Расчет электропрогрева бетона в зимнее время




Калькулятор / Расчёт нагревательного провода ПНСВ

Твердение бетона при низких температурах воздуха существенно замедляется, и при ее значениях ниже 5°С бетон необходимо прогревать. Прогрев бетона осуществляется специальным греющим проводом, укладываемым в конструкцию до её бетонирования.

Нагревательный провод ПНСВ (Провод нагревательный со стальной жилой, с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката или полиэтилена). Используется для ускорения прогрева бетона монолитных конструкций в зимнее время.

Свойства ПНСВ таковы, что рабочий ток погруженного в бетон провода следует выбирать в 14–16 А. При таком токе (14–16 А) провод ПНСВ будет нормально работает в бетоне, однако на воздухе быстро выходит из строя, поэтому «холодные концы» ПНСВ выполняются из провода АПВ–4 длиной 0,5–1 метр.

Поэтому провод ПНСВ четко отрезают на отрезки определённой длины, чтобы ток в проводе, погруженном в бетон, составлял 14–16 А.

Такими «нитками» прогревочного провода ПНСВ укладываем внутри вашей бетонной конструкции

Шаг витками нагревателей 50–150 мм, если ж/б конструкция контактирует с грунтом (подготовки под полы, фундамент и т. п.), шаг 150–200 мм в местах подливках под колонны и местных заделках шаг 25–70 мм

Такая «нитка» провода ПНСВ обогревает конструкцию толщиной 100 мм, если конструкция толще, то провода ПНСВ внутри вашей конструкции укладывают в ярусы с шагом 80–100 мм по высоте.

Напряжение прогрева = 75 В (третия ступень прогревочных станций). Одной понижающей трансформаторной подстанцией типа СПБ-80, КТПТО-80/86 обогревают 20-30 м бетона. Возможно греть небольшие объемы бетона трансформатором 380/36 В. Обычно для провода ПНСВ-1,2 для КТПТО (то есть на 75 В): нитка = 28 метров, «отрезок для тройки» = 17 метров.

Подача напряжения осуществляется после окончания бетонирования (температура заливаемого бетона в зимнее время должна быть не ниже +5 С).

Электропрогрев бетона ведётся в трёхстадийном режиме:

  • разогрев бетона, при скорости подъёма температуры не более 10 С/ч
  • изотермический прогрев, при этом максимальная температура бетона должна быть не более 80 С
  • остывание бетона со скоростью не более 5 С/ч

Подъём температуры бетона происходит за счёт переключения положений трансформатора с 55 В до 95 В при длине нагревательного провода в бухте 28 м. Температуру прогреваемого бетона контролируют электронным термометром Отключение электропрогрева выполняется после набора бетоном прочности 70 % от проектной.

На практике укладку проводов ПНСВ в бетонную конструкцию используют соединением в треугольник или звезду . Провода делят на три равные группы, провода каждой группы соединяют между собой параллельно, полученные три набора проводов соединяют концами в три узла и подключают к трем выходным зажимам станции - соединение «треугольник». При соединении нагрузки «звездой» в конструкции устанавливают набор «троек» — трех отрезков провода равной длины, соединенных предварительно одним концом в узел. Свободные концы всех «троек» соединяют в три узла и подключают к выходным зажимам трансформатора прогрева бетона.

Прогрев бетона трансформатором

Прогрев бетона трансформатором хорошо зарекомендовал себя при бетонировании в зимнее время. Этот способ относится к категории электропрогрева, из чего становится понятно, что тепло вырабатывается при помощи электрического тока.

Совместно с трансформаторами можно использовать либо провода, либо электроды. В первом случае провода погружаются в опалубку и крепятся к арматуре, затем в нее заливается раствор. Во втором случае в уже замоноличенную конструкцию вставляются или размещаются на поверхности электроды. Затем в обоих случаях провода или электроды подключают к сети 200/380 В через трансформатор и производят обогрев.

Зачем нужен трансформатор при прогреве?

Казалось бы, почему нельзя напрямую подключить греющие элементы к сети? Причина проста – слишком высокое напряжение. С одной стороны оно опасно для жизни, с другой потребует слишком большую нагрузку (в виде очень длинных проводов, например). Да и риск возникновения локального перегрева слишком высок. Поэтому для осуществления правильного с технологической точки зрения процесса прогрева необходимо понизить это напряжение. Именно для этого и применяются специальные трансформаторы. Они даже так и называются «понижающие трансформаторы».

В принципе для прогрева бетона можно использовать широкий круг трансформаторов, но также есть и специализированные модели (станции прогрева), с которыми можно ознакомиться на нашем сайте в разделе Оборудование . Они различаются выходной мощностью. Чем она больше – тем больший объем бетона можно нагреть.

Расчет мощности трансформатора и длины провода

Для расчета необходимой мощности обычно принимают следующие значения: для прогрева одного кубометра бетона требуется примерно 1,3 кВт мощности. Если температура воздуха слишком низкая, то значение увеличивается, если высокая – уменьшается. Длина ПНСВ провода на 1 м 3 раствора составляет примерно 30-50 м. Хотя в каждом случае необходимо проводить индивидуальные расчеты, руководствуясь тем фактом, чтобы в каждом отрезке провода сила тока была в районе 15 А для схему «звезда» и 18 А для «тройки» (для ПНСВ–1.2).

Как правило, для бетонирования в холодных условиях используют трехфазные трансформаторы. Соответственно и нагружать эти фазы надо равномерно. При этом очень важно соблюдать одинаковую и верно рассчитанную длину петель провода во избежание перекоса фаз и выгорания кабеля.

Процесс прогрева трансформатором

Когда все расчеты, укладка и подключения завершены, можно приступать непосредственно к прогреву, включив питание. Некоторые трансформаторы имеют несколько ступеней напряжения, переключая которые можно менять температуру нагрева провода. Начинать необходимо с минимального напряжения. При существенном падении тока в петлях можно повышать ступени. При достижении оптимальной температуры продолжать ее поддержание до набора бетоном заданной прочности.

При использовании в качестве греющего элемента электродов, которыми служит обыкновенная арматура, их подключают в шахматном порядке к трем фазам для равномерной нагрузки. В этом случае фазы не замыкаются, а проводником тока служит сам раствор.

Прогрев бетона при строительстве зимой

Благодаря технологиям бетонирования при минусовых температурах, строительство в зимний период идет без снижения темпов и должного качества выполняемых работ. И зимой возводятся самые разнообразные сооружения и конструкции из бетона.

Бетонирование конструкций любой сложности в зимнее время при температуре, которая держится ниже 0 градусов С, требует специального обеспечения оптимальных температурных условий твердеющему бетону. Единственное очень важное условие при проведении работ в холодное время года - это не давать конструкции даже минимально остыть ниже технологически обусловленного минимума.

Для обеспечения прочности огромное значение имеет температурный режим, в котором и требуется выдерживать бетон во время его твердения - прогрев бетона в зимнее время.

Почему в зимнее время важено прогреть бетон?

При минусовой температуре происходит замерзание содержащейся в растворе свободной воды, в следствии чего образуются кристаллы льда довольно большого объема и развивается большое давление в порах цемента, и, как следствие - разрушение структуры не затвердевшего бетона и значительное снижение его конечной прочности. Особо опасно замерзание непосредственно в период схватывания. Для обеспечения большой его прочности огромное значение имеет оптимальный температурный режим, в котором и требуется выдерживать бетон во время его твердения. Если температура субстанции снижается, то взаимодействие воды и цемента существенно замедляется, а при повышении температуры процессы взаимодействия ускоряются. Поэтому при бетонировании монолитных конструкций в зимний период, требуется поддерживать необходимые влажностно - температурные условия, позволяющие набрать необходимую прочность конструкции в самые минимальные сроки.

Способы зимнего бетонирования

В зависимости от наружной температуры воздуха и вида конструкции применяются такие виды бетонирования в зимний период:

  • термос или термос с противоморозными добавками ;
  • обогрев в греющей опалубке;
  • прогрев электродами;
  • инфракрасный или индукционный обогрев;
  • обогрев нагревательными проводами.

Рассмотрим наиболее популярные и распространенные способы зимнего бетонирования.

Электропрогрев в зимних условиях

Наиболее распространенным, из искусственных методов сбережения теплоты, является прогрев электродами. Пропускание через бетон электрического тока с помощью электродов, в результате чего выделяется тепло - это основа данного метода. Для подводки тока к смеси могут использоваться разные виды электродов. для каждого из которых своя схема подключения. Так как постоянный ток вызывает электролиз воды в бетоне, то во время электропрогрева может применяться как однофазный, так и трехфазный переменный ток нормальной частоты (50 Гц).

Используемые электроды для электропрогрева:

  • Стержневые электроды. Они изготавливаются из арматуры (6-12мм диаметра) и располагают их в теле бетона с расчетным шагом. Крайний ряд должен быть расположен в трех сантиметрах от опалубки. Данные электроды позволяют прогревать конструкции самой сложной формы.
  • Пластинчатые электроды навешиваются на внутреннюю сторону опалубки и в результате подключения противоположных пластинчатых электродов к разным фазам, в бетонной смеси образуется электрическое поле, под воздействием которого масса разогревается до требуемой температуры и его теплота поддерживается необходимое время.
  • Струнные электроды, как правило, применяются для прогрева бетона колон.
  • Полосовые электроды можно располагать как с одной стороны конструкции, так и с двух сторон.

Один из самых эффективных методов прогрева - нагревательные провода

Сегодня технология прогрева бетона нагревательными проводами. освоена и широко применяется на практике многими крупнейшими отечественными и зарубежными строительными фирмами. Следует отметить, что при строительстве многих масштабных объектов в Москве, использовался в зимний период стройки именно этот способ.

Метод прогрева нагревательными проводами заключается в закреплении на арматурном каркасе провода нагревательного определенной длины непосредственно перед укладкой массы в опалубку. При данном способе подогрева используется провод ПНСВ со стальной оцинкованной жилой диаметром - 1,2мм. Выделяемая теплота такими проводами, при прохождении по ним тока, передается бетону и равномерно распределяется в нем путем теплопроводимости, что и позволяет разогреть бетон до +40С - +50С. Электропитание проводов ПНСВ осуществляется через подстанции типа КТП-63/ОБ или КТП ТО - 80/86, имеющие несколько ступеней пониженного напряжения. Одной такой подстанцией можно обогреть до 20 - 30м3 бетона. Для подогрева 1м 3 требуется приблизительно 60м провода нагревательного марки ПНСВ-1,2. Метод обогрева при помощи нагревательных проводов позволяет обогревать любой конструкции сложности при температуре воздуха до -30С.

Следует отметить, что довольно распространенная практика обогрева в зимний период бетона - это комбинация способов обогрева. Целесообразность применения того или иного метода обогрева или же их комбинации зависит от таких факторов, как массивность конструкции, требуемой прочности, от метеорологических условий, а также от наличия энергоресурсов на строительной площадке.

Только набравший определенную прочность бетон, может отлично противостоять действию разрушительных морозных сил без малейшего разрушения его структуры, что и позволяет ему после оттаивания продолжить набор прочности.

Источники: http://www.promkabel.su/calc/pnsv, http://betonprogrev.ru/technology/progrev-transformatorom.html, http://osnovam.ru/stroitelnye/progrev-betona-v-zimnee-vremya


Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения