Строительство бетонных монолитов при минусовых температурах осложняется неравномерным застыванием смеси. Вода быстро превращается в лед, процесс гидратации останавливается, в результате прочность готовой постройки нарушается. Прогрев бетона помогает избежать этих проблем.
Добиться необходимой температуры бетонной смеси можно пятью способами:
-
электродным;
-
проводом ПНСВ;
-
электропрогревом опалубки;
-
индукционным обогревом;
-
инфракрасным теплом.
Рассказываем, в каких случаях используется каждый из них.
Электродный прогрев
Принцип действия основывается на способности бетонного раствора проводить ток. Электроды располагают внутри и на поверхности смеси. После подключения к трансформатору образуется электрическое поле и происходит нагрев. Добиться оптимальной температуры можно изменением выходных параметров трансформатора.
- простота монтажа и высокий КПД;
- позволяет прогреть конструкцию любой толщины и формы.
- требует проведения расчетов и долгой подготовки;
- высокие энергозатраты (не менее 1000 кВт на 3–5 м3 смеси).
Что нужно знать об электродном прогреве
1. По мере схватывания бетона, его электрическое сопротивление меняется нелинейно. Чтобы избежать потери тепла и влаги, после завершения установки электродов необходимо укрыть поверхность утеплителем. Им может стать фанера с прокладкой из пенопласта, шлаковата, картон, опилки, доски и т. д. Осуществлять работы без утепляющего материала нельзя.
2. Прогрев с помощью сварочных аппаратов не рекомендуется по ряду причин:
-
при вживлении электродов в бетон ток проходит непосредственно через раствор – отсюда вытекает опасность поражения людей и животных;
-
допустимое напряжение – 36 В, в противном случае опасность удара током становится критичной;
-
сварочный трансформатор не предназначен для таких нагрузок и быстрее изнашивается.
3. Постоянный ток при прогреве бетона электродами использовать недопустимо: он способствует электролизу. Вода разлагается и не кристаллизируется. Застывание смеси становится невозможным.
4. Подходят электроды четырёх видов:
|
Вид электродов |
Описание |
Схема подключения |
|
Пластинчатые |
Это металлические пластины, которые помещаются с разных сторон конструкции между бетоном и опалубкой. |
 |
|
Полосовые |
Полосы металла 20–50 мм шириной. Подходят для прогрева горизонтальных элементов – например, плит или бетона, который соприкасается с грунтом. Подключаются по очереди к разным фазам с одной стороны конструкции, либо с разных сторон аналогично пластинчатым электродам. |
>
|
|
Струнные |
Размеры: 2–3 м в длину и 15 мм в ширину. Часто используются при прогреве колонн. Устанавливаются в центре конструкции. Электрическое поле образуется между опалубкой с токопроводящим листом и струной. |
 |
|
Стержневые |
Подходят для конструкций сложной формы. Вставляются прутья арматуры диаметром до 15 мм, после чего их подключают к различным фазам трансформатора. Обеспечивают сквозной прогрев. |
 |
5. Трансформатор для прогрева бетона в зимнее время должен отличаться высокой мощностью, иметь защищенный корпус, быть удобным для транспортировки и выдерживать длительную работу при минусовых температурах.
Пример техники:
Артикул:
Прогрев бетона проводом ПНСВ
Один из самых эффективных и безопасных способов. При прохождении тока через провод ПНСВ выделяется тепло, нагревая смесь. Расход – в среднем 60 м на 1 м3 бетона. Этот провод часто используется как напольный обогреватель в частном секторе.
- несложно предсказать «поведение» и отрегулировать температуру, бетон нагревается постепенно, набор прочности происходит плавно;
- существенно ускоряет процесс застывания;
- подходит для повторного использования;
- устойчив к возгоранию за счёт покрытия изоляцией;
- отличается прочностью и не перегибается;
- эффективен при экстремальных температурах;
- устойчив к воздействию кислотной и щелочной среды.
- требует точных расчетов и подготовительных работ.
Что нужно знать о проводе ПНСВ
1. Укладка кабеля в холодное года должна выполняться таким образом, чтобы он не касался опалубки, земли, а также не выходил за пределы бетона. После того как опалубка будет залита бетонной смесью, дождитесь, пока она начнет застывать, затем подключите трансформаторную подстанцию и регулируйте температуру.
2. Секции монтируются на одинаковом расстоянии нагревательных проводов относительно друг друга (примерно 15 см). Смесь прогреется равномерно.
3. Закрепить провод на арматурном каркасе, вдоль которого он протянут, следует так, чтобы риски повредить его при подаче бетона в траншею отсутствовали.
4. Температура смеси измеряется в процессе изотермического прогрева каждые два часа. Этот пункт входит в содержание технологической карты на электрообогрев нагревательными проводами монолитных конструкций.
5. 70 В – напряжение, которым следует ограничиться при проведении работ. Поэтому при эксплуатации может потребоваться понижающий трансформатор (ПТ).
Артикул:
Электропрогрев опалубки (контактный метод)
Этот способ предполагает изготовление опалубки, в которую заранее будут закладываться нагревательные элементы. Они отдают бетону свое тепло при нагреве и ускоряют твердение. Электропрогрев опалубки происходит снаружи, через контактную поверхность.
- доступность.
- трудоемкость изготовления;
- низкий КПД (при заливке фундамента смесь греется лишь частично).
Индукционный обогрев
Применяется с армированными конструкциями. Металлические элементы, содержащиеся внутри них, станут сердечниками. Изолированный кабель выполняет роль индуктора и размещается петлями вокруг арматуры. Количество мотков провода и сечение необходимо рассчитать предварительно. Вдоль кабеля пускается переменный ток, образующий электромагнитное поле. Затем происходит нагревание армирующих элементов, от них тепло переходит к бетону, постепенно распространяясь по всей смеси.
Расход электроэнергии достигает 150 кВт/ч на 1 кубический метр бетона.
- низкая цена;
- равномерный прогрев.
- сложный расчет;
- ограниченность применения (балки, колонны и т. д.).
Артикул:
Инфракрасный подогрев
Инфракрасные лучи нагревают поверхность непрозрачных объектов, распространяя тепло на весь объем. При применении инфракрасного подогрева бетонную конструкцию необходимо окутать прозрачной пленкой – она задержит тепло, пропустив лучи через себя. Подходит для прогрева железобетона. Инфракрасный нагреватель должен быть устойчивым к сильному ветру и способным долгое время работать без дозаправки.
- простота и доступность.
- подходит только для небольших тонких конструкций;
- инфракрасное тепло распространяется неравномерно.
Артикул:
Выводы
-
Электродный прогрев подойдёт для раствора любой толщины и формы, но требует больших энергозатрат (около 1000 кВт на 3–5 куб. м.).
-
Провод ПНСВ равномерно нагревает смесь и отличается безопасностью эксплуатации: кабель изолирован, температура легко регулируется.
-
Контактный метод требует изготовления опалубки под заказ и не может обеспечить равномерный обогрев.
-
Индукционный способ применим исключительно с армированными конструкциями.
-
Инфракрасным теплом можно прогреть только небольшой слой бетона.
Также в нашем интернет-магазине представлены дизельные станции для прогрева бетона. Узнать, сколько стоит оборудование с учетом скидки, можно у наших менеджеров. Стоимость доставки зависит от габаритов и массы товара.
Меню
Прогрев бетона в зимнее время
Бетонный раствор обретает прочность только при положительной температуре. Это обуславливается тем, что вода под воздействием низких температур расширяется и превращается в ледяные кристаллы, которые разрывают внутренние связи раствора и полностью лишают его прочности. Именно поэтому многие строители стараются закончить все работы по возведению несущих бетонных конструкций еще летом или, по крайней мере, осенью (при положительной температуре воздуха).
Однако очень часто строительные компании сжаты сроками сдачи объектов и вынуждены работать даже зимой; в таком случае заливаемый бетон необходимо прогревать.
Бетон нуждается в подогреве сразу, как только температура воздуха за окном опустилась ниже +5 градусов. В этот момент строителям, ведущим бетонные работы, следует ознакомиться с возможными способами прогрева бетона. К ним относят:
- Прогрев бетона кабелем ПНСВ;
- Греющим кабелем на 220В (маркировка КДБС);
- И обогрев с помощью термоматов.
Рассмотрим подробнее каждой из этих технологий.
1. Прогрев бетона кабелем ПНСВ
Для электропрогрева бетона используют провод марки ПНСВ. Чаще всего строители выбирают провод диаметром 1,2 мм, но иногда используют также кабель диаметром 1,4 мм и более. Чем больше диаметр провода, тем выше его мощность и устойчивость изоляции к механическим повреждениям.
Провод ПНСВ обычно скручивают в спирали диаметром 30-40 мм, так как в таком виде их удобно хранить и монтировать.
После того, как провод ПНСВ скрутили в нагревательные спирали, его оснащают «холодными концами». «Холодные концы» – это тоже провод, но большего сечения, чем ПНСВ. Их наличие необходимо потому, что рабочий ток для погруженного в бетон провода ПНСВ составляет примерно 15А; на воздухе такое значение тока недопустимо велико, поэтому выводы от получившейся нагревательной спирали оснащают так называемыми «холодными концами» длиной 50-100 см, выполняемыми обычно проводом АПВ-4.
Соединение нагревающих проводов с «холодными концами» и между собой производят скруткой, провода под скрутку зачищают на 8-10 см. Место соединения 2-х проводов изолируют х/б лентой, более стойкой, чем полимерная.
Укладка и соединение кабеля ПНСВ должны проводиться квалифицированными электриками строго в соответствии с монтажной и принципиальной схемой, так как любые неисправности электрической части работы неизбежно приводят к значительным материальным убыткам.
После того, как провод уложили в опалубке, его подводят к станции для прогрева бетона и затем начинают осуществлять прогрев.
ТИПЫ СТАНЦИЙ ДЛЯ ПРОГРЕВА БЕТОНА.
Станции для прогрева бетона бывают сухими и масляными. Сухие имеют наименование – ТСДЗ или СПБ, а Масляные – КТПТО.
|
Станция для прогрева бетона ТСДЗ/ СПБ |
Станция для прогрева бетона КТПТО |
|
|
|
|
|
Трансформаторы для прогрева бетона используются для прогрева большого объема бетонной смеси. Если же из бетона нужно возвести какую-нибудь небольшую конструкцию, то применение этого оборудования считается нецелесообразным, и профессионалы рекомендуют рассмотреть альтернативные, более экономичные методы прогрева.
2. Прогрев бетона кабелем КДБС
Технология прогрева бетона нагревательным кабелем КДБС – эффективный и доступный способ прогрева малых бетонных конструкций, изготавливаемых в деревянной опалубке. Этот метод не требует применения специальных дорогостоящих трансформаторов и станций. Он успешно применяется при заливке небольших монолитных конструкций, колонн, тумб, стенок; при подаче бетона из миксера на объекте, а также при использовании глубинных вибраторов для уплотнения укладываемого бетона, так его изоляционный слой считается наиболее прочным.
В процессе прогрева бетона кабель КДБС нагревается до 60 градусов. Такая температура не приводит к перегреву или кипению бетона, что положительно сказывается на однородности и прочности бетонной конструкции – без микротрещин и пустот.
При прогреве бетона кабелем на 220В необходимо не забывать и учитывать следующие моменты:
- До начала работ необходимо замерить сопротивление кабеля КДБС и сверить его с данными, приведенными в паспорте;
- Для того, чтобы правильно рассчитать необходимый объем кабеля, необходимо учесть его радиус обогрева, который составляет ~ 15см;
- Рекомендуемое расстояние между проводами при укладке должно быть примерно 25 см, при этом сам провод должен быть полностью погружен в бетон;
- Кабель КДБС необходимо крепить непосредственно к армируемой конструкции с помощью обычных кабельных стяжек; крепление вязальной проволокой не допускается из-за возможности повредить изоляционный слой кабеля;
- Греющий кабель КДБС запрещается укладывать внахлест, наращивать и укорачивать;
- После завершения монтажа провода важно вновь замерить сопротивление кабеля, сверить его с паспортными данными и убедиться, что провод нигде не поврежден и готов к использованию;
- Прогрев бетона с помощью кабеля КДБС занимает от 3 до 7 дней в зависимости от температуры воздуха. Работать данным проводом можно при температуре от +5 до -25 градусов.
3. Прогрев бетона Термоматами
Третий по популярности метод прогрева бетона – это технология обогрева термоматами. Термомат внешне выглядит, как обычный мат, но внутри состоит из нескольких слоев:
- Инфракрасный нагревательный слой;
- Теплоизолирующий слой, наполненный воздухом;
- Несколько слоев из теплоотражающего материала;
- Влагоустойчивый слой.
На залитый бетон термомат укладывается греющей стороной. Однако прежде, чем положить термомат на будущее издение, необходимо накрыть раствор полиэтиленовой пленкой. Это нужно для того, чтобы не произошло преждевременного испарения воды из бетонной смеси и не нарушилось ее сцепление. Только после того, как пленку уложили, поверх нее укладывают термоэлектрические маты и затем подключают их к источнику питания (схема подключения — параллельная). Для того, чтобы бетон обрел прочность 70%, необходимо обеспечить прогрев матами на протяжении 8-12 часов.
После того, как бетон обретает нужную прочность, термомат отключают от сети. Снимать термомат с бетона сразу не рекомендуется – необходимо оставить его остывать на поверхности готовой конструкции в течение еще двух часов, чтобы температура изделия медленно выровнялась с температурой окружающей среды.
ПРОГРЕВ БЕТОНА – ЭТО ВЫГОДНО?
Исходя из тех факторов, что для заливки бетона зимой, необходимо использовать довольно дорогостоящие инструменты и материалы, многие делают вывод о том, что строить зимой не выгодно.
Это обуславливается также тем, что зимой короче световой день, а значит, для обеспечения полноценного трудового дня на объекте необходимо продумать систему освещения, наличие теплых помещений и проч. Однако не все так грустно, как кажется.
Зима – это время, когда сильно падает спрос на строительные материалы и услуги, но компании, предоставляющие их, продолжают существовать и работать. Более того, почти все предлагают сниженные цены на строительные материалы, услуги по их доставке и проч. Цены на аренду техники и различных устройств (опалубка и тд.) также становятся значительно ниже. Все эти смягчающие факторы в конечном счете приводят строителей к такому выводу, что стоимость летнего и зимнего строительства примерно одинакова.
Да, зимой строительство протекает медленнее; да, зимой нужно проводить больше подготовительных мероприятий для обеспечения качественного результата. Но строить зимой можно, и более того – при наличии трансформаторов для прогрева бетона, дизельных генераторов (если строительный объект большой и требуется прогревать большие объемы бетона), строительные компании могут сэкономить на материалах и услугах и, кроме того – соблюсти все сроки, не приостанавливая ход строительства. Ведь не секрет, что погодные условия в некоторых регионах нашей страны весьма непредсказуемы, и планируя приостановить работу в ноябре до марта из-за внезапного наступления зимы, мы рискуем отложить строительство на полгода и даже более.
Для серьезных строительных компаний такое решение может стоить еще дороже.
В заключении скажем, что способ прогрева греющим проводом не единственный, но один из самых надежных и окупаемых, так как все дорогостоящее оборудование имеет большой рабочий ресурс и прослужит еще много зим. Надеемся, что данная статья была познавательной и интересной, а полученные знания помогут Вам выбрать правильный способ прогрева бетона в зимнее время и все необходимое для этого оборудование.
Оборудование для прогрева бетона:
Мы принимаем: 
Всем известно, что холода не лучшее время для работ с бетоном, однако, все же иногда возникает необходимость проведения бетонирования в зимнее время.
Зачем нужно прогревать бетон
Работы по бетонированию можно проводить при температуре не менее +5 градусов. После преодоления этой отметки набор прочности бетоном замедляется, и смесь теряет свои качества.
Причина этому — замерзание и расширение воды при температуре ниже нуля, из-за чего сильно замедляется процесс гидратации (т.е. схватывания и набора прочности бетона). Внутри бетонной смеси возникает давление и качество бетона снижается. Помимо этого, вокруг компонентов бетона возникают ледяные пленки, что нарушает связь между ними. В итоге, залитая при отрицательной температуре бетонная смесь после оттаивания утратит большую часть своих свойств.
Чем в более раннем возрасте замерзнет вода в бетоне тем больше снижается его качество и прочность. Поэтому в зимнем строительстве практикуют укладку бетона, уже набравшего определенную прочность, укладывая его непрерывно (чтобы избежать «холодных швов»).
Бетонирование конструкций в зимних условиях регулируется СНИПом 70.13330
Чтобы иметь возможность проводить работы по зимнему бетонированию, сохранив изначальные качества бетона, существуют различные способы его прогрева.
При какой температуре применяют зимнее бетонирование
Как уже упоминалось выше, для набора прочности температура бетона при прогреве в зимнее время не должна опускаться ниже +5 градусов.
Способы прогрева бетона зимой
Можно выделить 3 группы:
- предварительный нагрев смеси;
- обогрев залитой смеси;
- химические противоморозные добавки.
1.Предварительный разогрев смеси
Он заключается в разведении смеси из предварительно разогретых компонентов. Температура подбирается в зависимости от расстояния до места укладки смеси, способа ее транспортировки и температуры воздуха.
Что необходимо соблюсти при приготовлении смеси для зимнего бетонирования:
- повысить содержание цемента;
- снизить соотношение воды к цементу;
- нагреть зернистые компоненты до + 35°C;
- нагреть воду до + 70°C;
- нагретую воду сначала смешать с зернистым наполнителем, только затем добавить цемент;
- добавить противоморозные и воздухововлекающие добавки;
- разогреть смесь до температуры не более +30°C;
- время перемешивания смеси увеличить в 1,25 — 1,5 раза.
Также отличается и порядок подачи компонентов при смешивании в бетономешалке:
- сначала зернистый заполнитель и основная часть воды;
- несколько оборотов;
- затем оставшаяся часть воды;
- перемешивать как минимум 1,5-2 минуты.
При укладке смеси важно, чтобы ее температура не опустилась ниже +15 градусов. После окончания работ конструкцию необходимо накрыть теплоизолирующим материалом, чтобы бетон набрал прочность в тепле.
2. Методы прогрева бетона
Метод термоса
Данный метод применяется при температуре не ниже -15 градусов.
Метод термоса подразумевает собой укладку бетонной смеси положительной температуры (не менее 10 градусов) в утепленную опалубку. Осуществляется прогрев до 50-70 градусов, затем тепло сохраняется с помощью теплоизоляционных материалов.
Таким образом бетон набирает прочность благодаря содержанию тепла и экзотермической реакции (выделение тепла) при гидратации цемента.
Максимальный эффект тепловыделения дают портландцементы и другие высокопрочные быстротвердеющие цементы.
Для повышения эффективности метода можно использовать противоморозные добавки.
Прогрев бетона в зимнее время проводом ПНСВ
Прогрев бетона кабелем ПНСВ один является одним из самых эффективных способов и часто применяется при прогреве массивных конструкций. У него есть ряд преимуществ:
- провод ПНСВ нагревает бетон постепенно, и набор прочности происходит плавно;
- можно регулировать температуру;
- провод прочный и устойчив к возгоранию;
- можно использовать при очень низких температурах;
Из недостатков можно выделить необходимость подготовки и точных расчетов.
Кабель не должен касаться земли, опалубки, выходить за пределы самого бетона, в общем — взаимодействовать с воздухом. Особенность метода заключается в применении “холодных концов”, подключенных в местах выхода ПНСВ из бетона. После заливки смеси, как она начнет застывать, подключается трансформатор. Схема прогрева бетона проводами в зимнее время может быть однофазной или трехфазной.
Также важно, чтобы расстояние между линиями было минимум 15мм, сила тока не была выше 15А, а длина секций была в два раза меньше, чем напряжение в трансформаторе.
Средний расход провода — 60 м на 1 м3 смеси.
- Индукционный метод прогрева бетона
- Инфракрасный метод прогрева бетона
- Прогрев бетона электродами
- Прогрев бетона тепловой пушкой
Под индукционном прогревом понимается нагрев стальной опалубки, арматурных деталей и изделий с помощью электромагнитного поля катушки-индуктора. Применяется при незначительных габаритах отдельных элементов армированной конструкции.
Бетон поглощает инфракрасные излучение выделяя тепло. Для нагрева используют кварцевые и трубчатые металлические излучатели.
Обычно с помощью инфракрасного прогрева отогревается арматура, промороженная бетонная поверхность или тепловая защита уложенной смеси.
Электропрогрев бетона чаще применяется на больших стройках. Технология заключается в прогреве бетонной смеси электродами при помощи трансформаторов. Тепло выделяется при пропускании электрического тока через смесь.
Обычно используются пластинчатые электроды. Пластины прикрепляются к опалубке, в местах соприкосновения с бетоном. Затем подключаются к разноименным фазам сети.
Такой способ зимнего бетонирования применяется при температуре воздуха примерно от -5 до -15 градусов. Для обогрева над бетонной конструкцией сооружается «палатка» из пленки ПВХ, под нее устанавливаются тепловые пушки. От температуры под шатром зависит скорость набора прочности бетоном. Обычно требуется около 1-3 суток такого прогрева для набора 50% прочности.
Использование химических добавок
Для бетонирования в зимних условиях производятся специальные добавки. Можно купить бетон с уже добавленными химикатами либо сделать смесь самостоятельно.
Самые популярные и эффективные химические добавки — хлорид и нитрат кальция. Их применяют для снижения температуры замерзания воды и ускорения процесса затвердевания бетона. Бетонную смесь с химическими добавками можно укладывать при температуре до -20 градусов.
Из побочных эффектов — возможна коррозия арматура или появление высола (белого налета) на бетоне. Поэтому такие добавки строго дозируются.
- хлорид кальция (ХК);
- нитрат кальция (НК);
- смесь, состоящую из нитрита кальция и нитрата кальция (ННК);
- смесь из нитрита, нитрата и хлорида кальция (ННХК);
- хлорид натрия (ХН);
- нитрит натрия (НН);
- сульфат натрия (СН);
- карбамид (мочевина);
- поташ (П);
- формиат натрия;
- фильтрат технического пентаэритрита.
Есть ли плюсы у бетонирования в зимний период?
Несмотря на все сложности можно выделить и плюсы:
- сокращение сроков строительства
- более низкие цены на строительные материалы и рабочую силу
- удобнее хранить материалы (не впитывается влага от земли, а от снега можно просто укрыть)
- можно проводить работы на слабом грунте
- облегченный въезд на строительную площадку, т.к. грунт замерзший.