Прогрев бетона электродами технология

Обновлено: 17.05.2024

Несколько десятилетий назад проведение строительных работ в холодную пору не представлялось возможным. Под воздействием отрицательных температур многие материалы, включая бетон, не могли набрать подходящие эксплуатационные свойства и быстро разрушались. Однако современные застройщики нашли выход из этой ситуации и стали практиковать прогрев бетона электродами.

Для чего это нужно

Перед изучением особенностей технологии нужно разобраться, для чего она предназначается.

В составе всех бетонных смесей присутствует небольшой процент жидкости. А поскольку вода быстро замерзает и кристаллизуется при понижении температуры ниже нуля, это может приводить к деформационным процессам внутри материала. В результате его прочностные свойства и срок службы снижаются.

Следующим опасным фактором является замерзание воды на этапе затвердевания. При низких температурах химическая реакция между компонентами приостанавливается, поэтому твердение выполняется неравномерно. Используя электроды для прогрева бетона, можно исключить такие неприятности и защитить материал от разрушения.

Преимущества

Для осуществления процедуры по нагреванию бетонов достаточно 3 специалистов. Это считается важным преимуществом, исключающим необходимость вызова целой бригады работников. Еще метод отличается высокой эффективностью, способствуя как равномерному застыванию компонентов, так и сохранению целостности конструкции.

Отсутствие сложностей при самостоятельном монтаже и высокую скорость выполнения работ.
Повышение прочностных свойств бетона и увеличение его эксплуатационного срока.

Чтобы провести прогрев, часто хватает 1 электрода.

Недостатки

Однако, кроме плюсов, эта методика имеет и слабые стороны.

Большие затраты электрической энергии. Для нормальной работы электрода требуется около 50 А, а также наличие понижающих трансформаторов. Кроме этих деталей, придется приобрести дополнительное оборудование, что сопровождается финансовыми затратами.
Дороговизна. Следующим недостатком, который отталкивает строителей от применения электродов для прогрева бетона, является их высокая стоимость. Все элементы подходят только для одноразового использования, поэтому после монтажа они навсегда остаются в стяжке. Изъять их оттуда нельзя.

Однако перечисленные минусы перекрываются увеличением срока службы и повышением прочности материала.

Режимы прогрева электродами бетона

Выбирая режимы прогрева бетона в зимнее время,

Габариты и геометрические особенности конструкции.
Марку бетона.
Условия эксплуатации постройки.

Продолжительность изотермической выдержки выбирается с учетом лабораторного анализа прочности на сжатие. Точные сведения зависят от разновидности цемента, температуры нагрева и ожидаемой прочности материала.

Разрешается остывание бетона со скоростью 5-10 ℃ в час. Как и на стадии обогрева бетона, здесь нужно учитывать объем конструкции и ее назначение.

Разновидности электролитов для прогрева бетона в зимнее время

Электропрогрев бетона выполняется с применением разных типов электродов.

Способы установки электродов в конструкцию

Технология прогрева подразумевает погружение электродов в залитую смесь с шагом в 60-100 см. Точное расстояние определяется геометрическими особенностями конструкции и погодой в местности.

Чтобы избежать отрицательного воздействия на материал, важно

Минимальная дистанция между рабочими деталями — 200-400 мм.
Дистанция между электродом и каркасными стержнями — 50-150 мм.
Расстояние до технологического шва — от 100 мм.
Расстояние до опалубки от крайнего ряда — от 30 мм.

Если конструкция прогреваемого объекта препятствует соблюдению таких требований, электроды можно покрыть изоляционной трубкой из эбонита. После завершения работ по заливке необходимо укутать участок рубероидом, полиэтиленовой пленкой или другим теплоизолятором. Отсутствие хорошего утепления приведет к низкой эффективности электропрогрева бетона.

Виды используемых электродов

Их подключение производится после предварительного расчета оптимального шага. Последняя секция присоединяется на расстоянии до 3 см от опалубки. Это позволит полностью прогреть края стены или колонны.

Принцип работы пластинчатых моделей немного отличается. Их нужно крепить в разных частях опалубки, чтобы получить мощное электрическое поле для получения оптимальных температурных показателей при прогреве.

Струнная разновидность востребована при прогреве колонн.

Схема подключения электродов

Схема соединения электродов напрямую зависит от их типа и принципа работы. Если выбраны пластины, 1 фазу нужно подключить к первому электроду, а вторую — к противоположному. Этот метод называется параллельным. Стержневые элементы подразумевают подключение первого и последнего электрода в ряду.

Что касается понижающих трансформаторов, то их использование не всегда оправдывает себя. Однако, чтобы предотвратить пересушивание раствора, лучше позаботиться о наличии такого узла.

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.

Мы живем в быстро развивающемся мире. Темп жизни и потребности человека возрастают с каждым днем, не зависимо от времени года, и для того, чтобы часть их обеспечить, во всех сферах нашей жизни присутствует такая отрасль, как строительство. Ни для кого не секрет, что благодаря ей у нас есть магазины, жилье, места работы и отдыха.

Как правило, большинство людей считают, что строительство — это сезонный вид работ, и должен производятся в условиях теплого время года. И в чем-то они правы, ведь большинство современных технологий предполагает применение материалов, которые в своем составе имеют воду, способную расширяться при замерзании, в результате чего достаточно высока вероятность разрушения или ослабления конструкции. Но на сегодняшний день сложно себе представить, что все строительные организации в зимних условиях прекращают работать и уходят в отпуск.

Как происходит строительство зимой?

Из-за физических свойств различных строительных материалов, низких температур, выпадения осадков строительство в зимний период требует соблюдения определенных технологий, правил и мер, необходимых для достижения требуемого качества работ.

Все строительные объекты не обходятся без применения бетонных составов. Их используют практически на всех этапах работы. Это и:

Бетонирование фундамента.
Изготовление монолитных опор.
Монтаж межэтажных перекрытий и т. д.

Каким же образом применяется бетон зимой без потери возложенных на него функций и свойств? Ответ очень прост – необходимо соблюдение условий нагрева бетонного раствора, и поддержание плюсовой температуры, пока он не наберет расчетную прочность.

Как прогреть бетон?

Технологии на прогрев бетона в зимнее время, подбираются по нескольким факторам:

Площади объекта;
Региона;
Доступности к инженерным сетям (газ, электричество);
Материально-технической обеспеченности подрядчика работ;
Ландшафта на строительной площадке.

Обращаясь к статистике, можно выделить наиболее распространённые методы и оборудование для прогрева бетона.

Электропрогрев бетона (греющим проводом из стали, электродами);
Инфракрасный;
Эффект термоса;
Индукционный нагрев;
Укрытие и тепловые пушки;
Термоматы .

Давайте более подробно рассмотрим эти варианты.

Нагревательным проводом

Суть его заключается в следующем. На каркас из арматуры, смонтированной в опалубке или траншее, укладывается провод для прогрева смеси (чаще применяют ПНСВ провод стальной, диаметром 1.2 мм. – 3 мм.). Способ укладки напоминает монтаж труб теплого пола. Это должны быть витки змейки на расстоянии 20-25 см. друг от друга. Необходимо выпустить за край опалубки концы, минимум 10 см., для подключения понижающего трансформатора или сварки. Подключение производиться строго после заливки, иначе провод, без возможности рассеивать тепло, перегорит. Не смотря на всю простоту, способ является очень эффективным и применяется, как в ИЖС , так и на крупных объектах.

Электродами

Электродный прогрев бетона более затратный нежели греющий кабель. Это связано с:

К тому же, этот способ мало эффективен для горизонтальных конструкций (плиты перекрытия), и чаще используется для колон и стен.

Принцип его действия основан на физических свойствах электричества, которое выделяет тепло при прохождении через влажную среду.

После заливки, в раствор вставляют электроды с шагом от 0,6 до 1 метра друг от друга, в зависимости от температуры окружающей среды и геометрии объекта. К первой фазе подключают 1-й и последний электрод в ряду, остальные — ко 2-й и 3-й. Ток, проходя между электродами равномерно распределяет тепло, предотвращая замерзание.

Существуют пластинчатые электроды. Их монтаж немного отличается. Их вешают на внешнюю сторону стены друг на против друга и подключают к разным фазам. Благодаря образованию электрического поля, между пластинами, происходит нагрев смеси.

Электропрогрев бетона в зимнее время, в условиях повышенной влажности, требует тщательного соблюдения норм техники безопасности. Риск, получить поражение током, очень велик.

Инфракрасный прогрев

Еще один способ предотвратить кристаллизацию воды — применение инфракрасного излучения. По энергозатратам, способ является экономичным, но ввиду небольшой площади воздействия, понадобятся определенное количество этих установок, что бывает не выгодно застройщику (высокая стоимость промышленных установок). Метод эффективен на небольших, труднодоступных участках конструкции. К минусам можно отнести и неэффективность использования при толщине раствора более 50-70 см.

Высокий КПД, возможность подключения от 220-380 В, отсутствие необходимости в применении дополнительного оборудования (трансформатор, электроды, провода), простата монтажа дают этому методу право на существование.

Принцип работы прост. При прохождении тока через тэны прибора, происходит выделение энергии в инфракрасном диапазоне, которая и прогревает смесь.

Для предотвращения быстрого испарения воды, конструкцию укрывают полиэтиленом. Мощность регулируется как на излучателе, так и регулировкой расстояния от прибора до места обработки.

Метод термоса

Благодаря своей простате, метод термоса получил широкое распространение в индивидуальном жилищном строительстве и на промышленных объектах небольшой площади. На крупных площадках его применяют совместно с другими видами (используют добавки или электричество).

Нагретый на заводе раствор заливается в опалубку и незамедлительно укрывается, заранее подготовленной теплоизоляцией. Благодаря эффекту гидратации, остывающий раствор выделяет до 80 килокалорий тепла на 1 кг. массы и происходит, так сказать, «прогрев уже подогретого состава». Медленное и равномерное остывание увеличивает прочность состава.

Экономическая выгода заключается в возможности изготовить теплоизоляцию самостоятельно из недорогих материалов. Подойдет применение опилок или соломы.

Индукционный нагрев

Индукционный прогрев бетона не получил широкого распространения из-за необходимости производить сложные, индивидуальные расчеты и ограниченности его использования. Как правило, его применяют для обогрева таких элементов, как:

Балки;
Ригеля;
Колонны, опоры и т.д.

Тем не менее, он содержит и ряд положительных особенностей:

Экономически выгоден (не высокая стоимость);
Равномерное распределение тепла по всей площади;
Не «привязан» к электрофизическим свойствам цементного-песчаного состава.

Вокруг необходимого элемента, витками прокладывается изолированный провод. При подаче на него электричества, образуется электромагнитное поле, которое, в стальном сердечнике или опалубке, преобразуется в тепловую энергию.

Укрытие и тепловые пушки

Универсальный метод, применяемый как правило в местах, удаленных от инженерных сетей (поле) или не имеющих стабильного подключения электричества. Основан он на создании, с помощью воздухонепроницаемых материалов (брезент, плотный полиэтилен и т.д.), шатра над заливаемой площадкой, в котором производят монтаж отопления воздуха с помощью тепловых генераторов, которыми осуществляют прогрев бетона. (дизельных или газовых пушек).

Способ популярный, но трудоёмкий и дорогой. Необходимо наличие дорогостоящего оборудования, покупка материалов для конструкции (лес, брезент) и топлива.

Термоматы

Использование термоматов смело можно назвать универсальным, современным и профессиональным подходом при производстве бетонных работ. Он содержит целый ряд преимуществ:

Легкость и простота использования;
Автоматизация всего процесса (контроль температуры раствора происходит автоматически);
Возможность применения к любой форме конструкции (наиболее эффективен на больших горизонтальных площадках, при заливке бетонной плиты перекрытия, прогревается раствор для стяжки пола и т. д.);
Быстрый набор прочности раствора (12 часов — 70%).

Единственный минус — это их дорогая стоимость (имеются ввиду качественные, профессиональные маты). Наличие этого инструмента у производителя работ говорит о его профессиональном подходе к своему делу.

Другие методы

Помимо выше описанных способов отопления, можно выделить еще несколько:

Добавляются в раствор специальные добавки против замерзания, препятствующие кристаллизации воды (для максимального результата, применяется в купе с электропрогревом );
Используются опалубки с нагревательными элементами (опалубка с тэн элементами) — удобно, профессионально, быстро. Ложка дегтя — высока стоимость, трудно применить на объектах нестандартной формы (имеет определенные, типовые размеры);
Применяется метод пропаривания — только в промышленности. Предполагает наличие специальной, двухстенной опалубки, внутрь которой подается горячий пар. Идеальный способ для качественной гидратации цемента (горячая, влажная среда), но ввиду сложности применения, используется крайне редко.

Сколько греть ?

На этот вопрос нет однозначного ответа. Время, за которое смесь наберет необходимую прочность, зависит от большого количества факторов и рассчитывается, контролируется на каждом объекте индивидуально:

Регион;
Температура окружающей среды;
Используемый метод прогрева;
Марка цемента и т. д.

Все оказывает своё влияние. В идеале, для максимально эффективного набора прочности, процесс должен длится как можно медленнее и дольше.

Малоэтажное строительство

Строительные работы в зимнее время проводятся по особой технологии. Для материалов под воздействием негативных факторов, в том числе отрицательных температур должны создаваться условия, чтобы они набирали прочность и их свойства сохранялись. Прогрев бетона электродами – это один из эффективных и недорогостоящих методов, проверенный на практике.

Перечень преимуществ электродного обогрева:

Скорость выполнения работ высокая.
Простота проведения монтажа.
Прочность повышается.
Срок эксплуатации увеличивается.

Для прогрева достаточно использовать один электрод.

Электроэнергия затрачивается в большом объеме. Для работы необходима сила тока до 50А и понижающие трансформаторы.
Покупка дополнительного электрооборудования.
Высокая стоимость работ. Элементы, задействованные в технологическом цикле, остаются в бетоне.

Стоит отметить! Несмотря на недостатки, срок эксплуатации материала увеличивается, а прочность материала повышается.

Разновидности электродов для прогрева бетона в зимнее время

Электроды для прогрева бетона подразделяются на три типа:

Стержневые. Это арматура диаметром от 8 мм до 12 мм. В бетоне они устанавливаются с заданным шагом, предварительно рассчитанным. Ряд с края монтируется на расстоянии 3 см от опалубки. Стена или колонна будут полностью прогреты. Эти электроды используются для сложных конструкций.
Пластинчатые. Они подвешиваются по разные стороны от опалубки, создается электрическое поле, прогревающее до нужной температуры бетон в течение заданного времени. Это эффективный способ, подходящий для прогрева колонн.
Струнные. Располагаются вдоль оси опалубки. Используются для прогрева длинных элементов с малым сечением. Чтобы соединить провода, торчащие из опалубки, края нужно изогнуть буквой «Г». В исключительных случаях можно задействовать продольную арматуру из металлического каркаса. В этом случае потребление электроэнергии возрастает.
Полосовые. Это металлические полосы шириной от 20 до 50 мм, толщиной 3 мм, укладывающиеся на залитый раствор. Этот способ прогрева применяется для заливки изделия небольшой толщины с элементами, размещенными на одной стороне строительной конструкции.

Технология обогрева бетонной смеси электродами

Прогрев бетона электродами происходит погружением в бетонную смесь электродов. Шаг между электродами составляет от 60 до 100 см. Расстояние определяется исходя из погодных условий и особенностей конструкции.

Во избежание отрицательного воздействия, необходимо придерживаться требований регламентирующих документов. На основании расчетов расстояние должны быть следующим:

Минимальное между рабочей арматурой – от 0,2 до 0,4 м.
Между стрежнями и электродами – от 50 до 150 мм.
До шва конструкции – от 100 мм.
До опалубки от крайнего ряда – от 30 мм.

При выборе режима и расчете мощности следует учесть ряд параметров:

Габаритные размеры конструкции.
Размеры.
Марку материала.
При каких условиях будет эксплуатация.

Схемы подключения для обогрева бетона:

Прогрев в два этапа с изотермической выдержкой.
Нагревание с выдержкой теплоизоляционной и последующим остыванием в две стадии. Так можно выполнить подогревающую опалубку.
Подогрев, выдержка и остывание бетона.

Прогрев бетона электродами рассчитывается следующим образом:

На один кубометр понадобиться 60 погонных метров провода для нагрева, с учетом площади, мощности и разновидности конструкции. От напряжения трансформаторной подстанции зависит длина секции.
Узнать о расходе цемента в составе: качественных составляющих, пропорциях, погрешностях в пределах нормы.
При силе тока в 14-16 Ампер провод ПНСВ нормально функционирует. Нагревательный элемент выйдет из строя на открытой площадке. Поэтому концы необходимо расположить за переделами строительной конструкции. Последние выполняются из провода АПВ, длиной от 0,5 до 1 м. Третья ступень подстанции в 75 В будет оптимальным напряжением.

Внимание! Перед прогреванием бетона стоит разработать технологическую схему подключения прогрева бетона для данной ситуации и схему укладки элемента нагрева. Это чертеж конструкции. Как правило, провод укладывается в виде змейки, не касаясь друг друга. Точку выхода элемента нагрева на чертеже нужно обозначить. Нагрузка распределяется по фазам.

При температуре воздуха менее 5 0 С применяется инвертор. Подключение аппарата производится по разработанной схеме.

Правила безопасности

Прогрев бетона электродами производится по технологии, требующей выполнения мер предосторожности:

Работы следует выполнять на основании технологической документации.
Напряжение должно достигать не более 380 В при прогреве грунта бетонной смести электродами и обогреве неармированного и армированного бетона снаружи; 220В при прогреве бетона электродами.
Подключение электричества необходимо проводить аттестованным специалистам.
Участки прогрева необходимо контролировать электромонтерам.
Оголенная арматура должна быть заземлена.
Перед переподключением и перемещением оборудования на другое место, необходимо проверить целостность проводки, средств защиты, провода заземления, экрана – сетки.
Токоведущие части необходимо закрыть защитным кожухом.
Сигнальные лампы должны быть подвешены на высоту более 2,5 метров, напряжение не должно превышать 42 В.
Распредщитки, трансформаторы должны быть вне зоны перемещения транспорта и проведения работ.
К распределительным щиткам необходимо обеспечить доступ.
Линии проводов от ТМО к участкам прогрева выполняются из проводов, изолированных диэлектрическим материалом и укладываются над уровнем земли более 50 см.
При пересечении с проездами высота прокладки электрических кабелей должна быть больше 6 метров, а в местах проходов более 3,5 метров.
Электролинии в земле должны быть изолированы шлангами, а на проезжей части защищены настилами.
Во влажную погоду контроль над состоянием бетонной смеси производится с учетом разницы напряжений.
При окончательном монтаже схемы необходимо внимательно проверить правильность соединений, сборки и качества контактов.
При подаче напряжения во влажную погоду необходимо проверить нагрузку, равномерно распределенную по фазам и ток нагрузки трансформатора (ТМО) на соответствие.
Контроль за температурой прогрева осуществлять круглосуточно.
При возгорании необходимо напряжение отключить.

Внимание! Работы выполнять в спецодежде, спецобуви (в зимнее время – в теплой) и на диэлектрическом коврике. Инвертор должен быть исправен и проверен предварительно. При обнаружении неисправности, в том числе повреждения кабеля необходимо произвести отключение подачи нагрузки. Курение в местах проведения работ запрещено во избежание возникновения нештатных ситуаций. Посторонних лиц нельзя допускать в места проведения работ.

Материалы

При строительстве зданий применяют технологии, позволяющие не прерывать работы зимой. Например, прогрев бетона. Процедура нацелена на достижение температурного технологического минимума, при котором раствор не замерзает. Электрообогрев бетона используется во всех регионах с ярко выраженной сменой сезонов.

Прогрев бетона: что это

Прогрев бетона – это способ изменения физических характеристик строительной смеси, применяемый при работе в условиях температуры воздуха ниже +5 градусов в среднем за сутки. Его цель – предотвращение замораживания только что уложенного состава. Смесь начинает схватываться уже через несколько часов после укладки. При высыхании бетона между водой и вяжущим материалом происходит химическая реакция. На ее активность влияет температурный режим окружающей среды. Если температура приближается к нулю, процессы взаимодействия останавливаются. Это снижает скорость набора бетоном прочности. Из-за этого смесь расслаивается и крошится.

Зачем необходим прогрев бетона зимой

Чтобы разобраться, для чего требуется обогрев бетона, нужно понять, как он застывает. Под воздействием низких температур естественное отвердевание цементной смеси происходит неравномерно из-за присутствия в ней воды. Комфортная температура для застывания бетона – +20 °C. Принудительное прогревание строительного состава помогает приблизиться к этому показателю и не прерывать работы даже в сильные морозы.

Технологический процесс строительства зимой предполагает применение оборудования для подогрева бетона. Его использование обеспечивает нормальное протекание гидратации воды из цементной смеси. В результате удается достичь оптимальных технических характеристик здания и предотвратить его разрушение с течением времени.

Способы прогрева конструкций из бетона

Обогревают бетон при работе на холоде различными методами. Строители часто применяют следующие технологии.

Трансформатором

Для прогрева бетона зимой многие строители применяют трансформатор. Тепло при использовании этой технологии вырабатывает электрический ток. С трансформатором применяют электроды либо провода. Первые вставляют в предварительно замоноличенную конструкцию или размещают на ее поверхности, а вторые крепят к арматуре либо погружают в опалубку, затем заливают раствор. Электроды и кабели подключают к электрической сети с напряжением 220 В или 380 В через трансформатор понижающего типа. Обычно используют трехфазное оборудование. Все фазы нагружать нужно одновременно.

Напрямую подключать греющие элементы к сети нельзя. Это приведет к локальному перегреву и может быть опасно для жизни.

Электропрогрев бетона проводом – универсальный способ. Он может применяться для стен, фундамента, колонн или перекрытий. Использовать для электропрогрева бетона по этой технологии допускается следующие типы кабелей:

ПНСВ (нагревательный с жилой из стали и виниловой изоляцией);
ВЕТ (предназначенный для работы напрямую от электрической сети);
ПТПЖ (токопроводящий с параллельными оцинкованными жилами).

Жилы проводов могут быть диаметром 1,2-3 мм.

Если обогрев бетона трансформатором производят при помощи электродов, подойдут следующие их типы:

полосовые;
струнные;
стержневые;
пластинчатые.

Инфракрасным излучением

Еще один эффективный метод прогрева бетона в зимнее время предполагает применение инфракрасного излучения, преобразующегося в тепловую энергию.

Рядом с залитой цементным раствором опалубкой ставят промышленные инфракрасные обогреватели и направляют их в сторону опалубки. Функцию источника излучения выполняют ТЭНы мощностью до нескольких сотен киловатт.

Инфракрасный аппарат имеет следующие компоненты:

излучатель;
отражатель;
подвес либо держатель.

Необходимый показатель мощности оборудования необходимо подбирать таким образом, что температура на поверхности была не выше 93 °C. Методика не подходит, если толщина бетона составляет более 70 см.

Электрический инфракрасный способ нагрева строительной смеси имеет высокий КПД и небольшие энергетические затраты.

Прогрев бетона своими силами

Некоторые несложные методики могут применяться в частном строительстве, а оборудование для прогрева легко изготовить своими руками.

Методом магнитной индукции

Греть способом магнитной индукции можно только армированные конструкции. Металлические элементы в этом случае оказываются незаменимыми, поскольку выполняют функцию сердечника. Вокруг залитой бетоном конструкции петлями помещают кабель в изоляции. Он будет играть функцию индуктора. Какой провод использовать, и сколько его потребуется, определяют посредством расчетов. Затем по кабелю пускают переменный ток. Образующееся в результате описанных манипуляций магнитное поле нагревает арматуру железобетонной конструкции, от которой тепло расходится по всему бетонному составу. И зима больше не является препятствием для продолжения строительных работ.

Это интересно! В качестве сердечника допустимо использовать и опалубку из металла.

Нагревание производится снаружи. Преимущества индукционного нагрева методом индукции заключаются в низкой цене и равномерности прогрева. Недостаток состоит в том, что применять его можно только на небольшом перечне конструкций – на балках, колоннах, и пр.

Греющей опалубкой

В ряде случаев для бетонирования в холодное время применяют греющую опалубку. Ее можно использовать и летом для сокращения скорости застывания раствора. Стандартные составляющие такой опалубки дополняют нагревательными элементами. Схема подобной модификации достаточно проста. Сделать греющей можно как деревянную, так и металлическую опалубку.

В качестве нагревательных элементов допускается применять не только провода и кабели, но и трубчатые, ленточные электронагреватели, токопроводящие пленки. Метраж нагревательных элементов рассчитывается индивидуально. Использование греющей опалубки обеспечивает равномерный прогрев, а монтаж конструкции занимает минимум времени.

Тепляком

Один из наиболее старых проверенных методов обогрева бетонного раствора предполагает использование тепляков (либо шатров). Технология заключается в создании вокруг заливаемой составом конструкции теплоизолированного пространства. Последнее затем прогревается до необходимой температуры при помощи тепловых пушек либо обогревателей. Тепляк допускается изготавливать из брезента, древесины или полимерных материалов с подходящими характеристиками. Укрыву подлежит только отдельная часть всей конструкции – которая заливается. Затем шатер перемещают.

Сколько нужно прогревать бетон

Определенного графика прогрева бетона не существует. Самое главное – соблюсти подходящий температурный режим до окончательного набора составом прочности. Это означает, что после заливки смесь не рекомендуется подвергать воздействию низких температур в течение 28 дней.

СНиП 3.03.01-87 регламентирует степень набора прочности, по достижении которого бетон становится практически неуязвим:

Марка на сжатие	Степень набора прочности
М 150	От 50%
М 200	От 40%
М 300	От 40%
М 400	От 30%
М 500	От 30%

Все нужное для прогрева рекомендуется подготовить заранее

Особенности применения противоморозных добавок

В условиях российского климата на строительных площадках для работы зимой применяют противоморозные добавки в бетон. Их использование позволяет понизить температуру замерзания жидкости и ускорить процесс отвердения смеси.

Высоко востребованными в холодное время становятся и добавки-пластификаторы, меняющие качественные характеристики бетона. Он сохраняет подвижность и пластичность, несмотря на существенное снижение температуры.

Допустимое количество противоморозных добавок не должно превышать 6% от общего объема цемента. На этикетке присадки производитель указывает, до какой температуры она эффективна.

Противоморозные добавки используют самостоятельно или в сочетании с разными технологиями прогрева бетона. На рынке можно найти не одну сотню различных средств, позволяющих работать с цементным составом при минусовых температурах.

Подобные компоненты включают в состав бетона в процессе ее замешивания. Только так можно добиться равномерного распределения реактивов по раствору.

В строительстве обычно применяют:

нитрит натрия;
нитрит кальция;
хлористый натрий;
карбонат натрия;
поташ;
формиат натрия.

Продукты на их основе предлагают многие отечественные и зарубежные производители строительных материалов. Лучше выбирать продукцию известных марок с хорошей репутацией.

Использовать противоморозные добавки очень просто. Они недорогие, но имеют недостатки. Их включение в смесь увеличивает время обретения бетоном прочности и может снижать коррозийную стойкость арматурных элементов, если в составе добавки содержатся хлориды.

Строительные работы с монолитными конструкциями в зимнее время – ответственный и серьезный процесс, требующий профессионального подхода. Схему прогрева бетона выбирают в зависимости от применяемого метода. От специалиста требуется не только корректно оценить эффективность выбранной им методики, но и не ошибиться при расчете суммарного объема затрат. Любая допущенная ошибка может иметь фатальные последствия. Технологические процессы в строительстве нельзя нарушать даже минимально. От их соблюдения зависит прочность, долговечность возведенного здания и безопасность его эксплуатации.

3394

Технология, применяемая в сложных условиях для приобретения бетоном необходимых физико-механических свойств, называется прогрев бетона электродами. Метод получил распространение благодаря простому оборудованию, которое основано на способностях электрического тока при прохождении через какое-либо вещество выделять тепло. Прогрев бетона в зимнее время электродами очень производителен, он охватывает рабочий объем 100 м³ при t -40 °C. Исходя из особенностей конструкции и уличной температуры, подбираются технологические режимы, учитывающие:

расстояние между электродами при прогреве бетона, их тип;
силу тока;
стадийность процесса в зависимости от использования изотермического «одеяла».

Чтобы обеспечить прогрев бетона электродами, расчет должен быть точным. Зависит он от следующих параметров:

форма, толщина и общая площадь заливки;
мощность трансформатора;
толщина электрических проводников;
сила тока;
время, выдержка и продолжительность нагрева.

Схема подключения электродов для прогрева бетона

Особенности методики и виды прогрева

На сегодня самый эффективный способ не привязывать строительные работы к определенному времени года, трудиться в дождливых условиях, а также суровом климате — это проводить прогрев бетона электродами, технология может состоять из нескольких стадий:

нагрев и выдержка;
нагнетание температуры с последующим охлаждением при термоизоляции;
нагрев, выдержка и остывание.

Прогрев бетона с помощью электродов могут дополнять использованием термоизолирующей конструкции, которая снижает скорость охлаждения или позволяет выдерживать однородную температуру во время операции. Это наиболее эффективный метод нагрева. Кроме этого, сам трансформатор может оснащаться модулями:

подогрева почвы;
сушки электродов;
стабилизации напряжения;
генератором.

Разновидности применяемых электродов

Прогрев стен бетона электродами обеспечивается с помощью специальной установки или сварочного аппарата, состоящего из трансформатора и нагревательных элементов. Разные типы конструкций определяют форму электродов, применение которых наиболее целесообразно.

Электроды для прогрева бетона

Существует 4 типа нагревательных элементов: 2 варианта предназначены для внутреннего напряжения и 2 для поверхностного. Первые изготавливаются из арматуры в бунтах или прутьях. Маркируется проволока ВР1, а электроды для прогрева бетона ВР 4/ 5/ 3 обозначают диаметр проволоки. Вторые из пластин разных размеров. За основу берется листовая или кровельная сталь до 4 мм толщиной.

Электроды для внутреннего напряжения:

Стержневые. Для изготовления используется арматура диаметром 6-12 мм, длиной до 2 метров. Располагаются по «телу» бетона. Подходят для больших площадей, при этом используется индивидуальная технологическая карта прогрева бетона электродами. Площадь должна соответствовать мощности трансформатора. Шаг прутьев варьируется от 60 до 100 см, но расстояние между рядами должно быть не менее 200-400 мм; до каркаса — 50-150 мм; до шва конструкции — более 100 мм.
Струнные. Используются для вертикальных конструкций (колонны, арки). Представляют собой арматуру диаметром до 15 мм и длиной 2-3 метра. Один устанавливается по центру (может применяться каркасная арматура), в качестве второго используется опалубка из токопроводящего материала.
Пластинчатые. Представляют собой пластины, которые устанавливаются между опалубкой и бетоном с разных сторон и создают электрическое поле.
Полосовые или нашивные. Похожи на пластинчатые, но имеют более компактную ширину (20-50 мм) и толщину до 4 мм, располагаются по сторонам стяжки. Шаг электродов при прогреве бетона составляет 100-400 мм. Их применяют для небольших площадей, плит перекрытия и бетона, соприкасающегося с грунтом.

Чтобы обеспечить эффективный прогрев бетона электродами, схема подключения должна учитывать толщину бетонной смеси. В случаях с пластинчатыми изделиями это имеет основное значение: подсоединяются они периферийно (при толщине смеси более 300 мм) или односторонне (при толщине до 300 мм).

Обвязка электродов для прогрева бетонного фундамента

Советы по реализации

Важно! Применять можно только переменный ток. Постоянный приведет к активизации электролиза. Также нерационально использовать этот метод для конструкций большой толщины

Электроды устанавливаются в бетон в порядке, при котором после подключения к трансформатору создается электрическое поле. Регулируя параметры трансформатора, достигается необходимая t нагрева и выдержки. Интенсивность нагрева должна быть невысокой, максимальная t выдержки зависит от марки бетона и составляет не более +55-75 °С. Во время прогрева участок должен быть покрыт изолирующим верхом (рубероид, специальные маты). Зимний прогрев бетона электродами должен учитывать при охлаждении перепад t между уличной и рабочей — не более 20 °С.

Поскольку при изменении структуры меняется сопротивление, то необходимо следить за силой тока: установить в цепь приборы, контролирующие параметры тока, температуры, проверять степень застывания бетонной смеси. Изменение сопротивления происходит не линейно, а параболически, также на этот показатель влияют марка бетона и производитель (компоненты состава меняют свойства в зависимости от места добычи).

Задаваясь вопросом, как прогреть бетон электродами, важно обеспечить безопасность технологии, поскольку здесь присутствуют такие энергоносители, как вода и электрический ток. При невозможности изоляции электрических проводников обычным способом, они защищаются эбонитовыми трубками. Также категорически запрещается соприкосновение изделий с армирующим каркасом из-за короткого замыкания.

Ток для прогрева бетона электродами используется как 1-фазный, так и 3-фазный. Но в первом случае конструкция должна быть небольшой, без армирующей сетки, а также не контактировать с другими элементами построек. В остальных ситуациях используется напряжение 380 В.

Заключение

К особенностям этого метода относят одноразовость использования электродов: после затвердевания они остаются частью конструкции. При этом стоимость расходников низкая, а сами они широко доступны, поэтому технология вполне оправдывает себя.

Читайте также: