Провод для прогрева бетона – принцип действия, укладка и монтаж

В условиях низких температур при строительстве бетонных монолитов процесс застывания смеси осложняется. При минусовой отметке вода превращается в лед, останавливается процесс гидратации. Прочность конструкции не отвечает необходимым параметрам.

Чтобы избежать этого, выполняется прогрев бетона при помощи специального кабеля. Он используется при неподходящих для застывания температурных условиях, особенно в зимнее время, является оптимальным решением с точки зрения финансов. С его помощью удается получить необходимую твердость материала. Кабель ПНСВ разрешен к использованию строительными нормами. Его применение допускается при выполнении любых строительных работ. После окончательного высыхания смеси кабель выступает в качестве дополнительного армирующего элемента.

Сфера применения

Вода, которая содержится в растворе, при минусовой отметке кристаллизуется и превращается в лед. Процесс гидратации полностью прекращается. При замерзании вода имеет свойство расширяться, это способствует разрушению сформировавшиеся связей в бетонном растворе. Даже при последующем нагревании раствор высыхает, но готовый блок не обладает достаточным уровнем прочности.

Чтобы бетонный раствор затвердевал с оптимальной скоростью и сохранял при этом необходимые характеристики, требуется температура +20° C. При отметках ниже этого показателя, тем более при минусовых значениях, процесс существенно замедляются. Даже то тепло, которое выделяется в результате гидратации, не решает проблему.

При заливке бетона в холодное время года, для обеспечения необходимого уровня прочности, применяется провод для прогрева ПНСВ. Использование такого кабеля целесообразно в следующих случаях:

• при недостаточной тепловой изоляции монолита и опалубки; 

• при необходимости создания массивного монолита, прогрев которого осложнен;

• температура воздуха на улице ниже той, при которой происходит нормальное высыхание раствора.

Конструктивные особенности

Для прогрева бетонной смеси применяют кабель со стальной жилой, сечение которого в пределах 0,6-4 мм2, диаметр 1,2 мм – 3 мм). В зависимости от вида провод бывает с оцинкованным покрытием, предназначенным для защиты от влияния агрессивных компонентов бетонного раствора. Дополнительно покрывается термостойкой изоляцией из полиэстера или ПВХ. За счет изоляционного слоя предотвращается вероятность перегибов, преждевременного стирания, разрушения под действием агрессивных составляющих среды. Греющий кабель для прогрева бетона отличается повышенной прочностью, имеет высокое удельное сопротивление. 

Характеристики и особенности применения:

• рабочая температура от 50 до -60° C;

• примерный расход на один 1 м3 раствора – 60 м провода; 

• удельное сопротивление – 0,15 Ом/м;

• монтаж возможен при температуре до -15° C. 

Подключение проводится с помощью алюминиевого провода (АПВ). В качестве питания можно использовать 3-фазную сеть с напряжением 380В, через подключение к трансформатору. Использование провода ПНВС возможно с подключением к сети мощностью 220В. Длина провода не должна превышать 120 метров. Рабочий ток в системе, которая будет находиться в массиве бетона – 14А,16А.

Как используется провод для прогрева: схема укладки

В первую очередь необходимо провести работы по обустройству опалубка и арматуры. Следующий этап – укладка кабеля с шагом 8-20 см. Расстояние во многом зависит от температурных условий, ветра и уровня влажности. Запрещается укладывать провод с натяжкой, он крепится к арматуре при помощи специальных зажимов. Не допускается присутствие изгибов, также не должно быть перехлестов жил, ведущих ток.

Допустимое расстояние между проводами – 1,5 см, соблюдение этого правила исключает вероятность короткого замыкания. Самая популярная схема укладки – «змейка». По такой технологии выполняют монтаж «теплого пола». В данном случае провод обеспечивает полноценный обогрев всего объема бетона, при этом удается сэкономить расход кабеля. Перед началом заливки смеси необходимо проверить, нет ли замерзших фрагментов, измерять температуру смеси – она должна быть не ниже 5° C. Также обязательно проверяется длина холодных концов и правильность подключения.

В комплекте с проводом ПСВ идет инструкция, перед использованием необходимо внимательно ознакомиться с ней. Для подключения используется шинопровод. Схема может быть двух видов – по «треугольнику» или по «звезде». Если подключение осуществляется по схеме треугольника, система делится на 3 параллельных участка. Их подключение осуществляется к выводам 3-фазного понижающего трансформатора. Подключение к трансформатору выполняется и по схеме звезда, установка питающего устройства допускается на расстоянии не более чем 25 метров. Участок заливки, который будет нагреваться с помощью нагревающего кабеля, в обязательном порядке обносят ограждением. 

Система приводится в действие только после того, как залит весь объем раствора. Прогрев бетонной смеси с помощью нагревающего кабеля осуществляется в несколько этапов: 

1. Нагревание на скорости температуры не выше 100С в час. Соблюдение такого правила обеспечивает равномерный прогрев всего объема 

2. Прогрев при постоянной температуре. Осуществляется до момента достижения половины уровня прочности. Разрешается нагревание кабеля до температуры не более 80 градусов. Лучше всего устанавливать температурный режим на уровне 60° C.

3. Чтобы предотвратить появление трещин, обеспечить монолитность бетонного блока, необходимо создать температурные условия для остывания бетона со скоростью 5° C.

Если во время заливки раствора с кабелем для нагрева выполняются все технологические условия, материал набирает необходимый уровень прочности, соответствующий составу. После завершения периода полного застывания кабель остается внутри, выступает дополнительным элементом для обеспечения армирования монолита.

При подключении через розетку или щитовую к сети 220В можно использовать кабель ВЕТ или КДБС. Они обладают дополнительным преимуществом, так как разделены на секции. Это в свою очередь снижает риск перегрузки. Единственный минус – высокая стоимость по сравнению с ПНСВ, поэтому их применение нецелесообразно при заливке бетонной смеси на больших строительных объектах.

Для прогрева применяется еще один способ – с использованием ТЭНа и электродов. При таком способе в раствор сразу вставляется арматура с последующим подключением к сети. Для питания используется аппарат для сварки либо другой трансформатор. Такая технология прогрева не нуждается в использовании нагревающего кабеля. Однако этот способ требует больших затрат энергии, так как вода в растворе выступает в роли проводника. Во время затвердевания существенного возрастает уровень сопротивления. 

Как рассчитать длину провода?

Чтобы точно рассчитать длину кабеля, необходимо учитывать ряд критериев. В первую очередь – это количество тепла, которое подается на монолит для последующего затвердевания. Этот фактор зависит от:

• температуры;

• наличия/отсутствия дополнительной теплоизоляции;

• уровня влажности;

• размеров конструкции.

На определение шага укладки кабеля также влияет температурный режим, средняя допустимая длина петель 28-36 м. При температуре до -5°С допустимое пространство между проводами составляет 20 см. При снижении на каждые 5 градусов, шаг меньше на 4 см. Например, при температурном режиме -150С, допустимое расстояние между жилами составит 12 см.

Чтобы правильно выбрать длину кабеля, необходимо учитывать уровень потребляемой мощности. У провода с самым распространенным диаметром 1,2 мм сопротивление составляет 0,15 Ом/м. Чем больше диаметр кабеля, тем соответственно ниже сопротивление (например, для диаметра 2 мм составляет 0,044 Ом/м). При использовании греющего провода для бетона ПНСВ 1.2 мм с рабочим током 16А потребляемая мощность составит 38,4 Вт. Для расчета суммарной мощности это значение умножают на длину провода. 

Чтобы рассчитать напряжение понижающего трансформатора нужно придерживаться подобного принципа. Например, при выборе провода диаметром 1,2 мм и длиной 100 м, общее сопротивление составит 15 Ом. Если рабочий ток 16А, рабочее напряжение рассчитывается по следующей формуле: сила тока*сопротивление. Так при выборе нагревающего кабеля с сопротивлением 15 Ом, рабочее напряжение будет равно 240В. 

Использование кабеля для нагревания бетонной смеси – это рациональный и экономически оправданный способ. Для масштабного строительства лучше других подходит провод ПНСВ, но для использования необходимы определенные знания и оборудование. В бытовых условиях применяется, но при строгом соблюдении требований и правил расчета потребляемой мощности. 

Для снижения расходов на прогрев дополнительно используют теплоизоляционный слой. С его помощью можно обеспечить быстрый прогрев и постепенное снижение температуры, что положительно отражается на качестве бетона.