Doma-artek.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подогрев бетона электродами

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.

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 электродовОписаниеСхема подключения
    ПластинчатыеЭто металлические пластины, которые помещаются с разных сторон конструкции между бетоном и опалубкой.
    ПолосовыеПолосы 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.>
    СтрунныеРазмеры: 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.
    СтержневыеПодходят 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 заявку

    Прогрев бетона в зимнее время проводом ПНСВ

    Это достаточно простой способ прогрева. Он применяется в 70% случаев, так как является очень доступным. Для того чтобы сделать его возможным, необходимо позаботиться о монтаже проводов заранее, поэтому прокладывают сначала провод ПНСВ, а затем заливают бетонную смесь. Нагревание кабеля происходит при помощи трансформатора, который создаёт пониженное напряжение.

    • Низкая стоимость процедуры. Трансформатор тратит значительно меньше энергии, чем другое оборудование, поэтому очень актуален, если бюджет ограничен. Покупать его тоже необязательно: вполне возможна аренда необходимого оборудования на время.
    • Для прогрева бетонной смеси подходит понижающий трансформатор 80 kW. При помощи такого оборудования без проблем прогревается 90 м 3 бетона.
    • Возможна прокладка провода в любую погоду.

    Способ не лишён недостатков:

    • Необходимо заранее позаботиться о процедуре прогрева, проложить провод, заложить подогревочные петли (провод укладывается по особой технологии: недостаточно просто забетонировать его, необходимо, чтобы конструкция охватила весь бетон, для чего её укладывают петлями, которые закрепляют специальным образом, похожим на закладку тёплых полов).
    • Способ требует физических усилий от рабочих.

    Прогрев бетона электродами – схема подключения

    Прогрев бетона электродами – самый распространенный метод электропрогрева в зимнее время. Это связано, в первую очередь, с простотой и дешевизной, потому что, в отдельных случаях, нет необходимости тратиться на нагревательные провода, дорогие трансформаторы и т.п.

    Принцип действия такого способа электропрогрева основывается на физических свойствах электрического тока, который при прохождении через материал выделяет определенное количество теплоты.

    В данном случае, проводимым материалом является сам бетон, другими словами, когда ток проходит через водосодержащий бетон, он в это время его нагревает.

    Внимание! Если бетонная конструкция содержит в себе арматурный каркас, не рекомендуется подавать на электроды напряжение более 127 В. В случае отсутствия металлического каркаса, можно использовать как 220 В, так и 380 В. Большее напряжение применять не рекомендуют.

    Читать еще:  Покрытие бетонных полов от пыления

    Существует несколько видов электродов для прогрева бетона в зимнее время:

    Электроды стержневые. Для их создания используется металлическая арматура d 8 – 12 мм. Такие стержни вставляются в бетон на небольшом расстоянии и подключаются к разным фазам, как на схеме. В случаях сложных конструкций, такие электроды для прогрева бетона будут незаменимы. Стеклопластиковая арматура для таких целей не подойдет, потому что она является диэлектриком.

    Электроды в виде пластин. Иногда их называют пластинчатыми электродами. Схема подключения такого подогрева очень проста – пластины располагаются на обоих противоположных внутренних сторонах опалубки и подключаются к разным фазам, а проходящий ток будет нагревать бетон. Вместо широких пластин иногда используют узкие полосы, принцип действия этих полос — такой же.

    Электроды струнные. Используются при заливке колонн, балок, столбов и похожих конструкций. Принцип действия все тот же, струны подключаются к разным фазам, тем самым нагревая бетон в зимнее время.

    Прогрев бетона электродами необходимо осуществлять только переменным током, так как постоянный ток, проходящий через воду, способствует ее электролизу. Другими словами — вода будет химически разлагаться, не осуществив своей основной функции в процессе твердения.

    Самые частые ошибки при твердении и прогреве бетона

    Решив использовать тот или иной способ прогрева, строители допускают ошибки, которые в будущем решат судьбу всего сооружения не в его пользу. При прогреве электродами обычно фиксируются разные ошибки. Назовем самые частые, типичные их них.

    Ошибка первая – электроды некачественно контактируют с бетоном. Это чревато несвоевременным отключением электропрогрева. Работы, связанные с бетонированием рискуют сорваться из-за того, что плохое вибрирование бетонной смеси может спровоцировать появление воздушных пузырьков. Когда бетон частично контактирует с поверхностью электрода, в этих местах увеличивается удельное сопротивление и происходит закипание воды. В результате появляется пар, который блокирует поверхность, в итоге, ее прогрев не осуществляется.

    Ошибка вторая – смещение элементов и контактирование с арматурой. Устанавливая разнофазные электроды, строители могут сместить их, даже не подозревая об этом, и допустить соприкосновение с арматурой. Если это произойдет, замыкания не избежать — провода расплавятся, перегорят и выведут из строя трансформатор.

    Ошибка третья — выгорание электродной стали и вскипание бетона, в случае, когда плотность тока повышается в приэлектродной зоне. Здесь происходит ряд процессов, которые влияют на итоговую марочную прочность материала. Возможен локальный перегрев, обезвоживание бетона, процесс гидратации замедляется и образуется пористая структура бетона.

    Вскипание бетона при электродном прогреве

    При использовании греющих проводов (ПНСВ). При этом методе также допускается несколько ошибок. Вот самые распространенные из них.

    Ошибка первая — отключение нагревательного элемента, вызванное его повреждением или обрывом. Это происходит в тех случаях, когда специалисты не проверяют целостность проводов и не контролируют процесс подключения схем питания нагревательных элементов. В итоге, какая-то часть бетонной конструкции лишена внешнего источника тепла. За счет чего меняется температурный режим твердения и не обеспечивается равномерный прогрев. Из-за такой ошибки, неравномерно прогретые части конструкции промерзают, на них появляются трещины, щели, углубления. В итоге бетон не добирает прочности и, как результат, конструкции постепенно разрушаются.

    Ошибка вторая — нарушение правильности укладки проводов и их изоляции. Этим грешат многие, укладывая греющий провод. Первое, надо знать о том, что нельзя допускать излишней длины элемента. Это чревато не только его перерасходом, а и более плотной навивкой в теле конструкции, отсутствием подачи достаточной погонной нагрузки на греющий провод. В итоге, скорость прогрева бетона падает, а продолжительность работ увеличивается. Нельзя и уменьшать длину провода. Ведь в этом случае перегревается не только сам бетон, а и греющие элементы – изоляция плавится, а значит, короткое замыкание обеспечено. Среди минусов такого способа называют трудоемкость процесса, привязку к сложным расчетам, подводку более крупных мощностей электроэнергии для прогревания больших площадей.

    При бетонировании в зимних условиях для сбережения теплоты бетона выделяют метод термоса основанный на сбережении теплоты выделяемой цементом при твердении, и методы прогрева бетона основанные на применении искуственных источников теплоты. Рассмотрим их подробнее.

    Электропрогрев бетона

    Из искусственных методов наиболее распространенным является прогрев бетона электродами. Он основан на выделении теплоты в бетоне при пропускании через него электрического тока. Чтобы подвести ток к бетонной смеси используются следующие виды электродов.

    • Пластинчатые электроды
      Выполнены в виде пластин, навешанных на внутреннюю сторону опалубки для контактирования с бетонеом. В результате подключения противоположных пластин к разным фазам электрисеской сети, в бетонной смеси образуется электрическое поле. Под действием электрического поля, бетон разогревается до требуемой температуры и поддерживается необходимое время.
    • Полосовые электроды
      Принцип действия тот же, но в качестве электродов используются полосы шириной 20-50 мм. Возможно располагать полосовые электроды как с двух сторон конструкции, так и с одной. Во-втором случае, электроды подключаются к разным фазам поочередно и электрическое поле образуется в примыкающем к ним тонком слое бетона, прогревая смесь у контактной поверхности.
    • Стержневые электроды
      Изготавливают из арматуры диаметром 6-12 мм. Их располагают в теле бетона с рассчетным шагом. Электроды крайнего ряда располагают на расстоянии 3 см от опалубки. Ими можно осуществить прогрев бетона конструкций сложной формы. Схему прогрева бетона стержневыми электродами смотрите в таблице.
    • Струнные электроды
      Применяются в основном для прогрева бетона колонн. В центре конструкции устанавливается струнный электрод. Электрическое поле возникает между струной и опалубкой, обитой токопроводящим листом и подключенной к другой фазе электрической сети.
    Читать еще:  Деформационные швы в бетонных полах СНИП

    Схемы подключения электродов при электропрогреве бетона приведены в таблице.

    ЭлектродыСхема установки и подключения электродов при прогреве бетона
    Пластинчатые
    Полосовые
    Стержневые
    Струнные

    Контактный прогрев бетона

    Контактный метод прогрева бетона основан на применении греющей опалубки.

    В тело опалубки встроены нагреватели работающие от электрического тока. Через контактную поверхность, опалубка передает теплоту бетонной смеси.

    Инфракрасный прогрев бетона

    Используется свойство инфракрасных волн поглощаться раствором и преобразовываться в теплоту. Этоявление широко известено в быту, оно используется в микроволновых печах.

    Для практической реализации метода инфракрасного прогрева бетона, на строительной площадке используются специальные излучатели волн. Они направляются на массив уложенного бетона и воздействуют на него. Инфракрасные установки используют энергию электрической сети. Обычно она поступает от трансформаторной подстанции по низковольтным кабелям к распределительному шкафу и далее к каждой установке.

    Индукционный метод прогрева бетона

    Используется эффект нагревания металлической арматуры и элементов опалубки в электромагнитном поле. Поле создается обмоткой изолированного электрического провода вокруг конструкции (например, колонны). По проводу пропускается переменный электрический ток, что приводит к образованию электромагнитного поля.

    Электромагнитное поле создает вихревые токи в металлических элементах конструкции. Это вызывает нагрев металла. Далее через контактную поверхность с бетонной смесью, тепло передается в тело конструкции.

    Технологии прогрева бетона

    Работы по бетонированию проводят в несколько этапов. Подготовленную смесь заливают в жесткую опалубку, которая обеспечивает формирование конструкции. Это могут быть:

    • фундамент здания или инфраструктурного объекта – стадиона, спортивного комплекса, бассейна, торгово-развлекательного или бизнес-центра и т.д.;
    • опоры и перекрытия при использовании монолитно-каркасной технологии;
    • конструктивные элементы мостов или путепроводов.

    Способы прогрева и правила проведения работ (в частности, электробезопасность) зависят от типа конструкции, наличия арматуры или сетки.

    Контактный метод

    Для проведения бетонных работ в зимнее время используют несколько технологий. Распространенный метод – прогрев бетона электродами. Одно из свойств материала – высокая теплопроводность: тепло передается по раствору через электроды, нагретые до 80° С. Существует несколько схем размещения контактных элементов:

    1. Пластинчатые электроды. Технология прогрева предполагает размещение контактных пластин на внутренних сторонах опалубки, обычно с противоположных сторон. Иногда вместо пластин монтируют металлические полоски;
    2. Стержневые электроды. Обычная металлическая арматура сечением 8-12 мм. По определенной схеме стержни размещают в толще застывающей массы и подключают к источнику тока. Расстояние между электродами рассчитывают по специальной таблице для равномерного прогрева;
    3. Струнные электроды. Применяются для обогрева опор, колонн, балок.

    Технология прогрева предполагает использование переменного тока. Постоянный ток вызывает реакцию электролиза воды, которая содержится в растворе. Также существуют ограничения по предельному напряжению в зависимости от типов конструкций. Поэтому для соблюдения технологии рекомендуется использовать трансформаторное оборудование.

    Провод ПНСВ

    Наиболее прогрессивный и технологически выверенный способ обеспечить набор прочности в зимнее время. Работы обходятся дороже, но за счет размещения нагревательного провода внутри застывающего раствора происходит равномерный прогрев всего объема.

    Провод имеет простую структуру – стальная жила, она же нагревательный элемент, помещается в изоляционный материал (ПВХ). Ток проходит сквозь жилу, металл разогревается, отдает тепло бетону. Температурный режим регулируется уровнем напряжения; для получения необходимой мощности применяют понижающие трансформаторы.

    Прогрев бетона проводом ПНСВ выполняют по следующей схеме:

    • Провод размещают вдоль арматуры и закрепляют. Работы по монтажу ПНСВ и заливке раствора проводят аккуратно, чтобы не нарушить целостность изоляции и самой жилы;
    • Предупреждают контакт провода с землей, опалубкой, другими элементами;
    • Нагревательные провода подсоединяют к отключенной трансформаторной установке;
    • Используют постоянный или переменный ток – изоляция препятствует реакции электролиза во время зимнего бетонирования.

    Перед началом работ подготавливается технологическая карта, согласно которой укладывают провода.

    Читать еще:  Водонепроницаемый бетон своими руками

    Другие технологии

    Гораздо реже при проведении бетонных работ при низких температурах используют электрообогрев опалубки. Метод менее эффективный и более энергозатратный, чем прогрев проводами ПНСВ.

    Нагревательные элементы размещают внутри опалубки или с наружной стороны. Технология подходит не для всех типов конструкций. Например, при заливке фундамента тепло не проникает в толщу бетона.

    Для тонких конструкций применяют инфракрасный способ обогрева. Лучи воздействуют на поверхность, затем проникают в толщу раствора и обеспечивают равномерное распределение тепла.

    Также для прогрева применяют специальные маты, которыми полностью покрывают поверхность.

    Температура при строительстве

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

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

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

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

    Но, когда смесь набрала прочность превышающую 5 Н/мм 2 , она становится устойчивой к однократному замерзанию. При этом срок распалубки необходимо увеличить на период, когда бетон был ниже 0° С.

    Общая схема прогрева бетона в зимнее время электродами

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

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

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

    Совет: если осуществляются мероприятия по подогреву свежего бетонного раствора, за исключением подвода пара, его температура не должна превысить отметку +30° С и быть ниже +5° С.

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

    Также это станет причиной:

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

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

    Как защитить

    Для этого следует провести следующие действия:

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

    Совет: если вам необходимо будет провести после затвердения состава работы по проведению коммуникаций, вам поможет алмазное бурение отверстий в бетоне необходимыми по диаметру профессиональными коронками.

    Использование для бурения отверстий оборудования с алмазными коронками

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

    Что необходимо делать при транспортировке раствора и его укладке:

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

    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.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector