Прогрев бетона проводом ПНСВ: цели и технология

• 1 Цели
• 2 Провод
  • 2.1 Характеристики
  • 2.2 Особенности использования
• 3 Расчет  длины
• 4 Обработка бетона после прогрева
• 5 Заключение

В этой статье нами будет изучена технология прогрева бетона проводом ПНСВ. Кроме того, мы затронем цели, которые преследует эта операция, методику расчетов нагрева и особенности самого провода, которые должна учитывать технологическая карта на процесс прогрева. Итак, в путь.

Греющий провод в опалубке.

Цели

Зачем греть бетон?

Всевозможные способы повышения температуры выложенной в опалубку смеси преследуют одну из двух целей:

Обеспечение набора прочности в зимнее время. При падении температуры монолита ниже нуля градусов вода в нем кристаллизуется, что полностью прекращает процесс гидратации цемента.

Ускорение схватывания и набора прочности в прочие сезоны. Повышение температуры смеси резко ускоряет все протекающие в ней процессы.

Поскольку в процессе схватывания цемент выделяет изрядное количество тепла, дополнительный нагрев зимой нужен смеси далеко не всегда.

ПНСВ провод для прогрева бетона в холодное время года используется, когда:

• Температура уличного воздуха значительно ниже нуля.
• Нет возможности обеспечить качественную теплоизоляцию опалубки.
• Модуль поверхности монолита (отношение его площади к объему) превышает значение 10 м^-1.

Провод

Что представляет собой провод ПНСВ?

Внешний вид ПНСВ.

Характеристики

Параметр Значение Структура Одножильный Материал токоведущей жилы Сталь, оцинкованная сталь Материал изоляции Поливинилхлорид, полиэтилен Питание 380 вольт через трансформатор. Питание от сети 220В тоже возможно, но с ограничениями по мощности (7КВт от электрощитовой, 3,5 КВт от розетки) Рабочие температуры -60 — +80С Сечение 0,6 — 4 мм

Оптовая цена провода диаметром 1,2 мм составляет 1,8 — 2 рубля/метр, что существенно дешевле медных аналогов ( читайте также статью «Бетонные столбики – важный элемент строительства»).

Особенности использования

Технологическая карта прогрева бетона проводом ПНСВ должна учитывать ряд его особенностей.

• Сталь имеет сравнительно высокое удельное сопротивление, что ведет к куда более сильному, чем у меди или алюминия, нагреву проводника при умеренных токах. Нормой для уложенного в бетон провода считаются 14-16 ампер; однако на воздухе такой ампераж расплавит изоляцию.

• Перехлесты и укладка соседних проводов на расстоянии менее 15 миллиметров недопустимы из-за вероятности перегрева с расплавлением изоляции и короткого замыкания.
• Поскольку сталь не отличается высокой гибкостью, провод укладывается с плавными изгибами радиусом не менее 25 мм.
• Укладка допустима при температуре окружающего воздуха не ниже -15 градусов. Инструкция связана с тем, что пластиковая изоляция при более низких температурах утрачивает эластичность и может быть нарушена при изгибе.
• Для более равномерного нагрева бетонной смеси уложенный провод рекомендуется покрывать металлической фольгой толщиной 0,2 — 0,5 мм.
• Нагревательную секцию можно собирать из нескольких отрезков; при этом допускается соединение не только через колодки, но и скрутками. Прогрев — мероприятие одноразовое, и контактирующие поверхности просто не успеют сколь-нибудь существенно окислиться.

А вот соединение так называемого «холодного» конца (провода, ведущего к трансформатору) с ПНСВ рекомендуется выполнять пайкой или через клеммную коробку.

Простейшая схема укладки для прогрева бетона проводом ПНСВ — змейка.

• Методика прогрева бетона проводом ПНСВ обусловлена его механическими свойствами; в частности, коэффициентом теплового расширения. При нагреве температура монолита поднимается со скоростью не более 10С/час и опускается со скоростью не более 5С/час.

Превышение скорость может привести к росту внутренних напряжений и растрескиванию. Регулировка выполняется постепенным повышением и понижением напряжения на трансформаторе.

• При использовании питания от 380В через понижающий трансформатор основной ограничивающий ток фактор — опасность перегрева самого ПНСВ. Проблема решается просто и изящно: схема укладки для прогрева бетона проводом ПСНВ при необходимости увеличения мощности включает несколько параллельно подключенных секций.

Расчет  длины

Расчет прогрева бетона проводом ПНСВ опирается на две переменных:

Потребность объекта в тепле. Она, в свою очередь, зависит от температуры, силы ветра, степени теплоизоляции, марки цемента и формы монолита.

Бетон укладывается в теплоизолированную опалубку.

Максимальную удельную мощность провода. Для  армированного бетона она берется равной 30 — 35 Вт/м, для неармированного — 35 — 40.

Дальше — простая арифметика. Так, для получения 4 КВт тепла в неармированной конструкции нам потребуется 4000 / 40 = 100 метров провода.

Несколько сложнее выполнить своими руками расчет максимальной длины отдельного участка. Здесь нужно знать удельное сопротивление стального проводника для разных сечений.

Сечение Сопротивление, Ом/км 0,6 550 1,1 145 1,2 140 1,4 100 1,8 70 2 48 3 21 4 12

Наша цель — получить ток в 14-16 ампер. Вспомним зависимость между напряжением, силой тока и сопротивлением: U=IR, где U — напряжение, I -сила тока, R — полное сопротивление цепи.

Зависимость между напряжением, сопротивлением и силой тока описывает закон Ома.

Так, при U=75 вольт и целевом токе I = 15 ампер нам необходимо, чтобы сопротивление цепи было равным 75 / 15 = 5 Ом. При сечении проводника в 1,4 мм ее обеспечит провод длиной, равной  5 Ом / 100 Ом/км = 0,05 км, или 50 метров.

Обработка бетона после прогрева

Можно ли резать или сверлить бетон после набора им минимальной прочности (обычно на момент прекращения нагрева она далека от марочной)?

Да. Но без ударных нагрузок. Идеальный вариант — использование алмазного инструмента: алмазное бурение отверстий в бетоне сделает края идеальными и не вызовет появления трещин. Кроме того, бурение алмазной коронкой (как и резка железобетона алмазными кругами) позволит пройти армирование без смены инструмента.

Фото позволяет оценить качество краев при работе алмазной коронкой.

Заключение

Повторимся: мы дали читателю лишь самую общую информацию о методах нагрева бетона  и расчета провода ( см.также статью «Схватывание бетона – основные особенности данного процесса»).

Некоторое количество дополнительных сведений его вниманию предложит видео в этой статье. Успехов!