бетоне происходит путем теплопроводности.
В качестве нагревателей для греющей опалубки применяются ТЭНы, слюдопластовые нагреватели, греющие кабели, углеграфитовая ткань, сетчатые нагреватели и другие греющие элементы.
Областью применения электрообогрева монолитных конструкций в греющей опалубке в соответствии с положениями СНиП 3.03.01-87 “Несущие и ограждающие конструкции” являются фундаменты под конструкции зданий и оборудование, массивные стены и т.п. конструкции с модулем поверхности 3-6; колонны, балки, прогоны, элементы рамных конструкций, свайные ростверки, стены, перекрытия с модулем поверхности 6-10; полы, перегородки, плиты перекрытий, тонкостенные конструкции с модулем поверхности 10-20, бетонирование которых производится при температуре воздуха до -40°С.
Изменение удельного сопротивления в процессе электропрогрева бетонов различных марок
| Завод-изготовитель цемента | Начальное удельное электросопротивления,Ом | Минимальное удельное электросопротивления,Ом |
| Белгородский | 18,8 | 12,2 |
| Жигулевский | 9,6 | 7,4 |
| Подольский | 11,5 | 9,7 |
| Ростовский | 8,5 | 7,2 |
| Спасский | 8,0 | 4,9 |
| Теплоозерский | 9,2 | 6,8 |
Поверхность раствора по окончании бетонирования и установки электродов укрывают утепляющими материалами. Прогревать бетон с не укрытыми поверхностями не допускается.
Электродный прогрев хорошо сочетаем с выдерживанием бетона методом термоса. Электродами прогревают только внешние слои во избежание потери тепла, полученного раствором перед заливкой.
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.
Внешний вид провода ПНСВ (А), расшифровка маркировки (В) и конструкция (С)
В качестве альтернативы может применяться аналог – ПНСП, основное отличие которого заключается в изоляции, она выполнена из полипропилена, что позволяет незначительно повысить максимальную мощность тепловыделения.
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
Небольшие просчеты можно исправить регулируя уровень напряжения, поступающего с прогревочного трансформатора
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.
Как прогревается бетон при помощи сварочного аппарата?
Бетонная стяжка заливается не только летом, когда стоит теплая погода, но и зимой, когда температура редко повышается выше нуля.
Как известно из школьного курса физики, вода при минусовой температуре воздуха из жидкого состояния преобразуется в твердое состояние, а поэтому зимой понадобится прогрев бетона сварочным аппаратом, поскольку в состав данного материала входит вода.
На сегодня активно применяются такие способы прогрева бетона, как прогрев посредством ПНСВ кабеля, специализирующегося на данной процедуре, прогрев с помощью специализированных термоматов, однако наиболее популярностью продолжает пользоваться именно сварочный аппарат, действие которого мы и рассмотрим.
Коротко о главном
Сварочный аппарат представляет собой автономную установку для осуществления сварочных работ над металлическими деталями, резки материалов посредством электродуговой сварки. Сварочные агрегаты имеют помимо основных элементов для производства сварочных работ еще дополнительные элементы.
Вспомогательные элементы сварочного агрегата:
- Генератор сварочного тока;
- Приспособление, служащее для воздушно-плазменной резки металлов;
- Блок напряжения холостого хода установки;
- Блок прогрева бетона и других твердых материалов.
Свойства бетона
Многие полагают, что бетон затвердевает всего за несколько дней, однако подобное распространенное мнение весьма ошибочно, так как рассматриваемый материал выдерживается почти месяц, а именно 28 суток. Однако и за этот срок, как утверждают опытные профессионалы, бетон не затвердевает окончательно, поскольку процесс твердения может продолжаться годами.
Доказан факт, что бетон по истечении 28 суток получает основные качественные характеристики: прочность, морозоустойчивость, водонепроницаемость. Именно поэтому не рекомендуется поддавать на протяжении указанного выше времени бетонную стяжку фундамента или пола всяческим нагрузкам.
Прогрев посредством сварочного устройства
Для прогрева бетонного основания на строительной площадке строителями нередко используются специальные приспособления, но могут иметь место на пути реализации данной необходимости обыкновенные сварочные аппараты. Первоочередным вопросом в решении поставленной задачи являются дополнительные электроды, с ролью которых отлично могут справиться отрезки арматуры.
Арматура, в свою очередь, монтируется равномерно по всему участку работ, которая засыпается опилками. Опилки служат отличным дополнением термоизоляционного слоя бетонной поверхности. Вдобавок опилки снизят до минимума испарения влаги. Далее арматура соединяется между собой проводом таким образом, чтобы вышли параллельные цепи.
К цепям присоединяются прямой и обратный сварочные провода, при этом стоит обращать внимание на то, чтобы они замыкались друг на друга. С помощью лампочки накаливания узнаем о наличии напряжения, при этом лампочка должна быть установлена между цепями. С помощью лампочки накаливания узнаем о наличии напряжения, при этом лампочка должна быть установлена между цепями
С помощью лампочки накаливания узнаем о наличии напряжения, при этом лампочка должна быть установлена между цепями.
Во время нагрева арматуры необходимо усердно следить за температурой нагрева самого бетона, чтобы не имел место перегрев. Контроль температуры выполняется путем использования любого термометра.
Замыкать сварочную цепь на бетонную арматуру настоятельно не рекомендуется, поскольку данный способ не принесет ожидаемого результата, а счет за потребление электроэнергии будет весьма не привлекательным. Способов прогрева существует несколько.
Прогревание бетонной поверхности электродами
Методика прогрева бетонной поверхности посредством электродов основывается на прохождении электрического тока. В свою очередь существует несколько видов электродов, которые могут понести отличную службу во время прогревания бетонной поверхности.
Виды электродов:
- Полосовые;
- Пластинчатые;
- Струнные;
- Стержневые.
Прогрев бетона должен производиться с учетом площади рабочей поверхности, правил техники безопасности и безопасного обращения конкретно со сварочным аппаратом.
Перед применением сварочного приспособления в прогревании рабочей поверхности, будь то бетонная стяжка пола, фундамент или что-либо другое, необходимо проконсультироваться с грамотными и опытными профессионалами.
