Провода для прогрева бетона

Основным компонентом бетона, широко используемого при возведении различных зданий и конструкций, является цемент. Это вещество, которое приобретает твердость, вступая в химическую реакцию с водой. Время реакции определяется температурой окружающей среды. Оптимумом считается +20° С. С понижением температуры скорость реакции падает. Ниже 0° С, то есть в зимний период года, часть воды, не успев вступить в реакцию, превращается в лед, что ведет к отрицательным последствиям. Во-первых, поскольку лед занимает больший объем, его таяние в будущем приведет к образованию в готовом бетоне полостей и трещин. Во-вторых, воды для полноценного отвердения цемента становится недостаточно, вследствие чего бетон не приобретает заданной прочности. В-третьих, образование слоя льда на поверхности арматуры ведет к ее отслаиванию.

По этой причине при проведении бетонных работ в зимнее время предпринимаются специальные меры. Это, например, искусственный прогрев цементного раствора до момента достижения критической прочности, при которой материал уже не подвержен влиянию окружающей среды.

Провода для прогрева бетона - обзор марок

Для обогрева бетона в условиях зимы в строительстве применяются различные устройства. К ним относятся следующие:

• тепляки – временные сооружения на месте проведения работ. Для обогрева воздуха внутри тепляк в нем устанавливаются тепловые пушки;
• термоматы – пластины, оборудованные нагревателями и служащие своего рода одеялами;
• электроды, предназначенные для подачи через отвердевающий раствор электрического тока;
• электрические кабели, проложенные внутри раствора, по которым также пропускается ток.

Один из способов создания необходимых условий для отвердевания бетона – его прогрев проводом, по которому течет электрический ток. Преимуществом метода является невысокая стоимость материалов и полное отсутствие потерь тепла во время работы.

Кабели, с помощью которых осуществляется прогрев, имеют одну-две однопроволочные жилы, изготовленные из стали. Они способны функционировать при низкой температуре и выдерживать большие токи. Диапазон сечений (от долей до нескольких мм²) дает возможность выбирать различные схемы раскладки внутри формы, залитой бетоном.

Для изоляции жил используются полимерные материалы.

ПНСВ – Провод Нагревательный Стальной в ПВХ изоляции. Выпускается с одной жилой. Диаметр проволоки – от 1 до 1,4 мм (электрическое сопротивление 1 м провода – от 0,11 до 0,22 Ом), наружный диаметр – до 3 мм. Рабочая температура – до +80° С. Сопротивление 1 км изоляции– не менее 10 Мом.

Провод марки ПНСП имеет одно отличие – его изоляция изготовлена из полипропилена, в связи с чем он способен работать при бо?льшей температуре – до 100° С.

Стальные нагревательные кабели способны держать пропускаемые по ним большие токи только в случае пребывания внутри бетона, на воздухе же они сгорят. Поэтому в качестве переходников – между бетоном и источником напряжения – используются алюминиевые провода. Алюминий имеет меньшее удельное сопротивление и поэтому при таком же токе нагревается меньше, чем сталь. Обычно применяется два отрезка одножильного однопроволочного провода АПВ длиной до 1 м (Алюминиевый Провод в ПВХ изоляции) сечением 2,5 мм² (выдерживает ток силой до 24 А) или 4 мм² (до 32 А). Он способен функционировать в диапазоне температур от -50° С до +70° С.

КДБС - на российском рынке представлен еще один вариант кабеля, при помощи которого можно прогревать бетон – КДБС, или Кабель Двужильный для Бетона в Секциях. Он выпускается готовыми секциями, длиной от 10 до 150 м. Каждая секция состоит из нагревательной части – двухжильного проводника в изоляции, соединенного с одной стороны с концевой муфтой, с другой, тоже через муфту, – с установочным проводом. Всем этим достигается герметичность и надежность соединений. Установочный провод напрямую подключается к сети переменного тока 220 В.

Сечение жил секций подобрано таким образом, что независимо от длины каждый метр выделяет 40 Вт, что важно для создания равномерного прогрева объема.

Другие характеристики кабеля:

• сопротивление изоляции – не менее 10³ МОм*м;
• температура монтажа – от -30° С;
• наружный диаметр – 5–7 мм;
• радиус изгиба – 35 мм;
• расстояние между проводами при укладке – от 6 см.

После застывания бетона кабель, как и ПСНВ, обрезают и оставляют внутри монолита. Необходимо иметь в виду, что этот кабель заметно дороже, чем ПНСВ.

Кабель BET - который производится в Финляндии, но продается и в Москве, по конструкции аналогичен КДБС. Отличия заключаются в следующем:

• выделяемая мощность – 35–45 Вт/м;
• радиус изгиба – 25 мм;
• длина секции – 3,3–85 м.

Расчет провода для прогрева бетона

Длина провода, необходимого для подогрева, зависит от его сечения и подаваемого напряжения и рассчитывается по следующей формуле:

l = 

где l – длина, м;

U – напряжение, В;

S – сечение, мм²;

 – удельное сопротивление стали, Ом*мм²/м;

P – мощность, выделяемая 1 м провода – зависит от внешней температуры (35-40 Вт – бетон без армирования, 30-35 Вт – с армированием).

Особенности технологии и схемы укладки ПСНВ

Установка системы прогрева бетона проводится после того, как будет осуществлен монтаж арматуры и опалубки, в которую предполагается заливать бетон. Диаметр кабеля можно выбрать в соответствии с технической картой.

Провод режется на куски, длина которых определяется сечением жил и напряжением сети. Укладывать его можно в форме змейки, как для теплого пола, или улитки – спиралью. Лежать кабель должен свободно и крепиться к арматуре специальными зажимами. Необходимо учитывать, что во избежание короткого замыкания расстояние между соседними линиями должно быть не менее 5 см. Не допускаются касания провода с опалубкой.

При заливке опалубка должна быть сухой, температура раствора – выше +5° С, все соединения проводов выполнены.

Провода разбиваются на группы по три штуки, и во избежание перекоса фаз к трехфазной сети каждая из групп может подключиться двумя способами – используется «звезда» или «треугольник».

Схема «звезда»: все три провода соединяются в точке одним из своих концов, свободные концы соединяются с фазами сети.

Схема «треугольник»: соединение образует кольцо – каждый провод своими концами соединяется с двумя другими. Места соединений подключаются к фазам 380 В. Напряжение питания рекомендуется понизить до 70 В, поэтому требуется дополнительное оборудование – понижающий трансформатор. С его помощью можно также осуществлять дополнительную регулировку температуры массы.

Прогревание производится в три стадии – нагрев, выдержка, охлаждение. Процессы нагрева и охлаждения должны проходить не быстро – несколько градусов в час.

Преимущества и недостатки ПНСВ

Основным преимуществом ПНСВ является его низкая стоимость, что является важным фактором, поскольку это расходный материал и может быть использован лишь единожды. Нельзя забывать и про высокую эффективность – достоинство самого метода, при котором все энергозатраты уходят на нагрев бетона.

К недостаткам следует отнести необходимость расчета длины кусков и потребность в дополнительном оборудовании – понижающем трансформаторе.