Расчет длины греющего кабеля для прогрева бетона

Прогрев бетона проводом ПНСВ

Процедура заливки бетона заметно усложняется, если проводить ее в холодное время года. Связано это с возникновением вероятности замерзания воды, что не позволит раствору набрать необходимой технологической прочности. Даже если получится избежать такого эффекта, то рентабельность проводимых работ окажется под вопросом, так как высыхать состав будет на протяжении довольно длительного времени. Решить проблему можно с помощью прогрева бетона. Для этих целей используется провод ПНСВ.

Для прогрева бетона вам потребуется приобрести или арендовать станцию или трансформатор для прогрева бетона, а также греющий кабель. Обратитесь в компанию АО «ДАКСпол» за всем необходимым оборудованием:

Оборудование	Стоимость
Станция трансформатор для прогрева бетона СПБ-80 (Аренда)	650 руб./сут.
Станция трансформатор для прогрева бетона СПБ-80 (Продажа)	40 000 руб.
Станция прогрева бетона ТСДЗ-63/0,38 (Аренда)	650 руб./сут.
Станция прогрева бетона ТСДЗ-63/0,38 (Продажа)	30 000 руб.
Провод ПНСВ для прогрева бетона (Продажа)	3 руб./метр

Электропрогрев позволяет придать материалу нужную твердость. Данная процедура регламентируется нормами СП 70.13330.2012. Его применение допускается в ходе выполнения абсолютно любых строительных работ. С экономической точки зрения целесообразно использовать дешевый провод ПНСВ, так как после затвердевания бетона он остается внутри конструкции.

Применение

С помощью кабеля ПНСВ можно решить сразу две проблемы, возникающие с бетоном в зимний период. Вода, входящая в состав раствора переходит в кристаллическое состояние. В результате полностью останавливается реакция гидратации. Всем известно из школьной программы, что при замерзании воды происходит ее расширение. В таких условиях сформировать прочные связи в бетоне невозможно, поэтому добиться нужной прочности не получится.

Чтобы состав затвердел правильно, необходимо обеспечить температуру окружающей среды на уровне +20 0 С. При ее снижении до нулевых показателей данный процесс замедляется даже при условии выделении тепла в результате протекания гидратации. Для выдержки нужных параметров без провода ПНСВ не обойтись. Необходимость в прогреве бетона возникает в следующих случаях:

• Недостаточная теплоизоляция монолита или опалубки.
• Низкая температура воздуха.
• Слишком большие размеры монолита.

Характеристики провода

Кабель ПНСВ состоит из жилы сечением 0,6-4 мм 2 и диаметром 1,2-3 мм. Некоторые марки покрываются оцинковкой для подавления негативного воздействия агрессивных составляющих раствора. В качестве дополнительного покрытия используется поливинилхлорид или полиэстер. Такая термоустойчивая изоляция отличается высокой прочностью и удельным сопротивлением, хорошо гнется, не повержена истиранию.

Технические характеристики кабеля ПНСВ:

• Диапазон рабочих температур – от -60 0 С до +50 0 С.
• Удельное сопротивление – 0,15 Ом/м.
• Расход провода – 60 м на каждый куб бетона.
• Допустимая температура монтажа – -15 0 С.
• Нижний температурный порог применения – -25 0 С.

Кабель соединяется с холодными краями посредством алюминиевого провода АПВ. Питается провод от трехфазной сети 380В. В некоторых случаях при правильных расчетах допускается использование домашней сети 220В. Главное условие – длина кабеля должна быть минимум 120 м. Также необходимо, чтобы по системе протекал ток номинальной величиной 14-16 А.

Процедура укладки и технология прогрева

Прежде, чем устанавливать систему прогрева, необходимо смонтировать арматуру и опалубку. Только после этого можно приступать к раскладке ПНСВ. Интервал между поворотами должен составлять 80-200 мм. Конкретное расстояние выбирается в зависимости от наружной температуры, уровня влажности и скорости ветра. Провод не должен иметь натяжение. Для его крепления к арматуре нужно использовать специальные зажимы. Минимальный радиус изгиба – 25 см. Также необходимо позаботиться об отсутствии перехлестов жил, по которым передается ток. Они должны прокладываться на расстоянии 15 мм друг от друга. При нарушении этого правила возникает рис короткого замыкания.

Наибольшей популярностью пользуется схема укладки под названием «змейка». Укладка ПНСВ в данном случае чем-то напоминает процедуру монтажа теплого пола. При таком методе расход греющего кабеля будет минимальным, а обогреть получится максимальный объем массива. Заливать бетон нужно в сухую опалубку, при этом температура раствора должны быть выше +5 0 С, а схема подключена правильно. Также необходимо проверить, чтобы холодные концы были выведены на необходимую длину.

Перед началом прогрева бетона необходимо ознакомиться с инструкцией, которая идет в комплекте с проводом ПНСВ. Подключение через секции шинопроводов может осуществляться двумя способами: через «звезду» или «треугольник». Первая схема подразумевает соединение трех проводов в один узел. Подключение к трансформатору выполняется через свободные контакты. Во втором случае система делится на 3 участка, каждый из которых подключается к выводам трехфазного трансформатора.

Прогрев бетонной смеси с помощью кабеля ПНСВ выполняется в несколько этапов:

1. Каждый час температура плавно повышается на 10 0 С. Так удастся обеспечить равномерность прогрева.
2. В условиях постоянной температуры прогрев нужно осуществлять до момента набора смеси половины своей технологической прочности. Оптимальным показателем является 60 0 С, а максимальным – 80 0 С.
3. Остывать бетон должен на 5 0 С в час. При несоблюдении данной рекомендации существует вероятность растрескивания монолита.

Если все технологические требования были соблюдены, то материал наберет необходимую прочность. ПНСВ после завершения работ остается в массиве и выполняется функции дополнительного армира.

Применять такие кабели, как ВЕТ или КДБС намного проще, так как их подключение производится напрямую в бытовую сеть или щитовую с напряжением 220В. Разделение на секции устраняет возможность перегрузок. Единственным недостатком таких этих кабелей является высокая стоимость. В связи с этим их реже используют при масштабном строительстве.

Также довольно большой популярностью пользуется технология, при которой опалубка оснащается электродами и ТЭНами. В этом случае греющий кабель не нужен, однако данный способ требует больших энергозатрат. Связано это с тем, при затвердевании бетона его сопротивление повышается, что делает проводимость воды ниже.

Расчет длины

При расчете длины кабеля ПНСВ необходимо учитывать ряд факторов, основным из которых является количество тепла, подаваемое к монолиту с целью его качественного затвердевания. На данный параметр влияет температура воздуха, форма и размеры конструкции, влажность, а также наличие теплоизоляции.

Также нужно определить шаг укладки провода, учитывая в расчетах среднюю длину петли (28-36 м). Если температура воздуха составляет -5 0 С, то шаг должен быть 200 мм, -10 0 С – 160 мм, -15 0 С – 120 мм.

Рассчитывая длину кабеля, нужно знать его мощность. Для провода диаметром 1,2 мм – 0,015 Ом/м, 2 мм – 0,044 Ом/м, 3 мм – 0,02 Ом/м. Величина рабочего тока не должна превышать 16 А. В случае с ПНСВ 1,2 мм удельное сопротивление будет равняться 38,4 Вт. Для расчета суммарной мощности нужно это число умножить на длину использованного провода.

Для расчета напряжения понижающего трансформатора используется эта же схема. Если диаметр ПНСВ составляет 1,2 мм, а всего его уложено 100 м, то общее сопротивление будет равняться 15 Ом. Сила тока все та же (16 А). Напряжение – это произведение сопротивления и силы тока. В рассматриваемом примере оно будет составлять 240 В.

Заключение

Прогрев бетонной смеси с помощью провода ПНСВ является одним из самых бюджетных способов. Однако использовать его лучше при наличии достаточного опыта в сфере строительства. Кроме этого, для укладки ПНСВ может понадобиться специальное оборудование. Этот вид кабеля можно использовать в быту. Главное, верно рассчитать потребляемую мощность. Для снижения расходов на прогрев бетона рекомендуется применять теплоизоляционные материалы. Они ускорят процесс и будут способствовать более равномерному остыванию, что положительно скажется на качестве монолита.

Источник

Провод для прогрева бетона — принцип действия, виды, укладка и монтаж

При строительстве монолитных бетонных конструкций в зимнее время применяется несколько технологий для создания необходимых температурных условий. Это может быть установка специальных тепляков, применение тепломатов или специального провода для прогрева бетона. Первый способ наиболее энергоемкий, поэтому экономически невыгоден, второй вариант подразумевает установку тепловых станций, прогревающих только верхние слои, что также вносит ряд ограничений на применение. Последний вариант наиболее востребован, о нем и пойдет речь в данной публикации.

Зачем нужен прогрев бетона?

В холодное время года, когда температура окружающего воздуха опускается ниже точки замерзания воды, возникают проблемы с гидратацией бетонного раствора. Проще говоря, смесь частично замерзает, а не полностью затвердевает. После повешения температуры окружающей среды начинается процесс оттаивания, монолитность смеси может быть нарушена, что отрицательно отразится на монолитности конструкции, ее сопротивлению проникновения воды, что приведет к снижению долговечности.

Последствия заливки раствора на морозе, в этом случае не поможет даже гидрошпонка Аквабарьер или другая гидроизоляция

Чтобы избежать перечисленных последствий, обязательно необходимо зимой делать электропрогрев бетонной смеси. При этом изотермическом процесс не возникает нарушений в ее структуре, что положительно отражается на прочности возводимой конструкции.

Виды нагревательных проводов и кабелей

Чаще всего для электроподогрева бетона применяются провода ПНСВ. Это объясняется его относительно невысокой стоимостью и простым монтажом. Ниже представлен внешний вид термопровода, его конструктивные особенности и расшифровка маркировки.

Внешний вид провода ПНСВ (А), расшифровка маркировки (В) и конструкция (С)

В качестве альтернативы может применяться аналог – ПНСП, основное отличие которого заключается в изоляции, она выполнена из полипропилена, что позволяет незначительно повысить максимальную мощность тепловыделения.

Таблица основных параметров проводов ПНСВ и ПНСП

Обратим внимание, что провода данного типа могут использоваться в качестве напольных обогревателей, которые работают по принципу теплого пола.

Основная трудность, связанная с применением термопроводово данного типа, заключается в необходимости произвести расчет их длины. Небольшие просчеты можно исправить регулируя уровень напряжения, поступающего с прогревочного трансформатора.

Подробно о том, как производится монтаж ПНСВ, а также описание связанных с этим процедур (расчет длины проводов, схема укладки, составление технологической карты и т.д.) будет приведено в другом разделе.

Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ

Основной недостаток описанных выше термопроводов – необходимость дополнительного оборудования, позволяющего регулировать мощность тепловыделения путем изменения напряжения. Значительно упростить задачу можно применяя двужильные секционные саморегулирующие термокабели, а именно финский ВЕТ или отечественный КДБС. Они не требуют для подогрева дополнительного оборудования и подключаются напрямую к сети 220 вольт. Устройство прогревочного кабеля представлено ниже.

Основные элементы конструкции кабеля обогревочного

Обозначение:

• А – Выходы нагревательных жил.
• В – Установочный кабель, служащий для подключения КДБС к сети 220в, для этой цели можно использовать любой соединительный провод, например АПВ.
• С – Муфта, для подключения нагревательной секции.
• D – Концевая изоляторная муфта.
• Е – Нагревательная секция фиксированной длины.

Конструктивно кабель ВЕТ практически не отличается от рассмотренного выше отечественного аналога, что касается основных технических характеристик, то они приведены в сравнительной таблице ниже.

Таблица сравнительных характеристик кабелей ВЕТ и КДБС

Что касается маркировки, то отечественные изделия данного типа кодируются в следующем виде: ХХКДБС YY, где ХХ – характеристика линейной мощности, а YY – длина секции. В качестве примера можно привести маркировку 40КДБС 10, которая указывает мощность 40 Вт на метр, а сама секция десятиметровой длины.

Технология прогрева с использованием ПНСВ

Принцип действия довольно простой: при подаче напряжения происходит нагрев провода, который в свою очередь нагревает бетонную смесь. Поскольку для нагрева рекомендуется ограничится напряжением 70 В, потребуется понижающий трансформатор (далее ПТ) соответствующей мощности.

Трансформаторная подстанция КТПТО 80 для работы с термопроводом

Перед тем, как осуществлять монтаж, необходимо рассчитать длину прогревочного провода. При этом необходимо принимать во внимание его тип и характеристики, напряжение трансформаторной подстанции, объема бетонной смеси, температуры окружающей среды, а также характер конструкции (предполагается заливка колоны, балки) и т.д. Чтобы не запутаться в расчетах, можно воспользоваться онлайн калькулятором для расчета нагревательного проводника ПНСВ или другого кабеля (ПНБС, ПТПЖ и т.д.).

Для нагрева бетонной смеси, объемом один кубометр необходимо около 1200-1300 Вт. Если мы будем использовать провод данной марки сечением 1,20 мм, то потребуется прогревочник 30-45 м (для точного расчета длины необходимо знать температурные условия).

Помимо этого необходимо учитывать силу тока, для нормальной работы погруженного в раствор кабеля допустимо 14,0 – 18,0 Ампер (в зависимости от схемы подключения).

Электрическая схема подключения ПНСВ А) звездой В) треугольником

Монтаж ПНСВ

Приведем краткое руководство стандартной методики:

1. Выбираем диаметр провода согласно техкарте, как правило это 1,20-4,0 мм. Если планируется обогрев армированных конструкций, то рекомендуется остановиться на ПВХ изоляции, поскольку она более прочная. Для неармированных конструкций допускается применять провод с полипропиленовым покрытием.
2. Нарезка производится сегментами равной длины, после чего их сворачивают спиралью (Ø 30,0-45,0 мм).
3. Укладка спиральных ниток производится в арматурный каркас или их располагают в фанерном или деревянном каркасе (опалубке).
4. Характеристики ПНСВ не предполагают его работу в качестве обогревателя за пределами бетонной смеси. При таких условиях он сразу выходит из строя. Для исправления ситуации используется любой монтажный провод большего сечения, который подключают к выводам сегмента. Пример как подключить ПНСВ с помощью холодных концов
5. После того, как опалубку зальют бетонной смесью, дожидаются, пока она начнет схватываться, после чего производится включение трансформаторной подстанции. С ее помощью осуществляют установку необходимой температуры путем увеличения или уменьшения напряжения.

Обратим внимание, принцип и схема укладки ПНСП, ПНБС, ПТПЖ практически не отличается от ПНСВ.

Использование сварочного аппарата в качестве ПТ.

Такой способ подогрева вполне возможен, приведем пример как это можно реализовать такой метод. Допустим, нам необходимо залить плиту объемом 3,7 кубических метра, при температуре на улице – 10°С. Для этой цели потребуется сварочная установка на 200,0-250ампер, клещи для измерения тока, провод ПНСВ, холодные концы и тканевая изоляционная лента.

Нарезаем восемь сегментов по 18,0 метров, каждый такой может выдержать ток до 25,0 А. Мы оставим небольшой запас и возьмем для подключения к сварочному аппарату на 250,0 А восемь таких сегментов.

К каждому выходу отрезка подсоединяем на скрутке монтажный провод (подключаем холодные концы). Производим укладку ПНСВ, ее схема будет приведена ниже. Соединение холодных концов (плюс и минус отдельно) желательно делать при помощи клеммника, размещенном на текстолите или любом другом изоляционном материале.

Подключение ПНСВ к сварочному аппарату

Завершив заливку, подключаем прямой и обратный выход аппарата (полярность не имеет значения), предварительно выставив ток на минимум. Проводим измерение тока нагрузки на отрезках, он должен быть порядка 20,0 А. В процессе нагрева сила тока может немного «проседать», когда это происходит, увеличиваем ее на сварке.

Плюсы и минусы ПНСВ

Прогревать таким способом бетон довольно выгодно. Это объясняется как низкой стоимостью провода и относительно небольшим расходом электричества. Отдельно необходимо отметить устойчивость проволоки к щелочному и кислотному воздействию, что позволяет использовать данный способ при добавлении в смесь различных присадок.

Основные недостатки:

• сложность расчетов при расчете длины провода;
• необходимость использования ПТ.

Понижающие станции стоят довольно дорого, а учитывая длительность процесса брать их в аренду не выгодно (такие услуги обходятся в 10% от себестоимости изделия). Использование сварочных аппаратов делает возможным обогрев небольших конструкций, но поскольку она не рассчитана на такой режим работы, выход ее из строя и последующий дорогостоящий ремонт довольно вероятны.

Монтаж секционного обогревочного кабеля

Поскольку такие нагреватели для бетона поставляются не в бухтах, а готовыми секциями, снимается вопрос с обрезкой. Все что необходимо для сбора установки для зимнего бетонирования это рассчитать мощность сегмента исходя из того сколько кубов бетона в конструкции, после чего выбрать кабель соответствующей длины.

Начнем с краткого руководства по расчетам и небольших рекомендаций по монтажу:

• В инструкции к технологии ТМО бетона указывается, что на обогрев кубометра смеси требуется от 500 до 1500 Вт (зависит от температуру воздуха). Расход электроэнергии можно существенно снизить, если применить несколько несложных технических приемов:

1. Использовать специальные присадки для смеси, позволяющие понизить точку замерзания раствора.
2. Утеплить опалубку.

• Если производится заливка балки или перекрытия, расчет обогревочного кабеля производится из 4 погонных метров на 1 м 2 площади поверхности. При возведении объемных элементов, таких как двутавровые бетонные балки, электрообогрев укладывают ярусами, с расстоянием между ними не более 40,0 см.
• Защита кабеля позволяет приматывать его к арматуре.
• Расстояние от поверхности конструкции до уложенного внутри электрообогревателя должно быть как минимум 20,0 см.
• Чтобы бетонная смесь прогревалась равномерно, нагреватели должны быть уложены на одинаковом расстоянии.
• Между разными контурами должно быть не менее 40,0 мм.
• Запрещено пересечение греющих проводников.

Преимущества и особенности сегментированного кабеля

К несомненным положительным качествам продукции данного типа следует отнести:

• Для организации прогрева бетона при помощи не требуется наличие дорогостоящего дополнительного оборудования (ПТ).
• В отличие от сушки электродами вероятность поражения электричеством минимальна.
• Легкий монтаж и несложный расчет длины сегмента.

Особенности:

ВЕТ кабель стоит существенно дороже, чем провод для прогрева бетона ПНСВ. Отечественный КДБС, например производимый компанией ЭТМ в Красноярске, несколько улучшает положение, но не намного. Именно поэтому данные кабели применяются при возведении небольших бетонных и ЖБТ конструкций.

В качестве заключения.

Мы описали только один способ обогрева бетона, на самом деле их значительно больше. Они будут рассмотрены в других публикациях.

В завершении считаем необходимым ответить на вопрос, неоднократно встречающийся в сети, почему нельзя для прогрева бетона использовать нихромовые провода. Во-первых, это удовольствие было бы очень дорогим, во-вторых, правилами техники безопасности запрещено. Именно поэтому не стоит калькулятор для расчета числа витков нихрома, чтобы сделать обогрев трубы или бетона.

Источник