Как прогревать бетон с помощью трансформатора

Прогрев бетона при помощи трансформатора

Строительные работы, как правило, ведутся не только в теплое время года, но и зимой. В этот холодный период соорудить бетонную конструкцию возможно только при помощи обогрева. При низких температурах воздуха особенности веществ сильно меняются, что непременно оказывает отрицательное влияние на его качество и прочность. В процессе зимнего строительства на помощь может прийти трансформатор для подогрева бетона, который можно использовать несколькими методами. Также при работе с бетоном будет полезен такой инструмент как затирочная машина.

Зачем прогревать бетон?

Если температура воздуха на улице ниже + 5 градусов, и при этом необходимо залить фундамент или любую другую конструкцию, для начала важно знать, зачем прогревать бетон трансформатором. На этот вопрос есть простое и логическое объяснение: при минусовой температуре замерзает вода, входящая в состав раствора из цемента. На поверхности это видно практически сразу, но и внутри материала через пару часов вода превращается в кристаллики льда, микроскопического размера. То есть раствор местами застывает, а местами просто замерзает.

Из этого следует, что вода в инертном состоянии не вступает в реакцию с цементом, гидратация не происходит, следовательно, материал не затвердевает как полагается. К тому же вода увеличивается в объеме превращаясь в лед. Вследствие этого фундамент будет рушиться изнутри. Трансформатор для прогрева бетона, цена которого не слишком высока, послужит отличным помощником в подобной ситуации и позволит избежать разрушения фундамента.

А здесь вы прочитаете про станки для резки камня и для чего они используются.

Как пользоваться трансформатором?

Прежде чем приступить к строительным работам, необходимо знать, как прогревать бетон трансформатором. Существует несколько способов проведения таких работ. Для начала рассмотрим один из них.

Прогрев бетона трансформатором – технология не из простых, но в тоже время она и не слишком сложна. Главное следовать инструкции, представленной ниже.

• необходимо разместить в опалубке, еще до заполнения ее растворам, специально предназначенные для этого нагревательные провода. Практика показывает, что стальные с 3-х миллиметровой жилой дают отличный итог. Провод с жилой 1,2 мм ПНСВ в поливинилхлоридной изоляции тоже предотвращают промерзание. Отлично подойдут и ПНСЖ – проводники 2 на 1,2 мм;
• прокладывать нагревательные элементы следует так, чтобы они не соприкасались с арматурой, опалубкой, а так же друг с другом;

Важно! При заливке раствора в опалубку нужно следить за тем, что бы провода были покрыты смесью со всех сторон. В противном случае из-за плохого отведения тепла, нагревательный элемент просто перегорит.

• опалубка вместе с проводниками заполняется раствором;
• подключается трансформаторная станция (понижающая с постоянным током) к выходам нагревательных элементов.

Важно! Когда трансформатор подключен, нужно контролировать качество прогрева. Для этого на этапе заполнения опалубки предусматривают скважины в виде тонких трубочек. Через них снимают показатели температуры.

Для прогревания бетонной конструкции преимущественно использовать трансформаторные системы типа ТМОБ, КТП или КТПТО. Такие устройства создают постоянный ток из переменного, сила которого высока, за счет чего провода быстро нагреваются в бетоне. Существуют трансформаторы, прогревающие бетон без закладывания проводов в опалубку. Например, станция КТПТО 80 дает возможность подключения напрямую к каркасу из арматуры.

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.

Прогрев бетона сварочным трансформатором

Прогреть небольшую конструкцию, например, фундамента можно и при помощи сварочного двухфазного трансформатора. Прогрев бетона сварочным трансформатором схож с вышеописанным процессом прогрева. Предварительно рассчитав методику прогрева, необходимо поделить провод ПНСВ на нужное количество кусков необходимой длины. К каждому из них докрутить провод алюминиевый с одной и с другой стороны. Это будут холодные концы. Их длина должна дотягиваться до трансформатора, при этом места скрутки должны находиться в опалубке.

Отрезки необходимо уложить в опалубку. Для того, что бы избежать замыкания, провода следует подвязать креплениями из пластика к арматуре. После этого можно заливать фундамент раствором, и подключать холодные концы к сварочному трансформатору. К холодным концам предварительно можно припаять клеммы, определив где плюс, а где минус. Клеммы подключаются к обратному выходу и к прямому выходу трансформатора сварочного аппарата, предварительно установив на нем минимальный ток.

Далее следует измерить ток: на каждом отдельном отрезке должно быть до 20 Ампер, на сварочных проводах – до 240 Ампер. Еще один способ прогрева бетона сварочным трансформатором – использование электродов.

1. Уложить в опалубку электроды. Их необходимо последовательно соединить так, чтобы получились отделенные друг от друга отрезки.
2. Подключить прямой провод к одному из отрезков, обратный – к другому отрезку.
3. Чтобы контролировать ток между электродами можно использовать лампу накаливания.

Вывод

Такие способы чаще всего используют в домашних условиях. В промышленных же постройках применяют только специализированные устройства, обеспечивающие прогрев бетона трансформатором. Видео в сети интернет по данной теме, позволит ближе познакомиться с технологией обогрева бетонных конструкций. Ведь увиденный принцип работы намного понятнее по сравнению с прочитанным. К тому же перед тем, как приступить к одному из вышеперечисленных процессов обогрева конструкций при зимнем строительстве, следует внимательно изучить все схемы и принципы работы трансформаторов. В интернете можно найти еще много информации по запросу «прогрев бетона трансформатором», отзывы людей, уже проделывавших такую работу, а так же многочисленные советы специалистов с огромным опытом в данной сфере.

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.

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:

1. 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.
2. Нарезка производится сегментами равной длины, после чего их сворачивают спиралью (Ø 30,0-45,0 мм).
3. Укладка спиральных ниток производится в арматурный каркас или их располагают в фанерном или деревянном каркасе (опалубке).
4. 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
5. 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:

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.

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.

Зачем нужен трансформатор для прогрева бетона

Так как одним из основных компонентов бетона является вода, заливать смесь при минусовых температурах не рекомендуется. Вода при охлаждении не только превращается в твердый лед, но еще и расширяется. Следовательно, бетонная конструкция утратит прочность, что неизбежно приведет к ее скорому разрушению. Чтобы не происходило подобного, в помощь строителю — трансформатор для прогрева бетона.

Функциональные особенности

Климатические условия в нашей стране славятся особой суровостью, поэтому строителям часто приходится работать во время мороза. Именно для тех случаев, когда срочно необходимо соорудить бетонную конструкцию, но температура воздуха на улице никак не поднимается выше нуля, были созданы специальные устройства, основная задача которых — обеспечивать те самые условия, необходимые для нормального застывания бетона.

Принцип работы устройства

Трансформатор для обогрева бетона работает от электричества. Такие устройства широко используются строителями, в результате чего возведение различных конструкций из бетона значительно ускоряется и упрощается, особенно в холодное время года.

После приготовления бетонная смесь подогревается посредством электричества, причем сам бетон, будучи включенным в электрическую сеть, играет роль проводника. При этом энергия из электрической превращается в тепловую. Это может происходить прямо в цементной смеси или на ее поверхности. Все зависит от разновидности использующихся проводов и электродов.

С помощью трансформатора бетон можно нагреть до определенной температуры за определенный промежуток времени. Главное — правильно подобрать необходимую мощность тока. У того, кто пользуется таким оборудованием, разумеется, есть возможность выбирать один из нескольких режимов подогрева, что также повышает производительность и делает работу более эффективной.

Такой трансформатор годится для прогрева большого объема бетонной смеси. Если же из бетона нужно возвести какую-нибудь небольшую конструкцию, то применение этого оборудования считается нецелесообразным.

При высокой мощности тока бетонная смесь может нагреться до температуры более 80 градусов, при этом скорость нагрева строитель может регулировать по своему усмотрению. Если увеличить мощность тока, то на нагрев потребуется всего на несколько минут. Если же, наоборот, уменьшить мощность, то процесс будет длиться дольше.

Способы прогрева

Есть два основных способа прогрева бетона посредством электрического тока в специально для этого предназначенном трансформаторе. Один из этих способов подразумевает использование проводов ПНСВ, а при другом способе применяются электроды. При прогревании залитого застывающего бетонного раствора обязательно нужно утеплять, а лучше теплоизолировать прогреваемый объем. В противном случае бетон в разных местах прогреется по-разному. А это, в свою очередь, приведет к уменьшению прочности готовой бетонной конструкции.

Для прогрева бетона проводами применяются так называемые ПНСВ.

Это название является аббревиатурой и расшифровывается так:

буква «П» обозначает, собственно, «провод»;

«Н» в этой аббревиатуре указывает на то, что провод является «нагревательным»;

«С» здесь говорит о том, что жила этого провода изготовлена из «стали»;

«В» свидетельствует о наличии у провода изоляционного слоя, в качестве которого выступает поливинилхлорид.

Провода ПНСВ могут иметь разную толщину. Радиус самого тонкого из них — всего 0,6 мм, а самый толстый имеет диаметр 3 мм. При укладке провода ПНСВ нельзя допускать, чтобы он контактировал с землей или с опалубкой. Также провод не должен выходить за пределы залитого бетона.

Источником питания является либо масляный трансформатор с пятью температурными режимами, либо сухой трансформатор, имеющий всего три температурных режима. При варьировании различных величин невысокого напряжения изменяется мощность нагрева. В среднем для прогрева одного кубического метра бетона таким методом потребуется чуть более 50 м провода.

Способ прогрева бетонной смеси с применением электродов отличается простотой и небольшими финансовыми затратами. Именно поэтому такой метод сегодня широко используется на строительных площадках в нашей стране. В свою очередь, прогрев бетона таким способом может выполняться либо внутренними электродами, либо поверхностными. Первые могут представлять собой либо стержни, выполненные из арматурной стали толщиной около 1 см, либо струны, которые следует укладывать в опалубку еще до заливания бетонной смеси. Ну а поверхностные электроды могут представлять собой пластины или полосы.

На электроды можно подавать ток различного напряжения, в зависимости от того, присутствует ли арматурный каркас или нет:

• если каркас есть, нельзя допускать, чтобы напряжение тока превышало 127 Вольт;
• если отсутствует, этот показатель напряжения может быть увеличен примерно в два или даже в три раза.

Вообще, нельзя допускать, чтобы напряжение в этом случае было меньше 220 Вольт, но оно не должно быть больше 380 В.

Критерии выбора

При выборе трансформатора для прогрева бетона необходимо принять во внимание размер возводимой конструкции. Кроме того, немалое значение имеет степень утепления и температура окружающего воздуха. Скажем, если строительные работы планируется проводить во время не очень большого мороза, то можно воспользоваться менее мощным, и, следовательно, более дешевым устройством.

Выбирая трансформатор, в первую очередь следует обратить внимание на его мощность. Ведь от этой характеристики зависит время, которое понадобится на выполнение определенного объема работы.

В том случае, если необходимость прогревать бетон возникает достаточно редко (например, не чаще одного раза в год), выгоднее не покупать трансформаторную станцию, а брать ее в аренду. В этом случае можно не только хорошо сэкономить, но и подобрать нужную мощность, а также определиться с другими техническими параметрами устройства для реализации конкретного строительного проекта. Аппаратуру можно взять на сутки, заплатив за это определенную сумму (обычно около 15 долларов). Разумеется, можно арендовать устройство и на большее количество времени, но тогда суммарная стоимость будет увеличиваться.

Прежде чем покупать или брать в аренду прогревочный трансформатор для бетона, нужно узнать, посредством чего оно может выполнять нагрев: с помощью электродов или с помощью проводов ПНСВ.

Трансформатор ТСДЗ-63

У этого устройства имеется 3 различных значения низкого напряжения. Подключаться оно должно в сеть напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Работать без перерыва оно может достаточно долго как при 45-градусном морозе, так и при температуре в плюс 20 градусов.

К преимуществам этой трансформаторной станции относятся также ее небольшой вес и малые размеры. Автомат предотвращает выход из строя из-за резких скачков напряжения и из-за коротких замыканий в сети. Прежде чем подключать установку в сеть, необходимо выполнить заземление.

Модель КТПТО-80

Эта конструкция представляет собой масляный 3-фазный трансформатор. У нее есть 5 ступеней переключения напряжения (минимальное — 55 В, а максимальное — 95 В). Подключать оборудование можно в сеть с напряжением в 380 В и в 42 В.

Станция КТПТО-80 широко используется строительными организациями. К ее основным преимуществам относятся надежность, низка цена и высокое качество работы.

Трансформаторы для нагрева бетона многим людям помогли возвести прочные и долговечные бетонные конструкции во время суровой зимы. Ведь если при небольшом морозе всего в минус 5 или в минус 10 градусов выручить еще могут специальные компоненты, добавленные в смесь, то когда столбики термометров упадут ниже отметки в 25 градусов, единственное, на что можно будет положиться — это трансформаторная станция.

Трансформаторы для обогрева бетона — какой выбрать?

В осенне-зимний период, при понижении температуры, время затвердевания бетона увеличивается, что замедляет строительство. При сильных морозах вода в растворе кристаллизуется и его качество резко снижается, при размораживании он крошится, этого допускать нельзя и работы останавливаются. Решить проблему помогут современные методики электрического разогрева смеси, для чего понадобится специальный трансформатор для прогрева бетона.

Зачем прогревать бетон

Чтобы бетон набрал технологическую твердость, оптимальной считается температура 20ºС при относительной влажности не менее 95%. При этом критичная прочность в 70% набирается в течение суток, а полное отвердевание наступает через 28 дней. Снижение температуры замедляет гидратацию цемента и для застывания требуется больше времени.

Частичное решение проблемы – введение специальных присадок. Но при температурах окружающей среды ниже -5ºС лучшим решением является обогрев раствора при помощи электрических систем, запитанных от трансформатора. Они позволят ему быстро набрать критичную твердость при любой температуре.

Принцип работы

Понижающий трансформатор для подогрева бетона представляет собой устройство, обеспечивающее питание электродов или греющего кабеля от одно- или трехфазной сети. Он заключается в стальной кожух, и оснащается системами охлаждения, автоматического регулирования и панелью управления.

Переменный ток из сети подается на катушку высокого напряжения, по закону электромагнитной индукции через магнитопровод он возбуждает низковольтную ЭДС во вторичной катушке низкого напряжения, которая выдерживает большие токи. К зажимам подключаются греющие электроды или специальный нагревательный кабель.

Управляющий блок регулирует выходную мощность, необходимую для нормальной работы системы электроподогрева при изменении температуры воздуха. Перед катушкой высокого напряжения устанавливается предохранитель, он понадобится для отключения оборудования, если прогревочный трансформатор для бетона перегружается, или при угрозе короткого замыкания. Для контроля работы катушки низкого напряжения в ее цепь включен амперметр.

Подключение трансформатора для прогрева бетона и работа всей системы основана на свойстве проводника выделять теплоту при прохождении по нему тока. Сначала устанавливается опалубка, в которой сваривается арматурный каркас. Затем на нем раскладывается нагревательный провод ПНСВ сечением 1,2 мм, хотя есть и другие варианты, но этот дешевый и практичный. Холодные концы выводятся наружу, после чего происходит заливка и трамбовка строительной смеси.

После заливки раствора кабель подключается к станции (трансформатору) для обогрева бетона, и прогревает его до 80ºС со скоростью не более 10ºС в час. При этом время прогрева бетонной смеси зависит от температуры окружающего воздуха. Амперметр обмотки низкого напряжения все это время показывает ток 14-16 А. После достижения максимальной температуры ее опускают до 40ºС не более, чем на 5ºС в час и удерживать для достижения монолитом критической прочности.

При обогреве электродами, укладываемыми в качестве арматуры, принцип прогрева схож с проводными системами. Подключение конструкций, представляющих собой электроды, к трансформатору производится через специальный кабель. При работе следят за током в обмотке низкого напряжения, поскольку при затвердевании бетона, электрическое сопротивление повышается и ток уменьшается.

Виды и характеристики трансформаторов

При выборе агрегатов для прогрева бетона учитываются основные технические и эксплуатационные характеристики трансформаторов:

• максимальная мощность;
• выдаваемое напряжение;
• система охлаждения;
• наличие управляющей автоматики.

Трансформаторы бывают с воздушным охлаждением от окружающей среды и устройства, тепло от обмоток которых отводится минеральным маслом. Вторые агрегаты мощнее и надежнее.

КТПТО-80

Популярный трансформатор для быстрого прогрева бетона – КТПТО-80 с масляным охлаждением. Он работает от трехфазной сети на 380 В с мощностью 80 кВт. Он обогреет до 40 кубов бетона при температурах от -40 до 10ºС.

К его достоинствам относят простоту, возможность подключения другого оборудования. При больших объемах прогреваемого бетона – условие параллельной работы трансформаторов – достаточная мощность внешней сети.

Среди недостатков отмечают громоздкость и необходимость регулярного ТО. Модернизированные варианты имеют меньшие габариты и вес, оборудуются системами автоматического контроля.

СПБ-20

Трансформаторная подстанция для прогрева бетона с сухим воздушным охлаждением. Подключается к сети с напряжением питания 380 В, мощность до 20 кВт. Отлично справляется с небольшими объемами до 20 кубометров. Рабочие температуры находятся в диапазоне -40ºС-+5ºС.

Достоинством относят небольшую массу и габариты, надежную систему защиты, неприхотливость. Недостаток – ненадежные переключатели регулировки напряжения сети.

ТСДЗ-63/0.38

Трансформатор двухобмоточной конструкции с выходной мощностью до 63 кВт. Рассчитан на длительную эксплуатацию в широком диапазоне температур от -45ºС до +20ºС. Отличается небольшим весом и габаритами.

К преимуществам относят наличие воздушной системы охлаждения с принудительной вентиляцией, качественную защитную автоматику. К недостаткам – выход вентилятора системы охлаждения останавливает работу трансформатора.

ТСДЗ-80/038 УЗ

Трансформатор для прогрева бетона ТСДЗ-80/038 УЗ имеет сравнительно небольшие габариты и массу, мощность 80 кВт, подключается к трехфазной сети. Принудительное охлаждение обмоток обеспечивается двумя вентиляторами, встроенными в корпус.

К достоинствам относят возможность подключения автоматики, к недостаткам зависимость от работы вентиляторов, отсутствие регулировки выходного напряжения.

ТСЗП-80/0.38

Конструкция этого трансформатора обеспечивает шесть ступеней напряжения в диапазоне 45-100В. Это обеспечивает эффективное управление процессом прогрева бетонного монолита. Система естественного охлаждения облегчает конструкция и является одним из преимуществ этого оборудования. К недостаткам этого оборудования относят недостаточно стабильную работу автоматики.

Прогрев бетона трансформатором, стоит дорого, поскольку на это расходуется много электроэнергии. Но это окупается преимуществами данной методики:

• Возможность круглогодичного выполнения строительных работ;
• Увеличение прибыли за счет сокращения сроков не в ущерб качеству;
• Повышение конкурентоспособности на рынке;
• Рациональность организации рабочей силы и логистических потоков;
• Гарантия высокого качества готового бетона;
• Уменьшение доли присадок в растворах, что ведет к их удешевлению.

Выбор трансформатора осуществляется в зависимости от объема прогреваемого бетонного раствора. При необходимости подключаются несколько подстанций, обеспечивающие равномерное повышение температуры в монолите.

Прогрев бетона сварочным аппаратом

При электропрогреве бетона в температурных условиях ниже +5°C используют специальные масляные или воздушные трехфазные трансформаторы для понижения напряжения сети 200 или 380 В. Но в случае небольших объемов при заливке фундамента на дачном участке своими руками, например, иногда рациональнее использовать сварочный аппарат (двухфазный), который зачастую уже имеется в наличии, а не покупать или арендовать тот же ТСЗП-80. Способ для так называемых «домашних условий».

Такое решение имеет место быть, хотя, и сопряжено с определенными трудностями. Попытаемся разобраться в них для типов греющих элементов ПНСВ провода и электродов.

Прогрев бетона сварочным аппаратом и ПНСВ проводом

Схема работы здесь точно такая же, как и при использовании масляных трансформаторов. Вся тонкость в расчетах. Итак, для обогрева бетона сварочным трансформатором вместе с проводом нам понадобится сварочник 150-250 А, ПНСВ кабель, алюминиевый кабель холодных концов, амперметр (клещи) и изолента, на тканевой основе.

Для примера приведу расчет для прогрева плиты 3,8 м 3 размером 4x5x0,19 м при температуре воздуха около -12°C и сварочным аппаратом на 250 А. Итак, ПНСВ провод нарезаем на отрезки длиной по 18 метров. Длина определялась опытным путем и для вашего случая, возможно, будет другой. Каждый из таких отрезков способен выдержать ток до 25 А. Соответственно, для суммарных 250 ампер возможно использовать 10 отрезков. Но чтобы не пускаться в крайности и оставить небольшой запас будем ориентироваться на 8 проводов.

К каждому куску ПНСВ с обеих сторон докручиваем алюминиевый провод такой длины, чтобы сама скрутка находилась в бетоне, а холодные концы дотянулись до трансформатора. Саму скрутку изолируем изолентой.

Укладываем отрезки провода, подвязывая их к арматуре пластиковыми креплениями или изолированным проводом, чтобы избежать замыкания. Для плиты провод можно закрепить чуть ниже верхнего армирующего слоя. Выходы каждого провода надо маркировать, например (+) и (-). Или можно концы развести по разным сторонам конструкции. Также очень удобно соединить фазы (плюсы отдельно, минусы отдельно) между собой на изолированной поверхности (текстолит) с клеммами.

После заливки бетона сразу же подключаем наши клеммы к прямому и обратному выходам сварочного аппарата, установленного на минимальный ток. Измеряем ток на сварочных проводах (должен быть до 240 А) и на каждом отрезке (должен быть до 20 А). По мере нагревания сила тока будет падать, и ее надо будет увеличивать на аппарате.

В итоге плита данных габаритов приобрела нужную прочность за 40 часов. Также после заливки бетона, его рекомендуется укрыть защитной пленкой для предотвращения иссушения. При особо низких температурах сверху на пленку можно положить слой утеплителя.

Видео по укладке ПНСВ провода можно посмотреть ниже:

Прогрев бетона сварочным аппаратом и электродами

При этом способе греющими элементами выступают электроды, вживляемые в бетон. И ток течет непосредственно через раствор. Из этого вытекает и главный недостаток прогрева сварочным аппаратом вместе с электродами: опасность поражения электрическим током находящимся рядом людей. Безопасным считается напряжение до 36 В. Если оно выше, то необходимо озаботиться недопущением на обогреваемый объект людей и животных. Также есть мнение, что подобные арматурные электроды быстро изнашивают сварочный трансформатор.

Электроды (пруты арматуры) укладывают в конструкцию, соединяя последовательно таким образом, чтобы получилось два изолированных друг от друга отрезка. К одному из них подключаю прямой провод, к другому – обратный. Для контроля тока между двумя электродами подключают лампу накаливания (опционально). Очень важно измерять температуру бетона для недопущения его обезвоживания и растрескивания. Залитую конструкцию не забудьте укрыть пленкой и утеплителем во избежание потерь тепла и влаги.

Прогрев бетона в зимнее время: методы

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:

1. электродным;
2. проводом ПНСВ;
3. электропрогревом опалубки;
4. индукционным обогревом;
5. 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.

Отправить заявку

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).

Пример техники: Подстанция для прогрева бетона КТПТО-80
Отправить заявку

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.

Минусы: трудоемкость изготовления; низкий КПД (при заливке фундамента смесь нагревается 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 м3 бетона.

Плюсы: низкая цена; равномерный прогрев.

Минусы: сложный расчет; ограниченность применения (балки, колонны и т. д.).

Отправить заявку

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.

Плюсы: простота и доступность.

Минусы: подходит только для небольших, тонких конструкций; инфракрасное тепло распространяется неравномерно.

Инфракрасный нагреватель должен быть устойчивым к сильному ветру и способным долгое время работать без дозаправки.