Минимизация времени прогрева бетона направлена на снижение затрат, что имеет свои преимущества. Однако точный расчет временных показателей необходимо выполнять индивидуально для каждого случая. При этом важно учитывать множество факторов, чтобы обеспечить наилучший результат. К числу обязательных факторов, которые нужно учитывать, относятся:
Как прогреть бетон в зимнее время?
Низкие температуры оказывают крайне негативное воздействие на характеристики любого строительного раствора, включая бетон. Однако строительные работы продолжаются круглый год, поэтому ключевым аспектом успешного выполнения бетонных работ в зимний период становится правильная организация прогрева. Бетон достигает своей оптимальной прочности при температуре около 20ºС, и достичь этого значения в холодное время года возможно только с использованием специализированных технологий прогрева.
Вода является обязательным компонентом любого бетонного раствора. Однако при температуре ниже нуля она начинает замерзать, что останавливает процесс гидратации цемента. Замерзая, вода превращается в кристаллы льда, которые расширяются и могут привести к разрушению бетонного монолита. Даже с применением термоизоляции, процесс набора прочности может затянуться значительно дольше предусмотренных технологией 28 дней, что сказалось бы на повышении себестоимости строительства. Поэтому наиболее оптимальным вариантом становится применение электропрогрева бетона, который не только ускоряет работы, но и позволяет достичь необходимой прочности конструкции.
Электропрогрев – это эффективный и экономичный метод, который не требует больших открытых расходов. Важно также обеспечить одновременный прогрев всего объема бетона, чего сложно добиться с помощью других методов обогрева в зимний период.
Как прогреть бетон?
Существует множество способов прогрева бетона в зимнее время года, и каждый из этих методов может потребовать различных затрат, которые, однако, значительно оправдают себя за счет ускорения выполнения работ и соблюдения необходимых технологических норм. Рассмотрим некоторые из наиболее эффективных методик.
Нагревательным проводом
Электропрогрев бетона чаще всего производится с использованием специального греющего провода, который устанавливается на арматуру в виде змейки, аналогично системе теплого пола, и фиксируется зажимами. Затем заливается бетонная смесь, температура которой должна быть не менее 5 градусов. Свободные концы проводов присоединяются к источнику электрической энергии с использованием понижающего трансформатора.
Для проведения прогрева бетона трансформатором обычно применяется провод ПНСВ с различным диаметром, с использованием стальной или оцинкованной жилы. В сложных условиях рекомендуется применять провод ПТПЖ с двумя жилами, что позволяет продолжать прогрев даже в случае повреждения одной нити. Благодаря своей невысокой стоимости и хорошим характеристикам, провода диаметром 1,2 мм получили широкое распространение. Также кабели КДБС и ВЕТ можно подключать к бытовой сети 220 В, но они стоят дороже и чаще используются на небольших объектах. Количество провода рассчитывается с учетом его характеристик и внешних условий, но в среднем составляет 50-60 метров на 1 м³ бетонного раствора.
После укладки провода в опалубку заливается бетонный раствор, затем по проводам подается электричество, в результате чего бетон нагревается до температуры 50-60ºС. Температура увеличивается со скоростью не более 10 градусов в час, после чего подогретый монолит должен постепенно остывать со скоростью 5 градусов в час. Важно следить за этим процессом, так как равномерное изменение температуры критически важно для обеспечения прочности конструкции. По окончании работ провод остается в монолите. Преимущества этого метода включают:
- Низкие затраты за счет экономии электроэнергии, особенно при использовании понижающего трансформатора;
- Способность прогревать крупные объемы и конструкции при правильном выборе оборудования;
- Возможность прокладывать провод при температуре до -15ºС и продолжать прогрев при температуре до -25ºС.
Электродами
Еще один простой способ прогрева бетона – это применение электродов. В этом случае арматура перевязывается проволокой диаметром 8 мм, которая подключается к проводам, выведенным на понижающий трансформатор. Расстояние между электродами должно составлять от 0,6 до 1 метра в зависимости от температуры.
Эффективно подключение электродов к колоннам или вертикальным конструкциям, так как для этого требует всего лишь один электрода, который подключается к фазе.
При использовании электродов в качестве проводника выступает вода, содержащаяся в бетоне. Однако после высыхания сопротивление раствора резко возрастает, что приводит к перерасходу электроэнергии — это считается основным недостатком данного метода.
Инфракрасный прогрев
Инфракрасный прогрев бетонных конструкций осуществляется с использованием специальных инфракрасных излучателей, которые могут содержать ТЭН или другие источники тепла с отражателями. При этом способе подогрева бетона излучатель устанавливается на расстоянии примерно 1,2 метра от поверхности залитого раствора, которая перед этим покрывается полиэтиленом или другим материалом, чтобы предотвратить быстрое испарение воды.
Процесс прогрева включает три этапа: разогрев монолита, прогрев всего объема и постепенное охлаждение. Однако этот метод требует значительных затрат энергии и чаще применяется для обогрева сложных конструкций или труднодоступных мест.
Для обеспечения необходимых условий взаимодействия компонентов бетонной смеси в зимнее время необходимо создать и поддерживать оптимальные температурные условия. Это делает необходимым знание технологий прогрева бетона зимой.
Для чего это нужно
Перед тем как разобраться в особенностях технологии, стоит понимать, для каких именно целей она используется.
В состав всех бетонных смесей обязательно входит определенное количество жидкости. Вода, быстро замерзающая и кристаллизующаяся при температуре ниже нуля, может вызывать деформационные процессы внутри материала. Это приводит к снижению прочностных свойств и сокращению срока службы бетона.
Еще одним серьезным риском является замерзание воды во время процесса затвердевания. При низких температурах химическая реакция между компонентами бетонной смеси может приостановиться, что приводит к неравномерному твердению раствора. Используя електроды для прогрева бетона, можно избежать подобных проблем и обеспечить надежную защиту материала от разрушения.
Преимущества
При выполнении процедуры прогрева бетона часто достаточно трех специалистов, что является значительным преимуществом метода, поскольку не требуется привлечение большой строительной бригады. Метод отличается высокой эффективностью, способствуя как равномерному застыванию компонентов, так и сохранению целостности конструкции.
- Наличие легкости в самостоятельном монтаже и высокий темп выполнения работ.
- Устойчивое увеличение прочностных свойств бетона и продление его эксплуатационного срока.
Для проводки прогрева иногда достаточно одного электрода.
Недостатки
Вместе с тем, у этой методики есть и недостатки.
- Значительные затраты электроэнергии. Для осуществления нормальной работы электрода требуется примерно 50 А, а также наличие понижающих трансформаторов. Кроме того, понадобится дополнительное оборудование, что подразумевает дополнительные финансовые расходы.
- Высокая стоимость оборудования. Еще одним замеченным недостатком, который может отпугнуть строителей от использования электродов для прогрева бетона, является их цена. Все элементы, как правило, предназначены для одноразового использования, что означает, что после монтажа они будут оставаться в стяжке и их нельзя будет извлечь.
Несмотря на указанные недостатки, их можно переоценить благодаря очевидному увеличению срока службы и прочности материала.
Режимы прогрева бетона электродами зимой
При выборе режимов прогрева бетона в зимнее время необходимо учитывать несколько следующих факторов:
- Габариты и геометрические формы конструкции;
- Марка используемого бетона;
- Условия эксплуатации постройки.
Независимо от того, какой путь метод прогрева выбран, нужно внимательно следить за данным показателем температуры, начиная процесс с температуры +5 ℃ и постепенно повышая ее от 8 до 15 ℃ в час. Допустимые температурные пределы составляют +55…+75 ℃. Для предотвращения отклонений от заданных норм, нужно регулярно производить замеры температуры.
Длительность изотермической выдержки назначается с учетом лабораторного анализа на прочность на сжатие. Точные данные зависят от используемого цемента, температуры нагрева и ожидаемых прочностных характеристик материала.
Разрешается охлаждение бетона со скоростью от 5 до 10 ℃ в час. Как и на стадии обогрева, нужно учитывать особенности объема конструкции и ее предназначение.
После завершения заливки необходимо подключить прямой и обратный выход аппарата (при этом полярность не важна), удостоверившись, что ток выставлен на минимальном уровне. Далее следует измерить ток нагрузки на отрезках: он должен быть порядка 20,0 А. В процессе нагрева сила тока может немного «проседать», при этом нужно своевременно увеличивать её на сварки.
Технология прогрева бетона зимой
Утеплённая опалубка. Термоактивные щиты могут вставляться непосредственно в конструкцию, что считается удобным методом для прогрева монолитных construций, позволяя поэтапное нагревание каждого стального этажа.
- Небольшие затраты электроэнергии;
- Производственная несложность монтажа;
- Возможность многократного использования данного способа.
Тепляк — это еще один старый и проверенный метод. Для этого над строительным объектом возводится каркас, который затем накрывается плотной тканью, внутри которой помещается тепловая установка.
Индукционный метод. Это оборудование применяется в случаях, когда требуется нагрев армированных конструкций, где металлические элементы выступают в роли сердечников. Вокруг конструкции, где залит бетон, размещается кабель в виде петель, выступающий в качестве индуктора. Сечение провода и число витков определяется расчётным путем.
Во время нагревания по кабелю пускается переменный ток, что создает электромагнитное поле, которое, в свою очередь, нагревает расположенные внутри армирующие элементы. Эти элементы затем прогревают бетон. Однако эту технологию применяют нечасто, так как расчеты витков провода довольно трудоемки и сложны.
Инфракрасный прогрев возможен благодаря использованию энергии, получаемой от аппаратов, работающих в инфракрасном спектре. Установку размещают перед опалубкой, регулируя уровень тепла путем приближения или отвода прибора от конструкций.
Энергия, получаемая в виде инфракрасных лучей, проникает вплоть до глубоких слоев бетонной смеси. Прогрев при этом осуществляется равномерно с каждой стороны, как в верхних, так и в нижних слоях.
- Существует риск вытравливания влаги из бетона, что может неблагоприятно отразиться на его прочностных характеристиках;
- Высокая стоимость специализированного оборудования для осуществления данного процесса.
Термоэлектроматы являются устройствами, работающими в автономном режиме. Их укладывают поверх бетонной массы, чтобы поддерживать заданный температурный режим на всей поверхности.
- Гарантированный качественный и равномерный прогрев;
- Отсутствие необходимости в локальном перегреве;
- Автоматизированный контроль температуры.
Методы прогрева бетона зимой с применением понижающих трансформаторов зарекомендовали себя как наиболее эффективные. Существуют два подхода: с использованием провода ПНСВ и электродов.
Прогрев бетона зимой с использованием провода ПНСВ широко распространен. К примеру, кабель может иметь диаметры 1,2 и 1,4 мм, внутри которого находятся 1 или 2 стальные жилы.
Схема прогрева бетона зимой с помощью кабеля ПНСВ
- Провод наматывается на арматурный пояс в витках, количество которых определяется расчетным путем. Для достижения равномерного прогрева витки необходимо располагать на одинаковом расстоянии друг от друга.
- Прикрепление провода к арматуре может производиться с использованием специальных зажимов или обычной проволоки.
- После этого производится монтаж опалубки.
- Затем заливается бетонный раствор.
- Свободные концы кабеля подключаются к понижающему трансформатору.
- Тепло, передаваемое от нагретых проводов, способствует ускорению процесса гидратации бетона.
Температура прогрева бетона зимой
На каждом строительном объекте разрабатываются технологические карты, в которых указывается метод прогрева, а также все технические и экономические показатели, включая необходимую температуру.
Для корректного определения температурного режима следует принимать во внимание множество факторов. В результате, для каждой строительной ситуации рабочая температура может быть уникальной.
При этом, согласно предписаниям СНиП, температура не должна превышать 80⁰С. По завершении тепловой обработки скорость охлаждения не должна превышать 5⁰С в час.
Во время процесса работы следует осуществлять тщательный контроль температуры. Измерения производятся каждые полчаса в процессе нагрева и раз в 12 часов в период охлаждения.
Так как нагреватели для бетона поставляются готовыми секциями, вопрос с обрезкой отпадает. Для того, чтобы собрать установку для зимнего бетонирования, необходимо лишь рассчитать мощность каждого сегмента, основываясь на количестве кубометров бетона в конструкции, а затем выбрать кабель нужной длины.
Сколько времени потребуется греть бетон
Для ряда экономических причин специалисты стремятся сократить время прогрева бетонной смеси до минимума. Однако для каждого случая необходимо индивидуально рассчитывать продолжительность прогрева, принимая во внимание различные факторы. Обязательно учитываются следующие моменты:
- Температура воздуха на улице;
- Температура промерзшего грунта;
- Качество теплоизоляции и ее возможности;
- Мощность обогревателей.
Следует отметить, что эффективность обогрева бетона проводом может зависеть от способа его укладки внутри конструкции. Не менее важна и потребляемая мощность обогрева. Также значительным фактором служит температура самой конструкции.
Как правило, бетонный монолит можно разогреть до 60 °C, однако следует делать это постепенно — увеличение температуры не должно превышать 10 градусов в час. Такой подход обеспечивает равномерное застывание и, следовательно, улучшает качество бетона. Когда бетон достигает 50% своей прочности, необходимо начинать плавное охлаждение. При этом скорость охлаждения должна быть еще более умеренной — снижение температуры не должно превышать 5 градусов в час. Для обеспечения качественного эффекта рекомендуется использовать термоизоляцию.
Таким образом, для прогрева бетона может потребоваться от нескольких часов до нескольких дней.
Дополнительную информацию о технологии прогрева бетона с использованием греющего провода ПНСВ вы можете найти по ссылке.
