Содержание

прогрев бетона пнсв

Кабель ПНСВ для электропрогрева бетона

При строительстве монолитных зданий в холодное время, для лучшего затвердевания раствора, необходимо обеспечить оптимальную температуру и уровень влажности. При проведении работ зимой важно поддерживать нужную температуру раствора.

На сегодняшний момент существует три основных способа обогрева раствора:

Бетонирование в тепляках. Вокруг заливки выполняется построение теплицы и с помощью тепловентиляторов, газовых или дизельных тепловых пушек производится обогрев тепляка. Этот способ довольно дорогой, особенно при строительстве крупных объектов.
Обогрев термоматами. Этот способ предназначен для нагрева емкостей с жидкостями, которые применяются как оборудование для бетонирования зимой. Недостатком способа является отсутствие возможности прогревать раствор сразу после его заливки и последующего уплотнения. Сверху заливку на непродолжительное время покрывают матами, благодаря чему прогревается верхний слой. Этот вариант подходит при строительстве малых конструкций. Для обогрева стен он не подходит, для колонн — необходимо дождаться схватывания раствора, а ведь именно для этого он и применяется.
Обогрев греющим проводом, находящимся внутри бетона. Данный вариант является самым востребованным. Наглядный пример – теплые полы.

Технология использования

Кабель помещается в раствор, с подачей напряжения он нагревается и нагревает раствор. Важно правильное расположение проволоки. Расстояние между витками должно быть допустимым, кольца под трехфазное питание – верно скоммутированными.

Электропрогрев заключается в передаче бетону тепла от поверхности заложенных в него греющих проводов, нагреваемых током до температуры 80 °C. Благодаря хорошей теплопроводности материала, тепло легко распространяется. Самая большая эффективность достигается с использованием кабелей, их основой является стальная жила 1,2 – 3,0 мм в диаметре. Прогонная нагрузка, допускаемая на 1м кабеля — 80 — 160 ватт в зависимости от диаметра жилы и электрического сопротивления.

Прогрев производится до необходимой прочности. В качестве нагревательного элемента, как правило, используют специальные провода ПНСВ с оцинкованной жилой. Жила от 1,2 до 3 мм в диаметре, изолирована поливинилхлоридным материалом.

Элементы питаются от электрической сети через трансформаторы, понижающие напряжение посредством нескольких ступеней. Это позволяет регулировать мощность выделяемого тепла в зависимости от температуры воздуха. Одна подстанция типа КТПТО-80/86, СПБ-80 может обслужить примерно 20 — 30 м 3 раствора. Такими проводами обогреваются монолитные бетонные конструкции любого типа при температуре воздуха до -30 градусов. На 1 м3 монолита потребуется примерно 60 метров нагревательного провода ПНСВ с диаметром стержня 1,2 мм.

От объема материала, который необходимо прогреть, и требуемой электрической мощности зависит выбор количества элементов для нагрева. Каждая конструкция сопровождается своей технологической картой, в ней указывается продолжительность прогрева, время остывания и сила тока в элементах. Эти характеристики определяются регулярными предварительными замерами.

Прогрев бетона проводом ПНСВ выполняется при большой силе тока и низком напряжении в нагревательном элементе. Для понижения напряжения в марках ТСДЗ, СПБ или КТПТО используют специальные подстанции, мощность которых зависит от напряжения.

Длина одной секции кабеля на напряжение 220 В:

кабель с диаметром жилы 1,0 мм — 80 м; 1,2 мм — 110 м; 1,4 мм — 140 м;
напряжение – 380 В;
рекомендуемое напряжение питания — 55-100 В;

Удельная мощность тепловыделения:

конструкции неармированные — 35-40 Вт/п.м.;
армированные — 30-35 Вт/п.м.;

Среднее сопротивления жилы:

кабель с диаметром жилы 1,2 мм — 0,15 Ом/м; 1,4 мм — 0,10 Ом/м;

расход — 50-60 п.м./м3;
удельная мощность — 1,5-2,5 кВт/м3.

Ориентировочные цены на провод, предназначенный для прогрева конструкций из бетона, представлены ниже. При использовании первичного сырья (первичка) повышается прочность изоляции кабеля и расширяется температурный диапазон его применения (от -60 до +50°C).

Калькулятор / Расчёт нагревательного провода ПНСВ

Твердение бетона при низких температурах воздуха существенно замедляется, и при ее значениях ниже 5°С бетон необходимо прогревать. Прогрев бетона осуществляется специальным греющим проводом, укладываемым в конструкцию до её бетонирования.

Нагревательный провод ПНСВ (Провод нагревательный со стальной жилой, с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката или полиэтилена). Используется для ускорения прогрева бетона монолитных конструкций в зимнее время.

Свойства ПНСВ таковы, что рабочий ток погруженного в бетон провода следует выбирать в 14–16 А. При таком токе (14–16 А) провод ПНСВ будет нормально работает в бетоне, однако на воздухе быстро выходит из строя, поэтому «холодные концы» ПНСВ выполняются из провода АПВ–4 длиной 0,5–1 метр.

Поэтому провод ПНСВ четко отрезают на отрезки определённой длины, чтобы ток в проводе, погруженном в бетон, составлял 14–16 А.

Такими «нитками» прогревочного провода ПНСВ укладываем внутри вашей бетонной конструкции

Шаг витками нагревателей 50–150 мм, если ж/б конструкция контактирует с грунтом (подготовки под полы, фундамент и т. п.), шаг 150–200 мм в местах подливках под колонны и местных заделках шаг 25–70 мм

Такая «нитка» провода ПНСВ обогревает конструкцию толщиной 100 мм, если конструкция толще, то провода ПНСВ внутри вашей конструкции укладывают в ярусы с шагом 80–100 мм по высоте.

Напряжение прогрева = 75 В (третия ступень прогревочных станций). Одной понижающей трансформаторной подстанцией типа СПБ-80, КТПТО-80/86 обогревают 20-30 м³ бетона. Возможно греть небольшие объемы бетона трансформатором 380/36 В. Обычно для провода ПНСВ-1,2 для КТПТО (то есть на 75 В): “нитка” = 28 метров, «отрезок для тройки» = 17 метров.

Подача напряжения осуществляется после окончания бетонирования (температура заливаемого бетона в зимнее время должна быть не ниже +5 °С).

Электропрогрев бетона ведётся в трёхстадийном режиме:

разогрев бетона, при скорости подъёма температуры не более 10 °С/ч
изотермический прогрев, при этом максимальная температура бетона должна быть не более 80 °С
остывание бетона со скоростью не более 5 °С/ч

Подъём температуры бетона происходит за счёт переключения положений трансформатора с 55 В до 95 В при длине нагревательного провода в бухте 28 м. Температуру прогреваемого бетона контролируют электронным термометром Отключение электропрогрева выполняется после набора бетоном прочности 70 % от проектной.

На практике укладку проводов ПНСВ в бетонную конструкцию используют соединением в «треугольник» или «звезду». Провода делят на три равные группы, провода каждой группы соединяют между собой параллельно, полученные три набора проводов соединяют концами в три узла и подключают к трем выходным зажимам станции – соединение «треугольник». При соединении нагрузки «звездой» в конструкции устанавливают набор «троек» — трех отрезков провода равной длины, соединенных предварительно одним концом в узел. Свободные концы всех «троек» соединяют в три узла и подключают к выходным зажимам трансформатора прогрева бетона.

Прогревание бетона проводом: технологии, расчеты, советы

Ни одно строительство не обходится без такого материала, как бетон. Иногда он требует прогрева, а это процесс достаточно серьезный. Здесь важно знать в точности всю технологию процесса. От этого напрямую зависит прочность и долговечность изготавливаемого материала. Самый распространенный способ – прогрев бетона проводом.

Зачем прогревают бетон?

Строительство зданий, сооружений и прочих конструкций с использованием раствора в зимнее время не обходится без обогрева. Как правило, гидратация раствора при отрицательных температурах полностью не проходит. А еще вы можете прочитать про марку бетона для ленточного фундамента, его типы, технология заливки, самостоятельный расчет. Он затвердевает не целиком, некоторые участки смеси замерзают. После оттаивания связь смеси будет нарушена, что непременно скажется на качестве и долговечности сооружения.

Зимой электрический прогрев конструкции обязателен. Процесс затвердевания смеси ускоряется в определенных (плюсовых) температурных условиях. При этом не нарушается структура связующей смеси, и не страдает прочность непосредственно самой конструкции. Вот зачем прогревают бетон проводом в холодное время года.

Каким материалом воспользоваться?

Самым распространенным материалом для этого является провод нагревательный ПНСВ. Он прост в применении, к тому же сравнительно недорогой. Состоит из оцинкованной или стальной однопроволочной жилы, имеющей круглую форму, и полиэтиленовой или ПВХ пластикатовой изоляции. Такой материал используют для прогрева в температурных условиях от + 5 градусов и ниже. На этой странице вы сможете узнать про пропорции для приготовления бетона, его компоненты и параметры.

Способ прогрева бетона проводом ПНСВ достаточно прост. ПНСП сильно нагреваются и передают тепло конструкции. Для проведения процедуры одного нагревательного элемента не достаточно. Понадобится трансформаторная подстанция (понижающая), которая имеет систему, отвечающую за регулировку тепловой силы. Исходя из внешних изменений температурного режима, устройство регулирует тепловую мощность. Именно от такой подстанции и будет происходить нагрев. Такая установка позволяет нагревать смесь до 30 куб.м.

Как рассчитать обогрев конструкции?

Расчет прогрева бетона проводом заключается в следующем: на один кубический метр смеси понадобится примерно 60 метров ПНСВ. Учитывается так же площадь, вид конструкции, необходимая электрическая мощность. Необходимая длина секции нагревательного элемента также может завесить от напряжения трансформаторной подстанции. То есть чем ниже ее напряжение, тем меньше нужна длина. Перед тем как приступать к расчету, прочитайте про бетон для фундамента: состав, пропорции, основные марки. А так же про то, какой расход цемента в бетонной смеси: основные качества составляющих, пропорции цемента в различных марках бетона, допустимые погрешности.

Провод ПНСВ, будучи погруженным в раствор, нормально функционирует при рабочем токе в 14-16 Ампер. Поэтому преимущественно выбирать именно такой показатель рабочего тока. При этом на открытом воздухе с таким показателем нагревательный элемент достаточно быстро выходит из строя. Вследствие этого его холодные концы (часть, которая должна остаться за пределами конструкции) должны состоять из другого провода – АПВ. Их длина обычно составляет от полуметра до метра. Оптимальным напряжением будет третья ступень трансформаторной подстанции – 75 Вольт.

Перед тем как прогреть бетон проводом, следует разработать субъективную для конкретной конструкции технологическую карту и составить схему укладки нагревательного элемента. Схема прогрева бетона проводом обычно выглядит так: чертеж конструкцией с обозначениями мест укладки провода. Он обычно укладывается змейкой, не соприкасаясь друг с другом. На чертеже обязательно следует определить точки выхода (холодных концов) нагревательного элемента.

Технология прогрева: пошаговое руководство

После того, как произведены все расчеты, составлена технологическая карта и схема, можно приступать к процессу прогрева:

Нагревательный элемент следует уложить равномерно в места заливки. Он не должен соприкасаться с другими своими частями. Так же следует следить, чтобы нагревательный элемент не выходил за пределы конструкции и не касался опалубки.
Прежде чем вывести концы кабеля за пределы обогрева, следует соединить холодные концы с нагревательными выходами, спаяв их. Для того, что бы тепловое поле хорошо сохранялось, рекомендуется участки пайки обвернуть металлической фольгой.
При помощи мегомметра следует провести тест-проверку для того, чтобы обеспечить размеренную нагрузку тока по фазам.
Заливают конструкцию раствором бетона.
На этом этапе через трансформаторную подстанцию (понижающую) можно подавать ток.

Это один из самых простых способов, как осуществить прогрев бетона проводом. Видео по теме поможет лучше разобраться и понять, что собой представляет технологический прогрев бетона.

Обогрев конструкции без трансформатора

Прогрев бетона проводом без трансформатора осуществляется при помощи специального финского кабеля «БЕТ» или электрической резиновой кабельной греющей секции. И «БЕТ», и греющий кабель работают от обычной розетки питания с напряжением 220 Вольт. Так же как и прогрев бетона проводом ПНСВ, процесс его прогрева без трансформатора прост: материал укладывается в места заливки по соответствующей схеме, бетонируется, а выведенные концы подключаются к сети.

Из всего вышесказанного, следует вывод, что технология прогрева бетона проводом не представляет особой сложности. Главное в этом деле – правильный расчет и точная схема, по которой следует максимально точно распределить нагревательный элемент по бетонной конструкции. А здесь вы сможете узнать про бетон марки М200.

Технология и схема укладки провода ПНСВ для прогрева бетона

Как известно, бетон набирает полную прочность за 28 дней, однако при минусовых температурах процесс затвердевания бетонной массы претерпевает серьезные изменения. Вода, входящая в состав строительного раствора, превращается в лед, и бетонная смесь застывает медленнее, из-за чего готовая постройка теряет часть прочностных характеристик, крошится и разрушается. Чтобы этого не происходило, рекомендуется использовать специальный провод для прогрева бетона – провод ПНСВ.

Благодаря этому нагревательному кабелю, срок застывания бетона сокращается до нескольких дней (а иногда и часов) что имеет немаловажное значение, когда строительные работы ведутся зимой.

Принцип работы и разновидности проводов

Для прогрева бетона в зимнее время, перед началом заливки раствора (после закладки армокаркаса) на рабочую поверхность укладывается провод определенного сечения и напряжения. После этого заливается бетонная смесь, а прогревочный кабель подключается напрямую к сети или к трансформатору. Благодаря этому происходит прогрев бетона, который застывает намного быстрее. При этом, под воздействием температур, структура раствора не меняется, поэтому можно не опасаться, что смесь начнет пузыриться или трескаться.

Сегодня для подобных работ используется три типа кабелей для обогрева:

КДБС (кабель двухжильный для бетона в секциях). При использовании этого кабеля, его можно подключать к сети 220В, благодаря чему отпадает необходимость использования трансформатора. Кроме этого КДБС кабель проще всего монтировать (не требует подрезания), а благодаря специальным муфтам, он легко укладывается по выбранной схеме. Однако, стоят такие провода довольно дорого (от 1020 рублей за погонный метр). Еще один минус – кабель используется только один раз, так как после затвердевания бетонной массы, его невозможно демонтировать.
BET – двухжильный кабель, разработанный по финским технологиям. Такие провода также работают без трансформатора и подключаются напрямую. Кабель ВЕТ отличается своей экономичностью, так как для прогрева 1 м 3 бетонной поверхности потребуется порядка 20-25 м провода.
ПНСВ (одножильный провод нагревательный со стальной жилой и виниловой изоляцией). Это самая дешевая система прогрева бетона (от 1 рубля за погонный метр), поэтому ее чаще всего используют при строительстве в частном секторе. Для использования нагревательного провода ПНСВ требуется подключение к трансформатору (при определенных условиях возможно подключение напрямую). Однако, после обогрева бетона, провод можно использовать повторно (например, в качестве системы «теплого» пола или «анти льда» для лестниц).

Так как наибольшей популярностью в строительной сфере пользуется прогрев бетона проводом ПНСВ, то его мы рассмотрим подробнее.

Особенности нагревающих проводов ПНСВ

Кабель ПНСВ представляет собой стальную жилу диаметром от 1,2 до 3 мм и сечением от 0,6 до 4 мм 2 , покрытую изоляцией ПВХ или полиэстера. Благодаря этому изолирующему материалу, провод не перегибается, не переламывается и отличается устойчивостью к возгораниям.

Чаще всего электропрогрев осуществляется при помощи проводов минимального диаметра 1,2 мм. Однако, практика показывает, что лучше использовать ПНСВ на 3 мм, особенно если вы планируете производить ручное уплотнение раствора. Дело в том, что изоляция такого кабеля будет намного прочнее, поэтому в случае некачественного питания, вероятность перегрева будет минимальной.

Также стоит обратить внимание на еще одну отличительную характеристику прогревочных кабелей этого типа – наличие «холодных окончаний». Эти ответвления выходят за границы бетонной плиты. Для «холодных окончаний» применяют провода АПВ (алюминиевые токопроводящие жилы), соединяющие сам кабель с питающей трассой.

Характеристики ПНСВ

Если говорить о технических параметрах провода для прогрева бетона, то провод ПНСВ характеризуется следующими показателями:

сопротивлением 0,15 Ом/м;
температурным режимом от -60 до +50 о С;
расходом порядка 50-60 м на 1 м 3 ;
возможностью прокладки провода при температуре от -25 до +50 о С (но, монтажные работы рекомендуется производить при температуре не ниже -15 о С).

При этом рабочий ток нагревательного провода, располагающегося в бетонной толще, составляет 14-16 А.

Важно! Показатели рабочего тока «работают» только, когда провод находится непосредственно в бетонной массе. Если подключить его на открытом воздухе, система подогрева бетона перегорит.

ПНСВ провод для прогрева бетона крепится на сетке армирующего каркаса и питается от понижающего трансформатора (лучше, если он будет состоять из нескольких ступеней, тогда вы сможете менять интенсивность нагрева, в зависимости от температуры воздуха). Согласно техническому регламенту для работ рекомендуется использовать прогревочную подстанцию КТП ТО-80/86 (также часто используют СПБ-80), способную обеспечить обогрев площади порядка 20-30 м 3 . Подключается трансформатор к трехфазной сети на 380 В (обязательно выполняется заземление корпуса).

Если вы планируете использовать кабель для прогрева бетона без трансформатора напрямую от сети 220 В, то длина провода должна составлять 120 м, поэтому намного удобнее и безопаснее все же использовать подстанцию.

Также стоит учитывать, что длина провода зависит от принципа заливки фундаментального основания. Для армированных и неармированных конструкции значения отличаются. Чтобы рассчитать длину греющего провода, обратите внимание на таблицу ниже.

Однако, настоятельно рекомендуем обратиться к технологической карте 37-03 (смотри ниже), чтобы получить более точные данные. В этом документе вы также найдете расчет прогрева бетона (от 8 до 72 часов), в зависимости от температуры окружающей среды и модуля прочности конструкции.

Прогрев бетона проводом ПНСВ

Физический процесс застывания

Бетонирования является одним из самых распространенных технологических процессов при ведении строительства. Он применяется не только для создания фундаментов, но и различных перекрытий, опор и капитальных стен. Затвердевание цементно-песчаной или цементно-гравийной смеси происходит в ходе химической реакции гидратации, когда молекулы воды и вещества, в ней растворенные, создают новое химическое соединение.

Она является необратимой и сопровождается выделением некоторое количество тепла, которое при положительных внешних температурах поддерживает взаимодействие веществ в течение первых семи суток после заливки бетона в опалубку.

Однако его может быть недостаточно, если строительство ведется в демисезонный и тем более в зимний период, когда наружные температуры опускаются значительно ниже нуля. В этом случае часть веществ в химическую реакцию не вступает, что значительно снижает фактическую прочность бетонных конструкций.

Кроме того, неизрасходованная вода замерзает и расширяется, разрушая их изнутри. Чтобы такого не происходило, применяются различные способы прогрева залитой массы. Самым простым и эффективным является укладка внутри массива тепловыделяющего электрического кабеля, каким и является провод ПНСВ.

Провод ПНСВ, устройство и характеристики

Греющий провод ПНСВ – это одна стальная жила (она может быть простой или иметь цинковое защитное покрытие) в оболочке из винила. Собственно, это исходит из расшифровки аббревиатуры его названия:

Провод.
Нагревающий.
Стальная жила.
Виниловая оболочка.

Действует он за счет своих резистивных качеств: электрическое сопротивление стали достаточно высоко, а чем длинней проводник, тем его удельное значение выше, как и степень разогрева при пропускании электрического тока.

Промышленностью выпускается три вида провода ПНСВ, отличающихся диаметром внутренней жилы: 1, 1.2, а также 1.4 мм. Их основные технические характеристики приведены в таблице ниже.

Способы подключения греющего кабеля ПНСВ

Нагревательный провод ПНСВ подключается к сети переменного тока 380 или 220 вольт. Если рассчитанная потребляемая мощность всех секций превышает 5 кВт, питание осуществляется через силовой трансформатор. Обязательно предусматривается возможность регулировки силы подающегося тока, поскольку технология процесса достаточно сложна и зависит от внешних условий – температуры воздуха и скорости ветра.

Как правило, используется трехфазная сеть, а нагревательные секции подключаются к ней двумя известными способами:

Треугольником, в этом случае напряжение 380 вольт.
Звездой – напряжение 220 вольт.

В отдельных случаях допускается одиночное подключение. Как между двумя фазами, так и между фазой и землей.

Схемы прогрева бетона проводом ПНСВ с использованием трехфазной сети приведены на рисунках ниже.

Монтаж кабеля ПНСВ

Кабель монтируется внутри опалубки до начала заливки бетона. Обычно его крепят мягкой алюминиевой проволокой к арматуре, хотя правилами техники электробезопасности это и не приветствуется. Жесткость стальной жилы достаточно велика, поэтому минимальный радиус закругления не может быть менее 25 см.

Особенно актуально это правило при низких температурах. Несмотря на то, что по паспорту виниловая изоляция до –30 0 С сохраняет свои физические свойства, злоупотреблять этим не стоит. Уже при -10 0 С слишком крутой изгиб провода может привести к нарушению целостности слоя внешней изоляции.

Для равномерности прогрева секцию укладывают параллельными шлагами с расстоянием между ними не более 15 см по площади и на таком же расстоянии по вертикали. На практике выяснено, что для 5 куб. метров бетона требуется до 30 метров кабеля марки ПНСВ 1,2.

А также определено, что при напряжении 380 вольт длина одной секции должна быть 31 метр, а при напряжении 220 вольт – 17 метров. Тогда они будут прогреваться равномерно. Если же вы смонтируете секцию большей длины, то выделение тепла будет происходить не далее, чем за 5-6 метров от точки подключения к питающей сети.

Подключение кабеля к питающей сети осуществляется за пределами опалубки. Обычно это делается с помощью провода с мягкими алюминиевыми жилами, которыми плотно обматываются в несколько последовательных витков концы ПНСВ.

После застывания бетона провод для прогрева остается внутри его и может быть использован для систем обогрева типа «Теплый пол».

Технология прогрева бетонной массы

Фундаментальной ошибкой является мнение, что для достижения заданной конструктивной прочности бетона достаточно смонтировать греющий кабель и просто подключить его к сети. Процесс этот регулируемый и зависящий от множества параметров. Недопустим как недогрев, так и перегрев залитой бетонной массы.

Довести ее до кипения вам не удастся, поскольку виниловая оболочка плавится при 80 0 С. Это является своеобразным предохранителем. Но если она разрушится, вся греющая система выйдет из строя, а при соприкосновении провода с арматурой не исключено возникновение короткого замыкания.

Ниже, в качестве примера, приведена одна из технологических схем прогрева при включении секций «Звездой».

Первый этап, когда происходит поглощение основной массы воды и начинает формироваться кристаллическая структура в массе залитого бетона. В это время он нагревается до 55 0 С. Его длительность зависит от температуры наружного воздуха. Например, при –15 0 С она равна 5 часов, при –20 0 С – семь часов. Для поддержания процесса требуется напряжение на выходных обмотках трансформатора, равное 95 вольт.
Второй этап. Проводится для изотермического прогрева и создания кристаллической структуры в массе бетона. Питающее напряжение снижается до 75 вольт, а температура внутри залитой массы 55 0 С поддерживается за счет ее тепловой инерционности. Длительность и зависимость от внешней температуры такая же, как и на первом этапе. Однако при резком похолодании рекомендуется повысить напряжение до 85 вольт.
Третий этап. Стадия остывания. Набор 70-80% конструктивной прочности. Температура нагрева провода не более 20 0 С. Продолжительность 80 часов, если снаружи –15 0 С и 30 при –25 0 С.

Использование провода ПНСВ после застывания

Уложенные в бетонную конструкцию секции нагревательного кабеля остаются в ней навсегда и не теряют своих резистивных свойств. Поэтому есть смысл использовать их с целью повышения комфорта проживания. Нередко провод ПНСВ укладывают в бетонную стяжку пола специально. Однако это не лучшее решение, хотя и наиболее бюджетное.

При размещении нагревательного элемента под напольным покрытием следует учитывать возможные препятствия для рассеивания выделяемого тепла. В жилых комнатах таковыми являются места, где установлена корпусная мебель, основание которой плотно прилегает к полу. В них возникают зоны локального перегрева.

При длительном использовании провод постепенно истончается и, в конце концов, обрывается. Его замена связана с чрезвычайными трудностями, поскольку требует снятия напольного покрытия и разрушения бетонной стяжки.

Решением проблемы является использование саморегулирующегося нагревательного провода. Его конструкция состоит из двух медных жил, между которыми находится так называемая тепловая матрица – полупроводниковый элемент, проводимость которого изменяется по мере нагревания. Чем температура выше, тем выше сопротивление. Это приводит к тому, что сила тока, текущего по этому участку, уменьшается, из-за чего он остывает.

Такой нагревательный элемент работает при любых размерах – от кусочка длиной в несколько сантиметров до многометровой секции. Его можно перекрещивать с другими, подобными ему (с проводом ПНСВ такое делать категорически нельзя из-за опасности расплавления изоляции и возникновения короткого замыкания). Основным недостатком саморегулирующегося нагревательного провода является стоимость. Она в разы выше, чем одножильного резистивного.

Прогрев залитой бетонной массы с помощью греющего кабеля ПНСВ позволяет сократить срок достижения 80% конструктивной прочности с семи суток до двух-трех дней и не прекращать работы с наступлением холодов. Однако технология этого процесса довольно сложна, обычно его схема разрабатывается для каждого конкретного случая. Поэтому не прельщайтесь его видимой простотой. Обращайтесь к профессионалам, а при их отсутствии досконально изучите вопрос самостоятельно.

Прогрев бетона проводом ПНСВ: цели и технология

В этой статье нами будет изучена технология прогрева бетона проводом ПНСВ. Кроме того, мы затронем цели, которые преследует эта операция, методику расчетов нагрева и особенности самого провода, которые должна учитывать технологическая карта на процесс прогрева. Итак, в путь.

Греющий провод в опалубке.

Зачем греть бетон?

Всевозможные способы повышения температуры выложенной в опалубку смеси преследуют одну из двух целей:

Обеспечение набора прочности в зимнее время. При падении температуры монолита ниже нуля градусов вода в нем кристаллизуется, что полностью прекращает процесс гидратации цемента.

Кроме того: кристаллизация несвязанной воды разрушает бетон, расширяя его поры.

Ускорение схватывания и набора прочности в прочие сезоны. Повышение температуры смеси резко ускоряет все протекающие в ней процессы.

Поскольку в процессе схватывания цемент выделяет изрядное количество тепла, дополнительный нагрев зимой нужен смеси далеко не всегда.

ПНСВ провод для прогрева бетона в холодное время года используется, когда:

Температура уличного воздуха значительно ниже нуля.
Нет возможности обеспечить качественную теплоизоляцию опалубки.
Модуль поверхности монолита (отношение его площади к объему) превышает значение 10 м^-1.

Что представляет собой провод ПНСВ?

Внешний вид ПНСВ.

Характеристики

Оптовая цена провода диаметром 1,2 мм составляет 1,8 — 2 рубля/метр, что существенно дешевле медных аналогов (читайте также статью «Бетонные столбики – важный элемент строительства»).

Особенности использования

Технологическая карта прогрева бетона проводом ПНСВ должна учитывать ряд его особенностей.

Сталь имеет сравнительно высокое удельное сопротивление, что ведет к куда более сильному, чем у меди или алюминия, нагреву проводника при умеренных токах. Нормой для уложенного в бетон провода считаются 14-16 ампер; однако на воздухе такой ампераж расплавит изоляцию.

Практическое следствие: ПНСВ подключается к трансформатору или иному источнику тока проводом с меньшим удельным сопротивлением. Как вариант, подключение может быть выполнено проводом ПНСВ того же сечения, но сдвоенным.

Перехлесты и укладка соседних проводов на расстоянии менее 15 миллиметров недопустимы из-за вероятности перегрева с расплавлением изоляции и короткого замыкания.
Поскольку сталь не отличается высокой гибкостью, провод укладывается с плавными изгибами радиусом не менее 25 мм.
Укладка допустима при температуре окружающего воздуха не ниже -15 градусов. Инструкция связана с тем, что пластиковая изоляция при более низких температурах утрачивает эластичность и может быть нарушена при изгибе.
Для более равномерного нагрева бетонной смеси уложенный провод рекомендуется покрывать металлической фольгой толщиной 0,2 — 0,5 мм.
Нагревательную секцию можно собирать из нескольких отрезков; при этом допускается соединение не только через колодки, но и скрутками. Прогрев — мероприятие одноразовое, и контактирующие поверхности просто не успеют сколь-нибудь существенно окислиться.

А вот соединение так называемого «холодного» конца (провода, ведущего к трансформатору) с ПНСВ рекомендуется выполнять пайкой или через клеммную коробку.

Простейшая схема укладки для прогрева бетона проводом ПНСВ — змейка.

Методика прогрева бетона проводом ПНСВ обусловлена его механическими свойствами; в частности, коэффициентом теплового расширения. При нагреве температура монолита поднимается со скоростью не более 10С/час и опускается со скоростью не более 5С/час.

Превышение скорость может привести к росту внутренних напряжений и растрескиванию. Регулировка выполняется постепенным повышением и понижением напряжения на трансформаторе.

При использовании питания от 380В через понижающий трансформатор основной ограничивающий ток фактор — опасность перегрева самого ПНСВ. Проблема решается просто и изящно: схема укладки для прогрева бетона проводом ПСНВ при необходимости увеличения мощности включает несколько параллельно подключенных секций.

Расчет длины

Расчет прогрева бетона проводом ПНСВ опирается на две переменных:

Потребность объекта в тепле. Она, в свою очередь, зависит от температуры, силы ветра, степени теплоизоляции, марки цемента и формы монолита.

Бетон укладывается в теплоизолированную опалубку.

Максимальную удельную мощность провода. Для армированного бетона она берется равной 30 — 35 Вт/м, для неармированного — 35 — 40.

Дальше — простая арифметика. Так, для получения 4 КВт тепла в неармированной конструкции нам потребуется 4000 / 40 = 100 метров провода.

Несколько сложнее выполнить своими руками расчет максимальной длины отдельного участка. Здесь нужно знать удельное сопротивление стального проводника для разных сечений.

Провод для прогрева бетона — принцип действия, виды, укладка и монтаж

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.

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.

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:

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.
Нарезка производится сегментами равной длины, после чего их сворачивают спиралью (Ø 30,0-45,0 мм).
Укладка спиральных ниток производится в арматурный каркас или их располагают в фанерном или деревянном каркасе (опалубке).
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
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:

Использовать специальные присадки для смеси, позволяющие понизить точку замерзания раствора.
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.