Прогрев бетона электродами: технология, минусы, плюсы и особенности

Прогрев бетона электродами: схема подключения

Необходимо понимать, что метод подключения электроподогрева будет отличаться в зависимости от выбранного типа электрода. При работе с пластинчатыми электродами одна фаза подается на первый электрод, а вторая на расположенный с противоположной стороны. В результате мы имеем два электрода, которые находятся параллельно друг другу, на каждом есть фаза. В случае со стержневой арматурой к одной фазе подключаются первый и последний электроды в ряду. Остальные работают от 2-й и 3-й фазы.
Хотелось бы отметить, что не стоит пренебрегать монтажом трансформаторов. Они в некоторых случаях не нужны, но в большинстве ситуаций их имеет смысл установить. Так, температура прогрева бетона будет оптимальной, то есть не слишком высокой, в противном случае может появиться такой нежелательный эффект, как пересушивание. По этой простой причине имеет смысл подводить все электроды через понижающий трансформатор.

Способы установки электродов в конструкцию

Электродный прогрев бетона используется при возведении стен, колонн, диафрагм и других вертикальных элементов. Этот способ не подходит для изготовления плит.

В залитый раствор вставляют электроды с рассчитанным шагом (60–100 см), в зависимости от геометрии конструкции и погодных условий. Локальные перегревы отрицательно влияют на качество бетона, поэтому размещение электродов должно быть равномерным. Проект расстановки составляется с учётом основных норм:

Схема установки электродов в железобетонную конструкцию

• минимальное расстояние между электродами 200–400 мм;
• расстояние от электродов до стержней каркаса 50–150 мм;
• расстояние от электрода до технологического шва конструкции – не менее 100 мм;
• расстояние от крайнего ряда до опалубки – не менее 30 мм.

Если выдержать эти требования невозможно из-за размера или конструктивных особенностей прогреваемых поверхностей, электроды на опасных участках необходимо изолировать эбонитовой трубкой.

После заливки бетона нужно укрыть прогреваемый участок рубероидом, плёнкой или другим теплоизоляционным материалом – без дополнительного утепления проведение обогрева не имеет смысла.

Через понижающий трансформатор, подключенный согласно схеме, на электроды подаётся однофазный или трёхфазный переменный ток. Использовать постоянный ток нельзя, так как он запускает процесс электролиза. В электроцепь обязательно включают приборы контроля – по мере застывания требуется проводить корректировки параметров подаваемого тока.

Схема обогрева бетона с помощью кабеля

Сравнительная характеристика новой и предыдущей модели термоматов

ПРЕДЫДУЩАЯ МОДЕЛЬ	НОВАЯ МОДЕЛЬ
КОНСТРУКЦИЯ ТЕРМОМАТА	Греющий элемент свободно располагался между тентом и теплоизолятором. При неаккуратном использовании это приводило к его излому и выходу из строя термомата.	Повышена износостойкость и прочность термомата. Монолитные сегменты исключают коробление греющего слоя. Резистив внутри не ломается. Нагреватели стали вандалоустойчивы к повреждениям.
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ	Применялся утеплитель с худшими тепловыми свойствами, чем у современных теплоизоляторов.	Уменьшены теплопотери на 25%. Используется утеплитель с улучшенными теплоизоляционными свойствами.
УДОБСТВО ЭКСПЛУАТАЦИИ	При неправильном складывании термоматы могли сминаться, заламываться. Что приводило к нарушению контакта нагревателя.	Сегменты термомата не заламываются. Новая конструкция позволяет складывать термоматы любым удобным способом, а не только «гармошкой», как это требовалось ранее.
ВОДОНЕПРНИЦАЕМОСТЬ	Из за наличия воздушных прослоек при незначительном повреждении оболочки внутрь нагревателя попадала вода.	Повышена водонепроницаемость термоматов. За счет монолитности и герметичности новой конструкции между тентом и греющим слоем нет пустот. Вода не проникает внутрь нагревателя.
ТЕРМОСТОЙКОСТЬ	Использовалась пленка с нестабильной линейной зависимостью. При перегреве греющий элемент коробился. Это приводило к выходу термоматов из строя.	Повышена термостойкость. Пленка для производства резистивного элемента предварительно стабилизируется. Резистивный элемент не усаживается до 1800С.
САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙ ЭФФЕКТ	Нестабильные тепловые характеристики с небольшим отрицательным саморегулирующимся эффектом. При повышении температуры нагреватель увеличивал мощность и происходил перегрев.	Достигнут положительный саморегулирующийся эффект. Когда возникает опасность перегрева, нагреватель снижает мощность. Перегрева не происходит. Повышается срок службы термоэлектромата.

Как правильно подключать электроды?

Подключение электродов зависит от выбора материала. Для пластинчатого вида одну фазу подают на начальный электрод, а вторую на тот, который располагается с обратной стороны. То есть электроды располагаются параллельно, и на них подается фаза. Если используется арматура стержневого вида, то начальный и конечный электрод подсоединяются к одной фазе, а остальные будут функционировать от второй и третьей фазы. Также устанавливают трансформатор, но можно обойтись без этого процесса, это делают для того, чтобы бетон не пересыхал, а температура не была высокой.

Прогрев с помощью специальной опалубки

Специальные опалубки представляют собой термоактивные конструкции, в тело которых монтируются ТЭНы. В целях безопасности нагревающие элементы надежно изолируются от корпуса опалубки. Опалубка собирается из отдельных щитов, каждый из которых имеет индивидуальную маркировку. Щиты отличаются между собой электрическими параметрами (мощностью, силой тока и напряжением). Технические характеристики щита указываются на его паспортной табличке.

Для сохранения тепла, опалубки предварительно укрываются шлако- или стекловатными утеплителями.

Чтобы предотвратить утеплитель от увлажнения и механических повреждений, щит комплектуется фанерной крышкой. Опалубка на объекте бетонирования собирается в единый блок из отдельных щитов. Небольшие щиты собираются вручную. Для подогрева больших площадей применяются укрупненные панели, которые собираются в блоки грузоподъемными механизмами. Для подключения собранной опалубки к электрической сети служат специальные узлы управления. Они состоят из понизительных трансформаторов, системы электроснабжения и щита управления. Кроме этого, на объекте предусмотрены помещения для дежурного электрика или оператора.

Если температура наружного воздуха меньше +5° С, то перед укладкой бетона следует предварительно прогреть арматуру и ранее залитый бетон. Для этого поверхность бетонирования сначала накрывается урывочным материалом для бетона в зимнее время (брезентом, пленкой или тепляками) и на короткое время включается опалубка.

Преимущества специальной опалубки:

• простота конструкции и возможность быстрой ликвидации неполадок и замены повредившихся ТЭНов;
• универсальность, что позволяет сколько угодно, без ограничений использовать опалубку на различных объектах;
• простота в эксплуатации;
• позволяет работать с бетоном при температурах до -25° С; за счет беспрерывного бетонирования сокращается срок строительства;
• возможность поддержания времени заданного технологического процесса, обеспечивающего оптимальную температуру застывания бетона. Это достигается с помощью глубокого регулирования температуры.

К недостаткам относится высокая стоимость конструкции и сложности при прогреве участков со сложной конфигурацией.

Виды электродов для подогрева бетона

Чтобы бетон качественно набрал прочность, его прогревают электродами, для этого используют разные виды материала.

1. Электроды в виде пластин располагают на внутренней части опалубки, тогда контакт с раствором становиться лучше, и он хорошо подогревается. Раствор может сохраняться в теплом виде недолго.
2. Ширина электродов полосового вида составляет от 400 миллиметров, их располагают с обеих сторон. После того как подключается ток, начинается прогрев бетона вокруг электродов.
3. Электроды струнного вида используют для подогрева раствора в конструкциях цилиндрического типа, а также в колоннах. Электрод располагают по центру возводимой конструкции, а опалубку обматывают специальным листом, который проводит ток.
4. При стержневом виде, используется специальная арматура до 11 миллиметров, которую располагают внутри раствора на определенном расстоянии. Электроды, расположенные в крайних частях, должны располагаться на 40 миллиметрах от самой опалубки. Таким образом, прогревают бетон в конструкциях со сложными элементами.

Разновидности электролитов для прогрева бетона

В зависимости от вида и геометрии конструкции используются различные электроды для прогрева бетона. Для каждого из них разрабатывается своя схема подключения:

• Струнные.
• Стержневые.
• Пластинчатые.
• Полосовые.

Схема подключения электродов

Струнные. Изготавливают из арматуры длиной 2–3 м диаметром 10–15 мм. Используют для колонн и других подобных вертикальных конструкций. Подключают к разным фазам. В качестве одного из электродов может использоваться армирующий элемент.

Стержневые. Представляют собой куски арматуры толщиной 6–12 мм. Располагаются в растворе рядами с расчётным шагом. Первый и последний электрод в ряду подключают к одной фазе, другие – ко 2-ей и 3-ей. Используются для участка любой сложной геометрии.

Стержневые электроды для бетона

Пластинчатые. Подвешиваются на противоположные края опалубки без заглубления в раствор и подключают к разным фазам. Электроды создают электрическое поле, которое и прогревает бетон.

Расстановка пластинчастых электродов

Полосовые. Выполняются в виде металлических полосок шириной 20–50 мм. Их располагают на поверхности раствора с одной стороны конструкции и подключают к разным фазам. Используют для плит перекрытий и других элементов в горизонтальной плоскости.

Правила безопасности при электродном прогреве

Использование технологии прогрева бетона электродами на стройплощадке требует повышенного внимания к соблюдению правил безопасности:

Схема подключения электродов

• Прогрев заливки с армирующей конструкцией проводится при пониженном напряжении (60–127 В).
• Использование напряжения до 220 В возможно для прогрева локального участка, который не содержит никаких токопроводимых элементов (металлического каркаса, армирования) и не связан с соседними конструкциями.
• Прогрев напряжением до 380 В допустим в исключительных случаях для безарматурных участков.
• Электроды должны быть установлены в строго определенных проектом местах. Категорически нельзя допускать их соприкосновения с армирующими элементами – это приведёт к короткому замыканию и выходу из строя оборудования.

Электродный прогрев бетонной смеси необходимо выполнять в строгом соответствии с технологией. Нарушение временного или температурного режима, схемы расстановки электродов может привести к местным перегревам и недостаточному набору прочности, что впоследствии приведёт к появлению трещин в конструкции и возможному разрушению. При правильно выполненной работе раствор твердеет с равномерной усадкой, что обеспечивает однородную структуру полученного материала и прочность изделия при эксплуатации.

Видео по теме: Электропрогрев бетона

Публикации по теме

Популярные типы электродов по алюминию для дуговой сварки

Основные параметры вольфрамовых электродов для аргонной сварки

Виды и укладка прогревочного кабеля для бетона

Опалубка с подогревом

Электропрогрев бетона в зимнее время может осуществляться сразу же в опалубке. Это один из новых способов, который является очень эффективным. В щиты опалубки устанавливаются нагревательные элементы. В случае выхода из строя одного или нескольких из них, производится демонтаж неисправного оборудования. Его заменяют новым.

Оснащать инфракрасными обогревателями непосредственно форму, в которой застывает бетон, стало одним из удачных решений, которые принимали управленцы строительных компаний. Эта система способна обеспечить требуемыми условиями бетонное изделие, находящееся в опалубке, даже при температуре -25 ºС.

Помимо высокой эффективности представленные системы обладают высоким показателем полезного действия. Затрачивается совсем немного времени на подготовку к обогреву

Это крайне важно в условиях сильных морозов. Рентабельность нагревательной опалубки определяется выше, чем у обычных проводных систем

Их можно применять многоразово.

Однако стоимость представленной разновидности электрообогрева довольно высока. Она считается невыгодной, если нужно обогреть постройку нестандартных габаритов.

Когда используют электроды?

Каждый из вышеописанных способов используется в той или иной ситуации. Что же касается электродов, то и это не универсальное решение. К примеру, при заливке бетонной плиты он совершенно не эффективен. В этом случае лучше применить греющий провод. А вот если речь идет о какой-либо вертикальной конструкции, то тут электродный подогрев станет отличным решением.

Кстати, иногда используется естественный утеплитель, которого зачастую недостаточно. В этом случае в качестве дополнительного подогрева подойдет электрод. Но нужно понимать, что чем шире конструкция, тем ниже эффективность и выше стоимость, но к этому вопросу мы еще вернемся. К счастью, сегодня технология прогрева бетона таким способом освоена и широко применяется строителями со всего мира. Тем не менее на территории РФ большая часть построек использует подогрев проводами.

Условия заливки бетона в зимний период

• Транспорт, в котором перевозится раствор, должен быть утеплен, чтобы не происходила потеря тепла. То есть он должен быть закрытым.
• Укладываемый бетон и опалубка должны быть подогретыми, раствор укладывают и сразу утрамбовывают.
• На прокладываемую арматуру и опалубку не должен попадать снег. Для того чтобы прогреть опалубку и раствор нельзя использовать горячую воду.
• Нельзя производить заливку на замерзшую почву или конструкцию.
• Первые дни температура раствора должна быть не менее +10 градусов, все помещения, которые прилегают к постройке, должны быть отапливаемые.

При низкой температуре затвердевание раствора прекращается, в результате нарушается основная структура конструкции, которая впоследствии не поддается восстановлению. После того как завершиться бетонирование, конструкцию накрывают утеплителем, в противном случае нет смысла в прогреве раствора. Обычно с помощью электродов прогревают слои внешнего вида, чтобы не происходила потеря тепла. Перед тем как приступить к основной работе, необходимо произвести точные расчеты, и приобрести нужные материалы. Благодаря такому способу, можно подогревать конструкции различной толщины и конфигурации, но для сооружения плит этот метод не эффективен. Вид электродов выбирают в зависимости от погодных условий, и качества используемого материала. Полосовыми электродами можно прогревать плиты перекрытия, и другие элементы, расположенные в горизонтальном виде, а также бетон, которые прикасается к мерзлой земле. Стержневые электроды используют для подогрева колонн, балок и других сложных конструкций. Струнные электроды применяют для прогревания колонн, если в конструкции содержатся металлические составляющие, то затраты электрической энергии будут больше. При прогреве бетона электродным способом, конструкцию необходимо укрывать, иначе будет происходить значительная потеря тепла, и большой расход электрической энергии, желаемого результата не удастся добиться. Правильное подключение и подача напряжения также зависят от вида используемых электродов. При правильно выполненной работе, раствор быстро затвердевает, дает минимальную усадку, не разрушается из-за замерзшей воды, которая входит в состав смеси. Если выполнить работу самостоятельно сложно, то необходимо прибегнуть к помощи специалистов.

О способах зимнего бетонирования

Стоит обратить ваше внимание на то, что на сегодняшний день применяется не только лишь электрод. Обусловлено это тем, что иногда такой метод не подходит или его использование обходится застройщикам слишком дорого. Кроме того, многое зависит от условий (температура, влажность, назначение будущей конструкции). По этой простой причине есть ряд других способов бетонирования в зимний период. К примеру, подогрев в греющей опалубке. Данный метод весьма эффективен и хорош, но целесообразен только при небольшой толщине. К середине бетон будет все равно немного промерзать и чем он толще, тем пагубней будет воздействие минусовой температуры. Также есть противоморозные добавки, делающие смесь более устойчивой к морозам. Существует индукционный обогрев и с помощью специальных проводов. Но самый популярный метод заключается в применении электродов.

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 м2 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.

Несколько деталей

Вот мы с вами и рассмотрели, что такое прогрев бетона электродами. Технология может отличаться в зависимости от используемых электродов. Однако стоит отметить, что для улучшения конечного качества и прочности бетонной смеси целесообразно применять специальные добавки. К примеру, хлористый кальций, добавленный в шлако-портландцемент, позволяет сократить потери прочности и время затвердевания на 20-30%. Если же заметили, что даже при наличии понижающего трансформатора присутствует высушивание, то поверхность необходимо увлажнить водой или отключить подогрев на некоторое время.

Особенности методики

Общая схема работы

Сама методика прогрева бетонной массы с использованием электродов достаточно проста.

Реализуется она по такому алгоритму:

• Внутри опалубки монтируются токопроводящие элементы, подключенные к источнику питания. Конфигурация размещения и тип электродов подбирается отдельно в зависимости от особенностей конструкции.
• После того как электроды размещены, в опалубку заливается раствор. Находясь в жидком состоянии, он превращается в один из элементов электрической цепи, который достаточно хорошо проводит ток.
• На электроды подается напряжение, благодаря чему в теле бетона создается электрическое поле. Оно постепенно отдает свою энергию окружающему веществу, нагревая его.
• За счет изменения параметров тока (сила, напряжение) можно своими руками регулировать степень нагрева.

Фото подключенных электродов

В результате во время набора цементом прочности в нем поддерживается оптимальная температура. Такой обработки вполне достаточно, чтобы обеспечить однородную структуру застывшего материала. Резка железобетона алмазными кругами это подтверждает – на пробных образцах практически не обнаруживаются пустоты и рыхлые области.

Время прогрева зависит от множества факторов, среди которых важнейшими являются объем бетонируемой конструкции и наружная температура. В некоторых случаях отапливать раствор приходится до 4-5 недель, т.е. до полного набора прочности. Впрочем, чаще всего дополнительное тепло требуется только на начальных этапах.

Типы электродов

Типы электродов

Для реализации данного метода применяют токонесущие элементы различной конфигурации. Изучить их конструктивные особенности можно, проанализировав приведенную здесь таблицу:

Тип электрода	Характеристика
Пластинчатый	Имеет форму вытянутой по длине пластины, чаще всего изготавливается из того же металла, что и сама арматура. Монтируется на опалубку с внутренней стороны без заглубления в толщу раствора.
Полосовой	Представляет собой полосу металла шириной от 40 до 50 см. Пары полосовых электродов размещаются по краям участка таким образом, чтобы ток проходил между ними.
Струнный	Применяется при изготовлении вытянутых в длину конструкций (колонн, столбов, капитальных свай и т.д.). Струна закладывается в центр опалубки, а по периферии устанавливается токопроводящая полоса.
Стержневой	Представляет собой обрезок арматуры толщиной от 5 до 12 мм. Устанавливается поодиночке или группами с шагом до 50 см, при этом заглубляется в раствор практически на всю длину. Крайние элементы монтируют таким образом, чтобы исключить контакт с опалубкой. Электроды стержневого типа применяются при прогреве конструкций сложной формы.

Стержни из арматуры в толще заливки

В зависимости от типа задействованных деталей выделяют такие методы повышения температуры:

• Поверхностная (периферийная) обработка – электроды накладываются на поверхность раствора без погружения, часто с использованием специальных токопроводящих подложек. После окончания работы могут быть демонтированы и использованы повторно на другом объекте.
• Погружной (сквозной) электроподогрев бетона – электроды находятся внутри материала, и после его отвердевания не извлекаются. Чтобы прочность конструкции не снижалась, токопроводящие элементы размещаем не ближе, чем в 30 мм от поверхности.

Погружная схема

Использование сварочных аппаратов

Мастера, которые пытаются реализовать данную методику самостоятельно, часто интересуются, как греть бетон электродами с применением сварочного аппарата (см.также статью «Как осуществляется прогрев бетона сварочным аппаратом»).

Действительно, это вполне возможно:

• Обычный сварочный аппарат включает в себя два блока – двигатель и собственно сварочный генератор. При этом мощности последнего достаточно, чтобы обеспечить обогрев около 50м3 бетонного раствора.
• Перед началом работы в цемент опускаем электроды. Для большинства задач достаточно шага в 20-30 см.
• Электроды соединяем последовательно, формируя несколько параллельных цепей.
• Для наблюдения за напряжением между цепями специалисты рекомендуют устанавливать лампу накаливания.
• Цепи подключаем к аппарату и подаем напряжение. Контроль нагрева осуществляем в специальных скважинах.

Такое устройство вполне можно использовать

Виды используемых электродов

В настоящее время используется три типа электродов. Каждый из них подходит для тех или иных ситуаций. К примеру, стержневые электроды, которые являются одними из самых популярных, изготавливаются из арматуры диаметром 8-12 мм. В теле бетона их устанавливают с расчетным шагом, который определяется предварительно. Крайний ряд монтируется не дальше чем 3 сантиметра от опалубки, что гарантирует полный прогрев краев стены или колонны. Примечательно то, что именно такие электроды подходят для конструкций самой сложной формы.

А вот пластинчатые электроды работают несколько иначе. Их подвешивают по разные стороны опалубки. В результате создается электрическое поле, которое прогревает бетон до нужной температуры в течение определенного времени. В принципе, прогрев бетона в зимнее время таким методом очень эффективен. Струнные электроды лучше всего подходят для таких сооружений, как колонны.

Расчет времени

Прогрев бетона начинается с выбора оптимальной схемы с учетом требований строительной площадки, региона (Москва требует одних мер, Сочи или Норильск – совершенно иных), возможностей и т.д.

Основные факторы, которые учитываются в расчетах времени и температуры:

• Среднегодовой прогноз погоды зимой в регионе, взятый за предыдущие пару лет, а также прогнозируемая отметка средней температуры воздуха в течение данного зимнего периода.
• Расчет модуля рабочей прогреваемой поверхности, определение термосной выдержки раствора.
• Расчет средней температуры конструкции на протяжении срока ее охлаждения.
• Учет информации про температуру готовой бетонной смеси, ее изотермические свойства (предоставляет завод-изготовитель раствора).
• Определение тепловых потерь в процессе транспортировки смеси, разгрузки.
• Определение температуры смеси с начала укладки (учитывается отдача тепла на прогрев арматуры, опалубки).
• Расчет времени охлаждения раствора (в соответствии с нормативными требованиями прочности).

Все эти данные используются при прогнозировании , для учета тепловых потерь в процессе заливки, излучения тепла с поверхности. Но все это довольно приблизительно, поэтому в процессе прогрева нужно тщательно контролировать температуру каждые полчаса-час при нагревании и раз в 12 часов при остывании. Если режим нарушен, нужно повышать или отключать ток, регулируя параметры.

В технологической карте должен быть отмечен график нагрева с указанием оптимальных значений и всех важных расчетов, выполненных в соответствии со СНиПами и правилами.

Прогрев бетона – чрезвычайно важное мероприятие при выполнении ремонтно-строительных работ в зимнее время. Без реализации указанных методов бетон просто не наберет нормативную прочность, поставив под сомнение прочность, надежность и долговечность всей конструкции

Электроды выбирают с учетом условий выполняемых работ

Виды подогрева бетона электродами

Виды подогрева могут быть различными:

• Сквозной тип используют для сооружений со значительной толщиной или сложной формой, при этом электроды помещают внутрь раствора, выполняя расстояние от опалубки 3 сантиметра.
• При поверхностном типе, под низ полос располагают подкладку в виде рубероида, электроды легко убираются, и используются несколько раз.

Если конструкция не содержит арматуру, то можно использовать напряжение до 380 Вольт. А при наличии арматуры, напряжение должно быть меньшим, не более 127 Вольт.

Виды прогрева

Сквозной (внутренний, погружной)

Применяется для конструкций, имеющих большую толщину или сложную форму. Из названия понятно, что электроды размещаются внутри залитой массы раствора. Общее правило – электроды устанавливаются на расстоянии не менее 3 см от элемента опалубки.

Периферийный (поверхностный, нашивной)

Под полосы устанавливается подкладка. На практике для этого чаще всего берутся куски рубероида, что позволяет такие электроды легко снимать и использовать многократно.

Общее правило

Если в опалубку установлен металлический каркас, то использовать напряжение более 127 В ЗАПРЕЩЕНО. Для конструкций неармированных оно может быть не более 380 В.

Что учесть при прогреве бетона

• По мере отвердевания залитой массы изменяется ее эл/сопротивление, так как происходит испарение влаги. Следовательно, необходимо систематически корректировать силу подаваемого тока, поэтому в схему обязательно должен быть включен элемент регулировки (например, реостат, трансформатор с несколькими выходами).
• Поверхность конструкции, подлежащей прогреву, должна быть укрыта материалами, снижающими теплопотери. Это могут быть опилки, маты, пленка п/э, рубероид и тому подобное. В противном случае сам процесс прогрева теряет смысл.
• При стержневом методе нужно соблюдать одинаковые расстояния между электродами как в одном ряду, так и в соседних. Это обеспечит равномерность загрузки «линий» и исключит перекос фаз.
• Снижения энергозатрат можно добиться введением в состав раствора специальных добавок-пластификаторов, ускоряющих процесс отвердевания бетона.
• Специалисты не рекомендуют применять электродный прогрев для мелких конструкций. Для этого существуют другие методики.
• В качестве «питания» нельзя использовать источник постоянного тока, так как в этом случае не избежать электролиза жидкости.
• При небольших объемах заливки в качестве источника напряжения можно использовать сварочные трансформаторы.
• Единой рекомендации по размещению электродов на (в) заливке раствора нет. Схема определяется индивидуально и зависит от внешних условий, параметров опалубки, марки цемента и ряда других факторов.
• Через определенные временные промежутки (зависят от специфики работ) делается замер температуры. Для этого проделываются специальные «шурфы».
• ЗАПРЕЩАЕТСЯ. При использовании прутьев арматурного каркаса в качестве электродов работать с напряжением свыше 60 В. В исключительных случаях (более этого номинала) – только при соблюдении дополнительных мер и локально (на отдельных сегментах конструкции).

Для получения из раствора качественного искусственного камня рекомендуется комплексный обогрев массы, сочетающий несколько методик, в том числе, и «пассивную» («термос»).

Прогревание бетона при помощи электродов делается в зимнее время или на территории с минусовой температурой воздуха.

Данный процесс осуществляется для того, чтобы водный раствор, входящий в состав бетона, не замерзал при холоде и не превращался в лед. Только в жидком состоянии вода может вступить в химическую реакцию с цементным раствором.

Плюс, во время замерзания воды в бетоне нарушаются все связи, и они просто начинает трескаться, соответственно говорить о прочности конструкции не имеет уже смысла.

Недостатки подогрева электродами

В нашем случае нужно говорить об использовании в качестве электродов арматуры катанки. Обычно ее подбирают диаметром 8-10 миллиметров, что вполне достаточно для эффективной работы. Казалось бы, какие тут могут быть недостатки, но они есть.

Во-первых, это довольно большие энергозатраты. Каждый электрод будет потреблять порядка 50 А. При этом необходимо использовать понижающие трансформаторы. К примеру, модель на 80 кВт потянет не так и много. Поэтому помимо электродов нужно покупать дополнительное оборудование, что довольно дорого.

Еще один существенный недостаток, из-за которого многие застройщики обходят данный метод стороной – высокая стоимость. Дело в том, что электроды из катанки являются одноразовыми. После их установки они навсегда остаются в теле конструкции, и извлечь их не представляется возможным. Но те, кто все же решил воспользоваться именно таким методом, остаются довольны. Прочность конструкции сохраняется в течение длительного времени, а эксплуатационные характеристики находятся на высоком уровне.

Температура при строительстве

Данный параметр имеет большое влияние на набор бетоном окончательной прочности. Также следует учесть, что свежий раствор может промерзать в том случае, когда в течение 3 дней его температура была на уровне +10° С. Поэтому необходим электродный прогрев бетона в зимнее время.Знайте, что при укладке бетона при 5° С, вам придется ждать в 2 раза дольше достижения им прочности, сравнить которую можно с температурой 20° С.

Когда же столбик термометра опустится ниже точки замерзания, гидратация может просто остановиться. Нельзя также забывать следующее — несвязанная вода в бетонном растворе при замерзании начнет увеличиваться в объеме.

Если процессы замерзания и оттаивания будут повторяться многократно, это станет причиной:

• разрыхления структуры;
• уменьшения влаги;
• выветривания бетона;
• цена работ увеличится.

Но, когда смесь набрала прочность превышающую 5 Н/мм2, она становится устойчивой к однократному замерзанию. При этом срок распалубки необходимо увеличить на период, когда бетон был ниже 0° С.

Общая схема прогрева бетона в зимнее время электродами

В этом случае необходимо следить за тем, чтобы он быстро набирал прочность, чтобы промерзание не нарушило процесс.

К примеру:

• в течение месяца бетон следует защищать от осадков в виде снега и дождя;
• он не должен первую зиму соприкасаться с рассыпной солью, использующуюся против обледенения.

Температура свежего состава относительно DIN 1045 не должна быть ниже параметров, которые принимаются в зависимости от окружающей температуры и вида и количества цемента.

В первом случае это приведет к быстрому твердению и снижению пластичности материала, что затруднит с ним работу.

Также это станет причиной:

• больших усадок;
• преждевременного набора прочности;
• низкой итоговой прочности бетонного материала.

Чтобы этого не происходило, в каждом конкретном случае разрабатывается, например, технологическая карта прогрева бетона электродами.

Как защитить

Для этого следует провести следующие действия:

• подогревайте воду для затворения и заполнитель, никогда не применяйте замороженный последний компонент;
• используйте цементы повышенного класса прочности. Они быстрее твердеют и выделяют при этом процессе больше тепла, чем цементы низших классов прочности;

Использование для бурения отверстий оборудования с алмазными коронками

• увеличивайте содержание цемента, чтобы ускорить набор прочности;
• понизьте соотношение между цементом и водой, это позволит раствору быстрее затвердеть и набрать прочность, одновременно выделяя высокий уровень тепла;
• добавляйте своими руками в особых случаях и после проведения испытаний на соответствие ускоритель твердения. Не используйте хлорсодержащие ускорители твердения в предварительно напряженном бетоне.

Что необходимо делать при транспортировке раствора и его укладке:

• защищайте транспортные средства от теплопотерь. Не используйте открытые лотки и транспортерные ленты;
• укладывайте по возможности предварительно подогретый бетон в подогретую опалубку и сразу же уплотняйте;
• держите арматуру и плоскости опалубки свободными от снега, для прогрева можете использовать нагретый воздух или пламенные горелки. Никогда не используйте струю горячей воды;
• не укладывайте бетон на замерзшие конструкции и на замерзшую землю;
• поддерживайте температуру бетона по возможности в течение первых 3 дней не ниже +10° С, а также отапливайте примыкающие помещения.

Для чего это нужно?

Прежде чем углубляться в данную тему, необходимо поговорить о том, для чего же это собственно применяется. Дело в том, что любой бетон имеет в своем составе определенное количество воды. Вполне естественно, что при минусовой температуре она образует кристаллы льда. Последние приводят к тому, что на поры бетона оказывается большое давление, которое в конце концов приводит к частичному или полному разрушению структуры. Конечная прочность при этом значительно снижается, а эксплуатационные характеристики ухудшаются.

Еще один опасный фактор – замерзание воды в период схватывания (затвердевания). Дело в том, что при низкой температуре взаимодействие бетонной смеси и воды замедляется. Это приостанавливает процесс затвердевания, делая его неравномерным. То есть говорить о какой-либо заявленной прочности не приходится. Тем не менее сегодня есть не одна схема прогрева бетона электродами, которая позволяет держать влажностно-температурные характеристики в допустимом диапазоне.

Использование сварочных аппаратов

Прогрев бетона сварочным трансформатором – это широко используемый метод, обеспечивающий хорошие показатели нагрева конструкции при дополнительном использовании нагревательных элементов различных видов.

Использование современных трансформаторных сварочных – это совершенно безопасный процесс, не представляющий опасности при соблюдении ТБ.

Большинство современных сварочных аппаратов комплектуются дополнительными модулями:

• блок подогрева промёрзшей почвы;
• блок просушки электродов;
• модуль понижения напряжения;
• генератор электрического тока.

Перед тем, как прогреть бетон сварочным устройством, следует проверить наличие дополнительных опций, значительно упрощающих процесс прогрева бетонной конструкции в зимнее время.

Схема прогрева бетонных конструкций.

Нагрев цементно-песчаной смеси при помощи сварочного прибора трансформаторного типа состоит из следующих шагов:

1. Равномерное расположение отрезков арматуры по заливаемой площадке.
2. Соединение электродов в две параллельные цепи.
3. Установка контрольной лампочки накаливания.
4. Подводка проводов прямой и обратной связи.

В случае, если вода слишком быстро испаряется с поверхности цементно-песчаной конструкции, имеет смысл накрыть площадку небольшим количеством опилок.

Подключение подогревочной системы к цементно-песчаной конструкции производится в несколько этапов:

• соединение токопроводящих алюминиевых кабелей с сварочным устройством;
• проверка каждой петли при помощи токовых клещей;
• повышение мощности аппарата до 50% через час работы и до 100% через два часа после включения нагрева;
• контроль силы тока в пределах 25 ампер.

Подогрев элекродами: важные правила

Для эффективной работы электроподогрева, необходимо подключение к различным полюсам электросети. Данное правило является очень важным к исполнению, так как если использовать одну фазу, то результата не будет никакого.

Кроме того, замыкание цепи происходит только через влажный бетон. Для каждого случая составляется специальный проект, в котором указывается шаг между электродами, расположение понижающих трансформаторов и допустимое напряжение.

Стоит обратить ваше внимание на то, что некоторые марки бетона теряют свою прочность. К примеру, потери в размере 20-25% считаются допустимыми. Тем не менее перед тем, как начать технологический прогрев бетона, рекомендуется в течение некоторого времени выдерживать его без подогрева.

Типичные ошибки

Электродный прогрев бетона

Электродному прогреву смеси часто сопутствуют следующие ошибки:

Ошибка №1. Электроды имеют низкую площадь контакта с бетоном, что обусловлено их конструктивными особенностями. В результате этого прогрев становится низкокачественным. Также между электродами и смесью могут появиться воздушные пузырьки. Они приводят к закипанию воды, блокирующей распространение тепловой энергии по бетону. Она концентрируется в одном месте, образуя полости.

Ошибка №2. Внутри бетона находится арматурный металлический «скелет». Если при погружении электрод соприкоснулся с ним, то это мгновенно приводит к короткому замыканию. Таким образом, выходит из строя дорогостоящее оборудование, которое может не подлежать ремонту. Если больше нечем обогревать, то нарушается технология затвердевания смеси.

Ошибка №3. Повышение плотности тока в непосредственном месте контакта бетона и электродов. Это чревато замедлением скорости гидратации, локальным перегревом и образованием пористой структуры. Примечательно, но внешне обнаружить допущенную ошибку невозможно. О ней можно узнать в будущем, когда конструкция начнет разрушаться раньше времени.

Прогрев бетона греющим кабелем

Имеют место ошибки и при прогреве бетона греющим кабелем:

Ошибка №1

Редко кто из строителей обращает внимание на схему подключения нагревательных элементов. В особенности, если никто из них не имеет образования в сфере электротехники

Что касается проверки целостности проводов, то это и вовсе практически никогда не происходит. Они попросту раскладываются по поверхности. Если целостность нарушена, то нагревающий кабель не может выполнять возложенную на него роль. Либо происходит нагрев только в определенных местах. Неравномерный прогрев приводит к трещинам и к быстрому разрушению внутренней структуры бетона.

Ошибка №2

При укладке проводов следует обратить внимание на их изоляцию и правильное расположение. Об этом забывают многие

Кабель должен иметь оптимальную длину – не больше и не меньше положенной. В ином случае осуществляется его перерасход, что приводит к увеличению продолжительности строительных работ.

Отрицательные стороны использования греющего кабеля следующие:

1. Большие мощности необходимы для прогрева значительного объема бетона. Зачастую их нет в месте проведения работ.
2. Потребуется провести множество электротехнических расчетов. На это уходит дополнительное время и силы.
3. Крайне ограниченное количество специалистов способны правильно уложить кабель. Не все компании могут позволить себе держать такого в штате.

Данные ошибки являются наиболее встречающимися при бетонировании и обогреве перечисленными способами. Зная о них в деталях, лучше попробовать их избежать. Ведь лучше сразу все сделать правильно, нежели в будущем тратиться на демонтаж старой и установку новой конструкции. Подчас это требует полного разрушения здания или объекта.

Технические условия прогрева

Необходимо соблюдать следующие требования к проводам:

• минимальная температура для использования кабелей и специальных мер по утеплению зимой составляет +5°С;
• рекомендуется обогрев смеси до +8°С (не более +50°С);
• следует подбирать с такими параметрами, чтобы раствор не терял влагу;
• важен постоянный контроль температурного режима;
• при температуре окружающей среды ниже -30°С становится неэффективным;
• после бетонирования прогрев следует выполнять в течение 5-7 суток.

Важно использовать качественный провод при бетонировании:

• ПНСВ – нагревательный кабель с оцинкованной стальной жилой в поливинилхлоридной изоляционной оболочке;
• ПТПЖ – двухжильный, аналогичный первому виду, но с полиэтиленовым покрытием.

ПНСВ выпускается с широким выбором поперечных сечений жил от 1,0 до 6,0 мм2, что позволяет выбрать и купить подходящий вариант для проведения бетонирования зимой по оптимальной цене. По гибкости он относится к самому низшему классу, третьему, но его вполне достаточно, так как предельный радиус изгиба составляет 5 диаметров от толщины провода.

ПВХ оплетка весьма эффективна, так как даже на предельных токовых нагрузках она не плавится, не искрит и сохраняет герметичность. Толщина – от 0,4 до 1 мм, ПНСВ выдерживает нагрев до +80°С, которого с запасом хватает для основной сферы его применения. Удельная мощность тепловыделения – от 20 до 40 Вт/м2, зависящая от сечения жилы.

Срок эксплуатации составляет не менее 16 лет при условии соблюдения технических требований. К основным преимуществам можно отнести стойкость к повышенной влажности, кислотной и щелочной средам. Сначала рассчитывают количество и параметры кабеля ПНСВ, чтобы достичь необходимого теплового режима. В нем учитывается среднесуточная температура, время прогрева и схема укладки. Решение этой комплексной задачи следует доверять только специалистам.

Монтаж провода марки ПНСВ выполняется в такой последовательности:

1. определяется оптимальная длина отрезка 17-28 м, при которой будет обеспечена необходимая тепловая мощность, а максимальный ток равнялся 15 А;
2. равномерно укладываются участки в виде петли или змейки с интервалом 5 см так, чтобы концы выходили на одну сторону плоскости;
3. нельзя допускать, чтобы кабель касался других материалов;
4. осуществляется подключение к одно- или трехфазной (по схеме звезды или треугольника) сети электропитания посредством ПВ1;
5. необходимо, чтобы стык нагревательного и соединяющего проводов находился на бетонной поверхности в целях обеспечения техники безопасности.

Прежде чем купить кабель ПНСВ, важно обратить внимание на наличие оцинкованных жил, так как иногда производители в целях удешевления делают обычные стальные, которые в условиях повышенной влажности окисляются и теряют свои свойства.

Чтобы обеспечить нагрев до заданной температуры, обычно требуется 1,2-1,3 кВт для провода сечением 1,2 мм2. Поэтому применяют понижающие трансформаторы для получения напряжения 70 Вт и силы тока в интервале 14-18 А. В некоторых случаях используют подключение к сварочному аппарату, при условии внесения соответствующих изменений в схему и правильной настройке параметров питания.

Использование провода ПТПЖ эффективно при температурах окружающей среды выше -15°С. Пиковый нагрев – до +60°С. Максимальное напряжение, на которое рассчитаны жилы – 1,5 кВ, срок эксплуатации – до 10 лет.

Данный кабель имеет ряд особенностей, касающихся укладки и подключения:

• соединительные провода для подключения ПТПЖ должны иметь «холодные» концы, то есть меньшее удельное сопротивление;
• минимальный шаг между линиями нагрева – 15 мм;
• если не соблюдать температурный режим, то изоляция может повредиться и возникнет короткое замыкание;
• для повышения качества прогрева кабели оборачивают фольгой, увеличивая тем самым его площадь;
• схема укладки аналогичная, но можно соединять две жилы на одном из концов, создавая таким образом петлю, но мощность тока придется снизить, так как велика вероятность локального перегрева раствора;
• при монтаже при температуре ниже -10°С важна аккуратность, так как велика вероятность повреждения изоляционной оплетки.

Для снижения стоимости стяжек применяют кабеля с сечением 0,6 мм, которые легко укладывать, радиус их изгиба минимален, а также невысокие требования к питанию.

Прогрев электродами

Самым востребованным методом обогрева бетона является применение электродов. Такой метод стоит относительно недорого, ведь нет потребности приобретать дорогостоящее оборудование и устройства (например, провод типа ПНСВ 1,2; 2; 3 и т. д.). Технология его выполнения также не представляет больших трудностей.

За основополагающий принцип представленной технологии взяты физические свойства и особенности электрического тока. При прохождении через бетон он выделяет некоторое количество тепловой энергии.

При использовании этой технологии не стоит подавать напряжение на систему электродов выше 127 В, если внутри изделия находится металлическая конструкция (каркас). Инструкция на электропрогрев бетона в монолитных конструкциях позволяет использовать ток 220 В или 380 В. Однако большее напряжение применять не рекомендуется.

Процесс нагрева выполняется при помощи переменного тока. Если в данном процессе участвует постоянный ток, он проходит через воду в растворе и образует электролиз. Этот процесс химического разложения воды будет препятствовать выполнению ее функций, которые имеет субстанция в процессе затвердения.

В каких случаях используются электроды?

Прогрев бетона электродами применяется для конструкций в вертикальном виде. В некоторых случаях пользуются естественным утеплителем, а если от него нет желаемого результата, то применяют электроды. Для работы понадобиться всего три человека, то есть не нужно специально нанимать рабочих, сэкономив средства. Благодаря такому методу прогрева, смесь схватывается равномерно, при этом не происходит нарушение целостного состояния конструкции. Конструкция возводится быстро даже при морозе, для сооружения колоны можно использовать всего один электрод. В морозную погоду для прогрева бетона применяют электроды, при этом вода не замерзает, и происходит реакция с цементным составом.

Что учитывают при выполнении подогрева бетона электродами?

1. Когда раствор начинает затвердевать, его электрическая масса может измениться, так как влага будет испаряться, поэтому необходимо регулировать силу тока, который подается к электродам. Это можно сделать с помощью реостата или других приспособлений.
2. Выполняемую конструкцию необходимо накрывать такими материалами, которые снижают потерю тепла, для этого используют опилки, пленку или рубероид. Если этого не сделать, то выполняемый процесс не даст желаемого результата.
3. При использовании стержневого вида, электроды должны располагаться на одинаковом расстоянии, чтобы фазы не перекашивались, и электрическая нагрузка была равномерной.
4. Чтобы снизить затраты электрической энергии, в раствор кладут добавки, которые способствуют быстрому застыванию.
5. Прогрев электродами не выполняется при возведении мелких сооружений, для этого используют другие технологии.
6. Ток не должен подаваться из постоянного источника, чтобы не произошел электролиз жидкости.
7. Если заливается небольшое количество раствора, то напряжение можно подавать с использованием сварочного трансформатора.
8. Расположение электродов будет зависеть от погодных условий, размеров установленной опалубки, а также качества раствора.

Описание процесса

Чтобы избежать замерзания воды, которая входит в состав раствора, необходимо создать определенную температуру, тогда цемент будет вступать в реакцию с жидкостью, и конструкция наберет прочности. Бетон застывает до пяти недель, а подогрев осуществляется на протяжении всего времени, до полной готовности. Бетон нуждается в подогреве в зимний период, во время морозов, благодаря этому процессу, можно проводить работы по строительству. При использовании электродов, бетон подогревается от электрического поля, оно возникает между нагревательными элементами во время подключения напряжения. Благодаря этому процессу, происходит равномерное высыхание раствора, вода не замерзает, и вступает в реакцию со смесью.

Источник: furnilux.ru