Прогрев бетона электродами (в зимнее время): технология, схема подключения, расчет
Несколько десятилетий назад проведение строительных работ в холодную пору не представлялось возможным. Под воздействием отрицательных температур многие материалы, включая бетон, не могли набрать подходящие эксплуатационные свойства и быстро разрушались. Однако современные застройщики нашли выход из этой ситуации и стали практиковать прогрев бетона электродами.
Для чего это нужно
Перед изучением особенностей технологии нужно разобраться, для чего она предназначается.
В составе всех бетонных смесей присутствует небольшой процент жидкости. А поскольку вода быстро замерзает и кристаллизуется при понижении температуры ниже нуля, это может приводить к деформационным процессам внутри материала. В результате его прочностные свойства и срок службы снижаются.
Следующим опасным фактором является замерзание воды на этапе затвердевания. При низких температурах химическая реакция между компонентами приостанавливается, поэтому твердение выполняется неравномерно. Используя электроды для прогрева бетона, можно исключить такие неприятности и защитить материал от разрушения.
Преимущества
Для осуществления процедуры по нагреванию бетонов достаточно 3 специалистов. Это считается важным преимуществом, исключающим необходимость вызова целой бригады работников. Еще метод отличается высокой эффективностью, способствуя как равномерному застыванию компонентов, так и сохранению целостности конструкции.
К другим достоинствам технологии относят:
- Отсутствие сложностей при самостоятельном монтаже и высокую скорость выполнения работ.
- Повышение прочностных свойств бетона и увеличение его эксплуатационного срока.
Чтобы провести прогрев, часто хватает 1 электрода.
Недостатки
Однако, кроме плюсов, эта методика имеет и слабые стороны.
Среди них:
- Большие затраты электрической энергии. Для нормальной работы электрода требуется около 50 А, а также наличие понижающих трансформаторов. Кроме этих деталей, придется приобрести дополнительное оборудование, что сопровождается финансовыми затратами.
- Дороговизна. Следующим недостатком, который отталкивает строителей от применения электродов для прогрева бетона, является их высокая стоимость. Все элементы подходят только для одноразового использования, поэтому после монтажа они навсегда остаются в стяжке. Изъять их оттуда нельзя.
Однако перечисленные минусы перекрываются увеличением срока службы и повышением прочности материала.
Режимы прогрева электродами бетона
Выбирая режимы прогрева бетона в зимнее время, необходимо учитывать ряд факторов, включая:
- Габариты и геометрические особенности конструкции.
- Марку бетона.
- Условия эксплуатации постройки.
В современном строительстве практикуются следующие схемы прогрева бетона электродами:
- 2 этапа : прогрев бетона с изотермической выдержкой;
- 2 стадии : нагревание конструкции с последующим остыванием и теплоизоляционной выдержкой (еще при использовании этой схемы можно обустроить греющую опалубку);
- 3 этапа : подразумевает прогрев, изотермическую выдержку и остывание материала.
Независимо от используемого метода, необходимо следить за значениями температуры и начинать работу с +5 ℃, постепенно поднимая температуру с частотой 8-15 ℃ в час. Допустимые показатели составляют +55…+75 ℃. Чтобы не допустить отклонений, необходимо регулярно измерять температуру.
Разрешается остывание бетона со скоростью 5-10 ℃ в час. Как и на стадии обогрева бетона, здесь нужно учитывать объем конструкции и ее назначение.
Разновидности электролитов для прогрева бетона в зимнее время
Электропрогрев бетона выполняется с применением разных типов электродов.
Среди них:
- Струнные модели . Создаются из прочной арматуры, длина которой составляет 2-3 м, а диаметр — 10-15 мм. Подходит для колонн и других объектов с вертикальным строением.
- Стержневые . Выполнены в виде отрезков арматуры, толщиной 6-12 мм. Размещаются в растворе рядами. Расчет расстояния между электродами определяется опытным путем. Первый и последний элементы присоединяются к одной фазе, а остальные — ко 2 и 3.
- На основе пластин . Фиксируются на разных краях опалубки без погружения в бетонную смесь и работают от разных фаз. Во время работы элементы формируют электрическое поле, под воздействием которого происходит прогревание бетона.
- Полосовые . Являют собой металлические полоски, шириной 20-50 мм. Размещаются на поверхности раствора и запитываются от разных фаз. Подходят для обустройства плит перекрытия или других горизонтальных конструкций.
Способы установки электродов в конструкцию
Технология прогрева подразумевает погружение электродов в залитую смесь с шагом в 60-100 см. Точное расстояние определяется геометрическими особенностями конструкции и погодой в местности.
Чтобы избежать отрицательного воздействия на материал, важно придерживаться равномерного размещения элементов и руководствоваться такими нормами:
- Минимальная дистанция между рабочими деталями — 200-400 мм.
- Дистанция между электродом и каркасными стержнями — 50-150 мм.
- Расстояние до технологического шва — от 100 мм.
- Расстояние до опалубки от крайнего ряда — от 30 мм.
Если конструкция прогреваемого объекта препятствует соблюдению таких требований, электроды можно покрыть изоляционной трубкой из эбонита. После завершения работ по заливке необходимо укутать участок рубероидом, полиэтиленовой пленкой или другим теплоизолятором. Отсутствие хорошего утепления приведет к низкой эффективности электропрогрева бетона.
Виды используемых электродов
При прогреве бетона задействуют 3 разновидности электродов. Они разработаны для разных условий и отличаются как конструктивными особенностями, так и принципом действия. Так, стержневые модели создаются на базе армированных деталей диаметром 8-12 мм.
Принцип работы пластинчатых моделей немного отличается. Их нужно крепить в разных частях опалубки, чтобы получить мощное электрическое поле для получения оптимальных температурных показателей при прогреве.
Струнная разновидность востребована при прогреве колонн.
Схема подключения электродов
Схема соединения электродов напрямую зависит от их типа и принципа работы. Если выбраны пластины, 1 фазу нужно подключить к первому электроду, а вторую — к противоположному. Этот метод называется параллельным. Стержневые элементы подразумевают подключение первого и последнего электрода в ряду.
Правила безопасности при электродном прогреве
Приступая к процедуре прогрева, необходимо ознакомиться со всеми правилами и нюансами, которые помогут избежать неприятных последствий. В первую очередь важно грамотно подключать электроды к разным полюсам цепи. Если упустить этот момент и задействовать 1 фазу, результат будет нулевым.
Необходимо заранее спроектировать расположение электродов, учитывая тот факт, что цепь замыкается только во влажной среде.
Еще следует соблюдать интенсивность прогрева и интервал между циклами, т.к. разные марки бетона набирают прочность с различной частотой.
Схема подключения и технология прогрева бетона электродами
Чтобы бетон во время твердения правильно набрал прочность, в зимнее время его обогревают различными способами. Технология прогрева бетона электродами является одним из них. Процесс этот можно проводить как самостоятельно, так и в комплексе с другими методами обогрева. Особенно актуально электродный метод применять при заливке раствором монолитных вертикальных конструкций.
Необходимость прогрева в зимний период
Работы, связанные с заливкой бетонного раствора, строители проводят в любое время года. Одним из компонентов, необходимых для набора прочности бетоном, является вода. Если в теплое время твердение материала проходит естественным способом, так как гидратация цемента протекает успешно, то зимой это невозможно. При низких температурах в бетоне происходят следующие процессы:
- Вода замерзает и перестает взаимодействовать с цементом. В итоге процесс твердения бетона практически останавливается.
- Лед, постепенно увеличиваясь в объеме, снижает плотность застывающего раствора, и при оттаивании бетон начнет просто крошиться.
- В связи с образованием наледи, в месте соединения арматуры с раствором происходит снижение прочности.
Поэтому стоит задача остановить эти процессы, чтобы получить качественный бетон, способный выдержать любые нагрузки. Обычно для этих целей применяют комплексные меры, чтобы достичь наилучшего результата. При минусовых температурах в бетон добавляют вещества, способные предотвращать замерзание воды, но при сильных морозах без обогрева раствор все равно замерзнет. Поэтому дополнительно используют обогрев с помощью электродов, между которыми в жидком бетоне появляется электрическое поле и он начинает нагреваться.
Виды электродов
В зависимости от расположения прогревочных электродов различают поверхностное и погружное их использование. В первом случае на поверхность раствора накладываются пластины, к которым присоединяют провода.
После окончания процесса такие электроды можно использовать повторно на других объектах. При втором способе электроды погружают в раствор, в дальнейшем они в нем остаются.
Всего различают 4 вида электродов:
- пластинчатые;
- полосовые;
- струнные;
- стержневые.
Технология электропрогрева бетона электродами, сделанными в виде пластин, заключается в том, что они размещаются между внутренней стороной опалубки и бетонным раствором. К каждой пластине подключают провода, подходящие к разным фазам трансформатора.
В результате между пластинами образуется электрическое поле и раствор начинает прогреваться. Применяется такой способ в основном при небольших объемах заливки. Полосовые электроды представляют собой металлические пластинки шириной не более 50 мм. Располагают их на поверхности раствора и подключают через одну к одной фазе, а оставшиеся — к другой.
Их используют для обогрева плоских и невысоких изделий. Струнные проводники используют при заливке высоких цилиндрических конструкций, например, колонн. В центр конструкции помещается электрод, а сама опалубка охватывается токопроводящим листом. Лист и центральную струну подключают к разным фазам.
В качестве стержневых проводников используют нарезанные арматурные прутья диаметром от 7 до 11 мм, которые заглубляют в раствор согласно рассчитанному расстоянию. Таким образом осуществляют прогрев сложных конструкций.
Технология прогрева
Все работы строители проводят, опираясь на технологическую карту прогрева электродами монолитных конструкций. Сам процесс происходит при низком напряжении и высокой силе тока. Обеспечивает эти показатели использование масляного прогревочного трансформатора, работающего от сети 380 В. Очень часто для этого применяют передвижные электрические станции, которые можно доставить до самого отдаленного объекта.
Схему подключения электродов при прогреве бетона осуществляют проводами, способными выдерживать мощность 80 Вт на 1 м его длины. Ими подключают три звена электродов к каждой фазе трансформатора так, чтобы они не касались деталей опалубки и арматуры каркаса. Контакт между проводами и электродами должен быть надежным, желательно использовать для этого резьбовое соединение.
Как только закончится заливка раствора, начинают процесс прогрева. Регулируется он с помощью трансформатора. Когда раствор жидкий, то для прогрева достаточно будет тока равного 250 А. Этот показатель достигается установлением на выходе трансформатора 100 В. По мере застывания бетонного раствора, силу тока необходимо увеличивать, для этого в трансформаторе имеются 4 ступени.
Диапазон регулировки силы тока составляет от 250 до 450 А. При отсутствии трансформатора, для этого процесса можно использовать сварочный аппарат. Во время прогрева обязательно каждый час проводят замеры температуры бетона и выходной силы тока и затем записывают показания в соответствующий журнал прогрева.
Описание технологии прогрева бетона электродами и практические советы
Чтобы исключить кристаллизацию воды, входящей в состав бетонного раствора, необходимо поддерживать определенную температуру залитой массы. Дело в том, что вяжущее (цемент) вступает в реакцию именно с жидкостью, а не со льдом. А так как окончательное отвердевание бетона происходит в течение длительного времени (до 4 – 5 недель, в зависимости от особенностей производства работ и состава смеси), то его термообработка осуществляется постоянно, до полной готовности сооружаемой конструкции.
Понятно, что прогрев необходим только в холодное время года. Это позволяет вести работы в любой сезон, независимо от температуры окружающего воздуха. Существует много методик, но, пожалуй, самой распространенной является прогрев бетонной смеси электродами. Такие проводники эл/тока отличаются формой, размерами и спецификой размещения.
Но технология и принцип их действия остается неизменным – бетон разогревается эл/полем, которое образуется между электродами при подаче на них напряжения. Раствор становится элементом токопроводящей цепи (со своим внутренним сопротивлением), в котором энергия электрическая трансформируется в тепловую. Регулируя номинал напряжения, можно добиться требуемой температуры прогрева. В зависимости от особенностей «обрабатываемой» конструкции, подбирается оптимальный вариант данных элементов.
- Разновидности электродов
- Стержневые
- Струнные
- Полосовые
- Пластинчатые
- Виды прогрева
- Сквозной (внутренний, погружной)
- Периферийный (поверхностный, нашивной)
- Общее правило
- Что учесть при прогреве бетона
Разновидности электродов
Стержневые
В качестве таковых чаще всего используется арматурный пруток хотя можно устанавливать и узкие полосы металла (композитная арматура, понятное дело, не подойдет, а вот для армирования — то что надо). Его длина должна быть несколько большей толщины заливки (для включения в цепь), а сечение выбирается исходя из ее конструктивных особенностей и плана размещения электродов (как правило, для частного домостроения не более 10 мм). Чтобы арматура легче входила в раствор, один ее конец заостряется.
Стержневые электроды позволяют прогреть «заливку» с конфигурацией любой сложности и формы, поэтому используются чаще всего, особенно при индивидуальном строительстве. Их располагают перпендикулярно продольной оси конструкции. Причем так, чтобы они не соприкасались с прутьями армирующего каркаса.
Струнные
По сути, это разновидность тех же стержневых, но расположение – вдоль оси опалубки. Применяются при прогреве конструкций с малым сечением и большой длиной (балки, колонны и ряд других). Для упрощения присоединения проводов торчащие из опалубки края изгибаются верх (буквой «Г»).
В ряде случаев можно в качестве электродов использовать продольные прутья смонтированного в опалубке металлического каркаса. Но при таком способе прогрева резко увеличивается энергопотребление, поэтому и используется он реже. При этом соблюдаются особые меры предосторожности.
Полосовые
Представляют собой куски железных полос (20 – 50 мм, толщиной 3), которые укладываются поверх залитого раствора. Такой прогрев применяется для заливки малой толщины (массивная стяжка, плита и тому подобное), при этом все элементы размещаются на одной стороне конструкции.
Пластинчатые
Располагаются с противоположных сторон заливки, с внутренней стороны опалубки. Их габариты выбираются в соответствии с ее параметрами. Естественно, что устанавливаются они парами, количество которых и расстановка определяются индивидуально для каждой конструкции.
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»).
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:
- электродным;
- проводом ПНСВ;
- электропрогревом опалубки;
- индукционным обогревом;
- инфракрасным теплом.
Рассказываем, в каких случаях используется каждый из них.
Электродный прогрев
Принцип действия основывается на способности бетонного раствора проводить ток. Электроды располагают внутри и на поверхности смеси. После подключения к трансформатору образуется электрическое поле и происходит нагрев. Добиться оптимальной температуры можно изменением выходных параметров трансформатора.
- Простота монтажа и высокий КПД;
- Позволяет прогреть конструкцию любой толщины и формы.
- требует проведения расчетов и долгой подготовки;
- высокие энергозатраты (не менее 1000 кВт на 3–5 м3 смеси).
Что нужно знать об электродном прогреве
1. По мере схватывания бетона, его электрическое сопротивление меняется нелинейно. Чтобы избежать потери тепла и влаги, после завершения установки электродов необходимо укрыть поверхность утеплителем. Им может стать фанера с прокладкой из пенопласта, шлаковата, картон, опилки, доски и т. д. Осуществлять работы без утепляющего материала нельзя.
2. Прогрев с помощью сварочных аппаратов не рекомендуется по ряду причин:
- при вживлении электродов в бетон ток проходит непосредственно через раствор – отсюда вытекает опасность поражения людей и животных;
- допустимое напряжение – 36 В, в противном случае опасность удара током становится критичной;
- сварочный трансформатор не предназначен для таких нагрузок и быстрее изнашивается.
3. Постоянный ток при прогреве бетона электродами использовать недопустимо: он способствует электролизу. Вода разлагается и не кристаллизируется. Застывание смеси становится невозможным.
4. Подходят электроды четырёх видов:
Вид электродов Описание Схема подключения Пластинчатые Это металлические пластины, которые помещаются с разных сторон конструкции между бетоном и опалубкой. 
Полосовые Полосы металла 20–50 мм шириной. Подходят для прогрева горизонтальных элементов – например, плит или бетона, который соприкасается с грунтом. Подключаются по очереди к разным фазам с одной стороны конструкции, либо с разных сторон аналогично пластинчатым электродам. > Струнные Размеры: 2–3 м в длину и 15 мм в ширину. Часто используются при прогреве колонн. Устанавливаются в центре конструкции. Электрическое поле образуется между опалубкой с токопроводящим листом и струной. Стержневые Подходят для конструкций сложной формы. Вставляются прутья арматуры диаметром до 15 мм, после чего их подключают к различным фазам трансформатора. Обеспечивают сквозной прогрев. 5. Трансформатор для прогрева бетона в зимнее время должен отличаться высокой мощностью, иметь защищенный корпус, быть удобным для транспортировки и выдерживать длительную работу при минусовых температурах.
Отправить заявкуПрогрев 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 заявкуЭлектропрогрев 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 заявкуИнфракрасный 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.
Технология прогрева бетона электродами в зимнее время
Автор: Игорь
Дата: 21.01.2019
- Статья
- Фото
- Видео
Технология, применяемая в сложных условиях для приобретения бетоном необходимых физико-механических свойств, называется прогрев бетона электродами. Метод получил распространение благодаря простому оборудованию, которое основано на способностях электрического тока при прохождении через какое-либо вещество выделять тепло. Прогрев бетона в зимнее время электродами очень производителен, он охватывает рабочий объем 100 м³ при t -40 °C. Исходя из особенностей конструкции и уличной температуры, подбираются технологические режимы, учитывающие:
- расстояние между электродами при прогреве бетона, их тип;
- силу тока;
- стадийность процесса в зависимости от использования изотермического «одеяла».
Чтобы обеспечить прогрев бетона электродами, расчет должен быть точным. Зависит он от следующих параметров:
- форма, толщина и общая площадь заливки;
- мощность трансформатора;
- толщина электрических проводников;
- сила тока;
- время, выдержка и продолжительность нагрева.
Схема подключения электродов для прогрева бетона
Особенности методики и виды прогрева
Важно! В ходе процедуры важно обеспечить равномерность нагревания и невысокую скорость — 8-15 °С в час, а остывания — 5-10 °С
На сегодня самый эффективный способ не привязывать строительные работы к определенному времени года, трудиться в дождливых условиях, а также суровом климате — это проводить прогрев бетона электродами, технология может состоять из нескольких стадий:
- нагрев и выдержка;
- нагнетание температуры с последующим охлаждением при термоизоляции;
- нагрев, выдержка и остывание.
Прогрев бетона с помощью электродов могут дополнять использованием термоизолирующей конструкции, которая снижает скорость охлаждения или позволяет выдерживать однородную температуру во время операции. Это наиболее эффективный метод нагрева. Кроме этого, сам трансформатор может оснащаться модулями:
- подогрева почвы;
- сушки электродов;
- стабилизации напряжения;
- генератором.
Разновидности применяемых электродов
Прогрев стен бетона электродами обеспечивается с помощью специальной установки или сварочного аппарата, состоящего из трансформатора и нагревательных элементов. Разные типы конструкций определяют форму электродов, применение которых наиболее целесообразно.
Электроды для прогрева бетона
Существует 4 типа нагревательных элементов: 2 варианта предназначены для внутреннего напряжения и 2 для поверхностного. Первые изготавливаются из арматуры в бунтах или прутьях. Маркируется проволока ВР1, а электроды для прогрева бетона ВР 4/ 5/ 3 обозначают диаметр проволоки. Вторые из пластин разных размеров. За основу берется листовая или кровельная сталь до 4 мм толщиной.
Электроды для внутреннего напряжения:
- Стержневые. Для изготовления используется арматура диаметром 6-12 мм, длиной до 2 метров. Располагаются по «телу» бетона. Подходят для больших площадей, при этом используется индивидуальная технологическая карта прогрева бетона электродами. Площадь должна соответствовать мощности трансформатора. Шаг прутьев варьируется от 60 до 100 см, но расстояние между рядами должно быть не менее 200-400 мм; до каркаса — 50-150 мм; до шва конструкции — более 100 мм.
- Струнные. Используются для вертикальных конструкций (колонны, арки). Представляют собой арматуру диаметром до 15 мм и длиной 2-3 метра. Один устанавливается по центру (может применяться каркасная арматура), в качестве второго используется опалубка из токопроводящего материала.
- Пластинчатые. Представляют собой пластины, которые устанавливаются между опалубкой и бетоном с разных сторон и создают электрическое поле.
- Полосовые или нашивные. Похожи на пластинчатые, но имеют более компактную ширину (20-50 мм) и толщину до 4 мм, располагаются по сторонам стяжки. Шаг электродов при прогреве бетона составляет 100-400 мм. Их применяют для небольших площадей, плит перекрытия и бетона, соприкасающегося с грунтом.
Чтобы обеспечить эффективный прогрев бетона электродами, схема подключения должна учитывать толщину бетонной смеси. В случаях с пластинчатыми изделиями это имеет основное значение: подсоединяются они периферийно (при толщине смеси более 300 мм) или односторонне (при толщине до 300 мм).
Обвязка электродов для прогрева бетонного фундамента
Советы по реализации
Важно! Применять можно только переменный ток. Постоянный приведет к активизации электролиза. Также нерационально использовать этот метод для конструкций большой толщины
Электроды устанавливаются в бетон в порядке, при котором после подключения к трансформатору создается электрическое поле. Регулируя параметры трансформатора, достигается необходимая t нагрева и выдержки. Интенсивность нагрева должна быть невысокой, максимальная t выдержки зависит от марки бетона и составляет не более +55-75 °С. Во время прогрева участок должен быть покрыт изолирующим верхом (рубероид, специальные маты). Зимний прогрев бетона электродами должен учитывать при охлаждении перепад t между уличной и рабочей — не более 20 °С.
Поскольку при изменении структуры меняется сопротивление, то необходимо следить за силой тока: установить в цепь приборы, контролирующие параметры тока, температуры, проверять степень застывания бетонной смеси. Изменение сопротивления происходит не линейно, а параболически, также на этот показатель влияют марка бетона и производитель (компоненты состава меняют свойства в зависимости от места добычи).
Задаваясь вопросом, как прогреть бетон электродами, важно обеспечить безопасность технологии, поскольку здесь присутствуют такие энергоносители, как вода и электрический ток. При невозможности изоляции электрических проводников обычным способом, они защищаются эбонитовыми трубками. Также категорически запрещается соприкосновение изделий с армирующим каркасом из-за короткого замыкания.
Ток для прогрева бетона электродами используется как 1-фазный, так и 3-фазный. Но в первом случае конструкция должна быть небольшой, без армирующей сетки, а также не контактировать с другими элементами построек. В остальных ситуациях используется напряжение 380 В.
Заключение
К особенностям этого метода относят одноразовость использования электродов: после затвердевания они остаются частью конструкции. При этом стоимость расходников низкая, а сами они широко доступны, поэтому технология вполне оправдывает себя.
Обогрев бетона электродами: схема работы, типы электродов. Использование сварочных аппаратов
Электрообогрев бетона в зимнее время является обязательным условием для набора конструкцией достаточной прочности. Для обеспечения оптимальной температуры застывающего раствора применяются самые разные технологии, и одной из них является использование электрического тока.
Об особенностях реализации данной схемы мы и поговорим в этой статье.
При выполнении работ на морозе дополнительный обогрев обязателен
Проблемы, возникающие в зимний период
Как известно, работать с цементным раствором лучше при положительных температурах – тогда после застывания конструкция получается достаточно прочной. Однако в ряде случаев возникает необходимость обустройства бетонных фундаментов или стен на морозе.
И здесь начинаются проблемы:
- Во-первых, входящая в состав раствора жидкость замерзает, и перестает реагировать с цементом. Соответственно, сильно снижается активность процесса гидратации, и набор прочности практически останавливается.
- Во-вторых, кристаллы льда расширяют поры внутри бетона, что приводит к снижению его плотности. Если же во время высыхания пройдет несколько циклов замерзания-размерзания, то поры станут весьма нестабильными, и монолит начнет крошиться.
- В-третьих, зона напряжения формируется на участках соприкосновения бетонного раствора с арматурой. На металле образуется тонкая ледяная пленка, и после того, как она растает, прочность соединения снижается на порядок.
Обратите внимание! Дополнительным минусом является активизация коррозионных процессов вследствие окисления металла в присутствии воды.
Изменение температуры в растворе
Избежать этих последствий можно двумя способами:
- Во-первых, в состав жидкости для гидратации добавляют специальные антиморозные компоненты. Они предотвращают замерзание воды, благодаря чему гидратация проходит в нормальных условиях.
- Во-вторых, используется электрический прогрев бетона. За счет оптимизации температурного режима внутри раствора создаются благоприятные условия, и цемент набирает прочность так же активно, как и при высыхании с положительной температурой воздуха.
Для достижения наилучшего результата инструкция рекомендует применять оба метода параллельно. Однако многие специалисты ограничиваются только активным отоплением: так и цена работы несколько снижается, и качество практически не страдает.
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
Обратите внимание! Эффективность данного процесса снижается одновременно с утратой раствором значительной части воды. Чем суше становится бетон, тем выше будет необходимое для эффективного прогрева напряжение.
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
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. Обратите внимание! Использование фрагментов композитной арматуры в качестве токопроводящих стержней не допускается!
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.
Обратите внимание! Положение металлических проводников нужно обязательно учитывать, когда проводится алмазное бурение отверстий в бетоне без арматуры или другие работы, связанные с нарушением целостности изделия.
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 50м 3 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
Совет! Чтобы при отоплении вода из поверхностных слоев испарялась медленнее, стоит засыпать раствор слоем опилок толщиной около 50 мм. Естественно, делать это нужно после того как цемент схватится.
Советы по реализации
При обустройстве системы электродного обогрева нужно учитывать следующие моменты:
- При высыхании раствора необходимо постепенно повышать силу тока в сети. Для этого в цепь обязательно встраиваем регулирующее устройство (хотя бы примитивный реостат).
- Использование источников постоянного тока не допускается, поскольку при этом происходит электролиз жидкости внутри конструкции.
Технологическая карта на подключение системы
- Чтобы обработка была максимально эффективной, нужно снизить поверхностные теплопотери. Для этого укрываем раствор рубероидом, утепляющими матами, несколькими слоями полиэтиленовой пленки и т.д.
- При закладке стержневых проводников нужно строго контролировать шаг между ними. Отклонения более 5 см могут привести к неравномерной нагрузке за счет разного сопротивления участков.
- Чтобы сэкономить электроэнергию, можно ускорить сам процесс гидратации цемента. Для этого в раствор вводим специальные присадки, благодаря которым отвердение идет быстрее.
- Оптимальное напряжение при закладке электродов составляет не более 127 Вольт. Если для подачи напряжения используются арматурные прутья, то допустимое значение снижается до 60 Вольт.
В любом случае, организацией данного процесса должен заниматься специалист, обладающий соответствующим допуском, и ознакомленный с правилами техники безопасности.
Вывод
Если вам необходимо залить фундамент или возвести стены, но при этом на улице установилась отрицательная температура, ждать весны совсем не обязательно. Подогрев бетона электродами позволяет сформировать приемлемые условия для гидратации раствора и набора цементом прочности (читайте также статью «Прогрев бетона проводом ПНСВ: цели и технология»).
Естественно, расходы на электроэнергию будут существенными, но зато конструкция будет соответствовать всем выдвинутым требованиям. Более подробную информацию по данной теме можно найти, изучив видео в этой статье.
Прогрев бетона электродами: технология, минусы, плюсы и особенности
Опубликовал: Сергей Черномордов 0 402 Просмотров
Технология, применяемая в сложных условиях для приобретения бетоном необходимых физико-механических свойств, называется прогрев бетона электродами. Метод получил распространение благодаря простому оборудованию, которое основано на способностях электрического тока при прохождении через какое-либо вещество выделять тепло. Прогрев бетона в зимнее время электродами очень производителен, он охватывает рабочий объем 100 м³ при t -40 °C.
Минусами метода считают
- Значительные трудозатраты на подготовку прогрева
- Необходимость индивидуальных расчетов на каждую конструкцию: с разработкой электрической схемы и расстановкой электродов, а также с корректировкой по температуре наружного воздуха в процессе обогрева
- Требуется электроэнергии больше, чем при прогреве проводом – от 850 кВт на 3 м3 уложенного бетона
- Сложно применить для фундаментных плит: приходится применять одновременно поверхностный и периферийный прогрев
- Требуется дорогостоящее и массивное оборудование – комплектная трансформаторная подстанция (КТПТО – 80) наружной установки или трансформатор для условий работы при температурах от -45⁰С. Практически все модификации станций прогрева оборудованы средствами автоматики и контроля, могут работать в авторежиме, имеют защиту от перегрузок.
Суть метода электродного прогрева – электроды различного типа, конфигурации и материала вживляют в бетон или устанавливают на поверхностях забетонированной конструкции. Реже используют в качестве электродов армокаркас, поскольку экономия на расходных электродах не восполняет энергозатрат, которые при таком способе значительно выше.
После подключения к источнику переменного напряжения (через понижающий трансформатор) образуется трехфазная цепь, в которой одним из проводников является бетонная смесь. При прохождении тока образуется электрическое поле и происходит выделение тепловой энергии, которая и требуется для обогрева бетонной конструкции. Количество электродов рассчитывают предварительно, а температуру бетона и корректировку прогрева (в том числе и по погодным условиям) производят подбором и регулировкой выходных параметров трансформатора. Необходим постоянный контроль работы оборудования, температуры наружного воздуха и поверхности бетонной конструкции.
В процессе твердения бетона его электрическое сопротивление изменяется, в сложной нелинейной зависимости. Начальное сопротивление зависит от вида бетона, водоцементного отношения и от активности вяжущего – цемента. Цементы разных заводов дают значительные вариации удельного электросопротивления приготовленных бетонов — от 8,5 до 16,5 Ом. Зависимость прохождения тока и нагрева от фазы твердения бетона также учитывается при расчетах схем и нагрузок.
Практически все несущие конструкции, применяемые в частном строительстве, армируются стальной стержневой арматурой – прутком, а данный вариант определяет максимально разрешенное напряжение 127В. Использовать напряжение более 127В разрешено только при техническом обосновании, на локальных участках и при наличии специальных проектных разработок.
Тмо для прогрева бетона назначение, характеристики,
Обогрев бетона ТМО – это разработка, разрешающая создавать литьё и укладку товарного бетона в монолитном постройке при отрицательных температурах без нарушения технологического процесса, снабжающего материалу твердения и нормальные условия созревания. Мы желаем поведать о характеристиках и назначении оборудования для трансформаторного прогрева бетона.
Методы
Существуют разные методы обогрева бетона для литья и зимней укладки.
С разной частотой применяют такие технологии:
- Сооружение укрытий, теплушек, прочих конструкций и надстроек, мешающих прямому контакту рабочей территории с холодным воздухом. Довольно часто используется совместно с обогревателями на электрическом, твердотопливном, дизельном либо газовом питании. Относится к дорогостоящим и малоэффективным методам, негодным для масштабных объектов;
- Применение опалубки с подогревом. Предполагает наличие особого оборудования для сооружения опалубки с обогревающими элементами, и комплекса соединительных и питающих проводов, трансформаторов и защиты системы и автоматики управления. Подходит для маленьких конструкций, стен и других стандартных элементов;
- Электродный обогрев бетона. Основан на тепловом эффекте, характерном для прохождения электрического тока через проводник с сопротивлением, лишь проводником тут есть сам раствор. Отличается низким КПД и громадными затратами энергии, пригоден для заливки вертикальных стен, колонн и диафрагм;
- Прогрев бетона посредством провода ПНСВ (1, 2). В опалубки укладывается особый провод, который нагревается при прохождении через него электрического тока. Прогрев бетона ТМО и проводами отличается высоким КПД и низкими затратами энергии, подходит для разных, а также массивных и нестандартных конструкций, отличается сложной подготовкой;
- Инфракрасный нагрев. Тут раствор подогревают особыми излучающими матами, но существует неприятность испарения воды. Метод пригоден для плит и маленьких горизонтальных и тонкостенных конструкций;
- Индукционный обогрев. Основан на явлении электромагнитной индукции: катушка с проводником формирует переменное электромагнитное поле, которое наводит ток в арматурном каркасе конструкции, в следствии чего она нагревается. Отличается сложным расчётом и дорогим оборудованием теплового эффекта и количества витков.
Обратите внимание! Анализ всех способов увеличения температуры раствора разрешает выделить обогрев посредством проводов как наиболее универсальный и действенный, актуальный для конструкций разных форм и размеров и пригодный для работы с громадными объемами бетона. Потом мы рассмотрим главный источник питания для систем электрического обогрева бетона – станции и трансформаторы, снабжающие преобразование сетевого напряжения до приемлемых значений, и регулировку и подачу рабочего тока на объекте.
Потом мы рассмотрим главный источник питания для систем электрического обогрева бетона – станции и трансформаторы, снабжающие преобразование сетевого напряжения до приемлемых значений, и регулировку и подачу рабочего тока на объекте.
Требования безопасности при электродном прогреве
Прогрев конструкций, армируемых стержневой арматурой, выполняют при пониженном напряжении – от 60 до 127В. Чтобы прогревать густоармированные конструкции при более высоких напряжениях, требуется отдельный расчет и проект. Подключают напряжение выше 127В в отдельных случаях:
- Бетонный элемент не включает армокаркас
- Участок прогрева локальный, конструкция отдельно стоящая и никак не связана с арматурными каркасами, закладными деталями и любыми токоведущими элементами соседних конструкций
- Конструкции могут быть прогреты электродным методом при напряжении питания до 380В только в тех случаях, когда невозможно короткое замыкание на армокаркас (то есть массив состоит только из бетона). Прогрев на высоком напряжении может быть разрешен по расчету только для конструкций без арматуры. Работы по прогреву или обогреву армированного бетона и грунтов с применением напряжения 380В запрещены
При всех работах по электропрогреву обязательны к выполнению правила электробезопасности.
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:
- определяется оптимальная длина отрезка 17-28 м, при которой будет обеспечена необходимая тепловая мощность, а максимальный ток равнялся 15 А;
- равномерно укладываются участки в виде петли или змейки с интервалом 5 см так, чтобы концы выходили на одну сторону плоскости;
- нельзя допускать, чтобы кабель касался других материалов;
- осуществляется подключение к одно- или трехфазной (по схеме звезды или треугольника) сети электропитания посредством ПВ1;
- 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.
Установка электродов в конструкцию
Местные перегревы бетона крайне негативно влияют на его итоговую прочность, поэтому все электроды вне зависимости от их типа устанавливают наиболее равномерно. Минимальные расстояния по осям электродов при использовании выходного напряжения трансформатора 65В – 200 мм; при напряжениях от 85 до 120 В – минимум 350-400 мм. Чтобы минимизировать риск местного перегрева, применяют групповые схемы расстановки электродов, и подключают на одну фазу электропитания сразу группу электродов. Распределение электродов в группе и интервалы определяются проектом.
Установку и крепление электродных групп и отдельных электродов выполняют с учетом безопасных расстояний до армокаркаса. Недопустимы смещения и соприкосновения токопроводящих частей и стальной арматуры. В случае, если на арматуру окажутся замкнуты два электрода, подключенных на разные фазы, обеспечено К/З, результатами которого будут перегорание проводов тоководов, возможен расплав и поломка деталей трансформатора.
Процесс бетонирования – укладку и уплотнение бетонной смеси – выполняют с осторожностью, чтобы не допустить смещения электродов от проектного положения и их касания к арматуре.
Минимальные расстояния от электродов до арматурных стержней каркаса во время выхода на режим прогрева при напряжении:
- 55 В – 50 мм.
- 65 В – 70 мм.
- 85 В – 100 мм.
- 110 В – 150 мм.
Если не выдерживаются минимальные расстояния, то местные перегревы бетона неизбежны. Поэтому в случаях, когда по габаритам конструкции или по схеме минимум разделения обеспечить невозможно, то выполняют электроизоляцию тех участков электродов, которые приходятся на опасно малое расстояние от арматуры. Изоляцию делают, надевая на электрод эбонитовую трубку. Металл полосовых электродов обворачивают рубероидом в два слоя, при этом длина изоляции – 100-120 мм.
Все поверхности прогреваемого бетона должны быть теплоизолированы, прогрев без укрытия не допускается.
Если массивные и протяженные конструкции (модуль поверхности до 6) обогреваются электродами периферийно, по внешним граням и выдерживаются термосом, то минимальное расстояние при любой расстановке полосовых электродов по углам конструкций – 200-220 мм; на прямых участках – до 300-350 мм.
Режим и расстановку электродов назначают согласно расчетов, и нарушения проекта и технологии прогрева могут привести к местным или обширным пережогам бетона или перегревам бетонной смеси выше ста градусов, что для бетона может стать фатальным – не просто привести к недостаточному набору прочности, а вызвать глубокие трещины в конструкциях.
При выполнении режима прогрева необходим строгий контроль температуры бетона. На практике регулируют режим прогрева, включением и отключением групп электродов или прогрева полностью, при этом стремясь к плавным изменениям температур. Станции прогрева бетона оборудованы КИПами для автоматического контроля силы тока, напряжения и температуры бетона. Первые три часа после выхода на режим прогрева проводят контроль температуры один раз в час, затем – один раз в два –три часа. Также периодически проверяют состояние теплоизоляции конструкций.
Режимы электропрогрева могут быть различны
- Двухстадийный прогрев – нагрев уложенной смеси и изотермическая выдержка. На момент отключения питания бетон должен набрать определенную прочность (устанавливается проектом в процентах от марочной прочности и зависит от ответственности, нагрузок, условий работы будущей конструкции, вида бетона и пр.). Прогрев в две стадии с изотермией назначают для конструкций, имеющих модуль поверхности больше 15.
- Трехстадийный прогрев – нагрев, изотермическая выдержка и остывание. Требуемая прочность будет обеспечена к моменту остывания прогреваемых конструкций. Применяют режим для элементов, имеющих степень массивности от 6 до 15.
- Две стадии – нагрев и остывание с выдержкой термосом, с полной теплоизоляцией конструкции и/или применением греющей опалубки, в зависимости от значений минусовых температур атмосферного воздуха. Критическая прочность обеспечивается к завершению остывания бетона. Режим назначают для элементов, имеющих степени массивности до 6.
После уплотнения бетона в конструкции подключают питание электродов, при этом минимум температуры бетонной смеси составляет +5⁰С. Затем нагрев увеличивают, при этом скорость повышения температуры следует держать не больше 8 градусов в час при прогреве элементов со степенью массивности от 3 до 6, 10 градусов в час – соответственно для конструкций со степенью массивности от 6, и 15 градусов в час – для стоечно-балочного каркаса и тонких стен (120 – 150 мм) протяженностью до 5,75-6,0м.
Для различных видов цемента рассчитаны предельные допуски температур бетона при любых режимах электропрогрева. В частном строительстве в основном применяют портландцемент ПЦ400 и ПЦ500 (быстротвердеющий). Для данных марок цемента установлены пределы температур при модулях поверхности соответственно:
- От 16 до 20 — +55⁰С.
- От 10 до 15 — +65⁰С.
- От 6 до 9 — +70⁰С.
Время изотермической выдержки зависит от вида вяжущего (активности цемента), температурных параметров прогрева и назначенной проектом прочности бетона. Это время определяется по видам бетонов и проверяется лабораторно – испытанием кубиковой прочности на сжатие. Скорость остывания бетонной конструкции должна быть минимальная, предел составляет для элементов с модулем поверхности:
- От 6 до 10 — 10 градусов/час.
- От 10 и выше — 5 градусов/час.
Распалубку бетона выполняют не ранее, чем поверхность его остынет до +5⁰С, но при этом нельзя допускать смерзания опалубки с бетоном. После распалубки бетон повторно теплоизолируют в случаях, когда разница температуры атмосферного воздуха и бетонных поверхностей больше 20 градусов.
