Изучаем способы прогрева бетона при укладке смеси в зимнее время

Прогрев бетона — обязательная процедура в условиях низких температур. Необходимо обеспечить оптимальные условия, при которых бетон сможет нормально твердеть. В противном случае нарушается структура материала, и он начинает терять свои свойства. Опасно допускать замерзание смеси в период схватывания.

Зачем нужно прогревать

Прогрев бетона в зимнее время необходим, чтобы имеющаяся вода в растворе не превратилась в кристаллы льда. Иначе давление внутри пор цемента повысится, что приведет к разрушению материала, который уже затвердел. Он перестанет соответствовать требованиям высокой прочности.

Прогрев бетона

Необходимость прогрева материала обусловлена и другими причинами, связанными с проходящими процессами в растворе:

  • при замерзании вода увеличивается в объеме на 10-15%, что приводит к разрушению краев пор, и материал становится рыхлым;
  • обледенение арматуры, вызванное воздействием низких температур, нарушает связь «металл — цемент», что ухудшает технические характеристики конструкции.

Чтобы предотвратить замерзание раствора, необходимо создать такую температуру, при которой бетон будет естественно затвердевать. Нежелательна и повышенная температура материала при прогреве, так как она приводит к ускоренному взаимодействию между бетоном и водой, а конкретнее к ее испарению.

Способы прогрева зимой

Избежать замерзания раствора в холодное время года можно с помощью специального оборудования. Все возможные способы прогрева материала установлены в СНиПе 3.03.01-87 (Несущие и ограждающие конструкции, раздел 7.57) и СНиП 3.06.04-91 (Мосты и трубы, раздел 6.37). К основным методам относятся: обогрев в опалубке, термос, использование электродов, нагревательных проводов, инфракрасных обогревателей и т.д. Каждый метод уникален и требует использования разного оборудования.

Прогрев электродами

Прогрев бетона электродами — самый распространенный метод. В разных местах залитой массы устанавливаются проводники электрического тока. Ток, проходящий по электрической цепи, выделяет тепло. Так осуществляется электропрогрев бетона.

Прогрев электродами

Существует несколько вариантов подведения электродов к бетонной смеси. В каждом случае используемая схема подключения индивидуальна. При ее выборе учитывается, что электролиз в воде и в бетонном растворе вызывается постоянным током, а в процессе электропрогрева рекомендуется использовать трехфазный переменный ток.

Важно! При армировании бетона металлическими или железными прутьями использование напряжения в сети более 127В запрещено. Исключение составляют отдельные участки, для которых специально разработаны проекты.

Прогрев бетона может быть выполнен разными видами электродов:

  • струнные — используются для заливки, имеющей большую длину (колонны или сваи);
  • стержневые — применяются для мест стыка конструкций сложных конфигураций;
  • полосовые — используются для прогрева бетона с разных сторон конструкции;
  • пластинчатые — электроды, закрепленные на обратную сторону опалубки, подключаются к разным фазам, за счет этого образуется электрическое поле.

Использование провода

Для минимизации времени применяется специальный провод для прогрева бетона — ПНСВ. Он представляет собой стальную жилу, изолированную в полиэтилен или ПВХ.

При выборе этого способа не обойтись без трансформатора для прогрева бетона. Суть метода сводится к тому, что оборудование нагревает провода, а тепло от них передается бетонному составу. Благодаря высокой теплопроводности материала энергия быстро распределяется по массиву. Одна станция может прогреть до 80 м³ бетонной смеси. Этим способом обогревают монолитные конструкции в 30-градусные морозы.

Обогрев при помощи провода

Основное достоинство использования провода для обогрева — возможность регулировать температуру в зависимости от погодных условий. Кабель способен повышать температуру до 80 ºС. Трансформатор для прогрева бетона должен иметь несколько ступеней низкого напряжения. Это позволит осуществлять регулирование мощности нагревательных проводов и подгонять ее величину в соответствии с изменениями температуры воздуха.

Необходимость использования трансформатора для прогрева бетона значительно увеличивает стоимость строительства. Оборудование ТМО и ТМТО для прогрева бетона стоит дорого (90-120 тысяч рублей), аренда составляет 10-15% от стоимости. Для разовой заливки приобретать его нет смысла.

Чтобы осуществить прогрев бетона в зимнее время потребуется технологическая карта. Она разрабатывается энергетиком под каждый отдельный проект, хотя существуют и стандартные образцы этого документа.

На основании технологической карты рассчитывается количество трансформаторных станций, определяется их выгодное расположение, а также порядок размещения кабеля для прогрева бетона. В среднем для обработки 1 м³ раствора требуется до 60 метров кабеля. Чтобы осуществить равномерную нагрузку по фазам, необходимо провести тестирование провода.

Инструкция по обогреву нагревательным проводом

Для эффективного прогрева нагревательный провод должен иметь сечение не менее 1,2 мм, а рабочий ток ‒ не менее 12 А.

Электропрогрев бетона осуществляется следующим образом:

  • кабель для прогрева бетона размещается внутри конструкции таким образом, чтобы проводники не соприкасались друг с другом и не выходили за края бетона;
  • припаивание к греющему проводу холодных концов и вывод их за пределы зоны обогрева;
  • проверка собранной электрической цепи мегаомметром;
  • подача напряжения в собранную систему и обогрев конструкции.

Метод «термоса»

Это пассивный метод, ориентированный не на передачу тепловой энергии, а на ее сохранение. Его суть сводится к утеплению бетонной конструкции снаружи с помощью теплоизоляционных материалов.

Метод «термоса»

С точки зрения экономии данный способ является самым выгодным, так как в качестве теплоизоляционных материалов можно использовать дешевые древесные опилки. Но не всегда утепления конструкции достаточно, чтобы создать естественные условия для затвердевания смеси. Потребуется дополнительное использование других методов.

Прогрев ИК-излучателями

Инфракрасные приборы обогрева отличаются низким уровнем электропотребления. Они направляются на обогреваемую зону, и в структуре бетона инфракрасные лучи преобразуются в тепло.

Прогрев ИК-матами

Основное преимущество способа — возможность осуществить прогрев отдельных участков конструкции. Однако при толстом бетонном слое обогрев осуществляется неравномерно, что может привести к снижению прочности строения.

ИК-излучатели нашли применение при обработке стыков или создании тонкостенных элементов.

Индукционный прогрев

Метод основан на явлении электромагнитной индукции. Энергия электромагнитного поля преобразуется в тепловую энергию, которая передается обогреваемой поверхности. Этот процесс происходит в стальной опалубке или на арматуре.
Индукционный прогрев

Индукционный обогрев возможен только для конструкций с замкнутыми контурами. Коэффициент армирования железными или стальными элементами должен быть не менее 0,5. Для создания индикатора следует обмотать всю конструкцию изолированным проводом. Пропускаемый по нему электрический ток создает электромагнитное поле, которое разогревает все металлические элементы. От них тепло передается бетону.

Обогрев с помощью пара

Суть метода сводится к пропуску пара по трубам, заранее установленным в конструкцию или между стенок опалубки. Если температура бетона в паронасыщенном состоянии при прогреве превышает 70 ºС, то материал за несколько дней наберет такую же прочность, что и за 10-12 суток.

Обогрев с помощью пара

Пар необходимо пускать за 30 минут до заливки бетонной смеси, чтобы прогреть конструкцию.
Этот способ отличается высокой эффективностью, но требует значительных затрат на осуществление.

Сколько стоит обогреть бетон?

Источником составления сметы расходов является технологическая карта. Чтобы рассчитать, сколько стоит электропрогрев, необходимо знать следующие параметры: объем бетона, расход материалов и длительность процесса.

Самыми экономичными являются прогрев смеси методом «термоса» или ИК-излучателями, использующими небольшое количество электроэнергии. Что касается эффективности, то у этих способов она ниже, чем при обогреве нагревательными проводами, электродами или паром.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *