Прогрев бетона дает возможность оперативно снизить содержание в нем воды, что значительно повышает прочность бетонных конструкций. Кроме того, появляется возможность заливать бетон зимой, что существенно сокращает сроки строительства, особенно в северных районах России, где отрицательная температура может сохраняться по полгода и более.
Одним из наиболее эффективных и распространенных способов прогрева бетона является обогрев бетонной смеси нагревательными проводами, иногда называемыми также ТЭНами (аббревиатуру “ТЭН” в этом случае следует расшифровывать как “ТеплоЭлектроНагреватель”, а не в классическом варианте как “Трубчатый ЭлектроНагреватель”).
Как это работает
Принцип электропрогрева бетонной смеси с помощью проводов состоит в том, что в процессе заливки бетона в него закладываются изолированные провода. При подключении этих проводов к источнику напряжения через них протекает электрический ток, который и нагревает заложенные в бетон провода. Прогрев всей бетонной массы происходит в результате теплопередачи от нагретых проводов.
Что для этого нужно
Для прогрева бетона нагревательными проводами необходимы:
- специальный провод (марки ПНСВ);
- источник электропитания (желательно с возможностью регулировки напряжения);
- подводящие провода (“холодные концы”, марки АПВ-4,6,10 или КГ-25,35,50,70);
- омметр (диапазон измерений 0-5 Ом);
- возможность оперативного контроля температуры бетонной смеси и исправности работы электрооборудования.
При прогреве бетона электропроводами рекомендуется использовать также дополнительные способы обогрева, например, с помощью теплоизолирующей опалубки.
Это не электродный прогрев
Не следует путать метод нагрева бетонной смеси нагревательными проводами с электродным прогревом, когда ток протекает не по изолированным проводам, а непосредственно через бетон (и содержащимся в нем металлическим элементам).
Провод
Для электропрогрева бетона применяется провод марки ПНСВ диаметром 1.2 или 1.4 мм (значительно реже 1.0, 1.1 и 1.3 мм). Технически провод ПНСВ является стальной жилой (возможно оцинкованной), заключенной в изоляционную оболочку. Изоляция может быть изготовлена из поливинилхлоридного пластиката или полиэтилена.
Длина провода выбирается таким образом, чтобы ток (с учетом подаваемого напряжения) составлял 14-16 Ампер.
Однако такую нагрузку провод ПНСВ способен выдержать, только находясь в толще бетона (благодаря хорошему теплоотводу). Для подключения ТЭНов к источнику электропитания к ним подсоединяются провода, которые в состоянии выдержать проходящий через них ток на воздухе. Чаще всего используется провод АПВ-4, в некоторых случаях допускается подключение нагревающих элементов проводом АПВ-2.5. При токах свыше 100 Ампер употребляются только медные провода КГ. В принципе возможно применение в качестве токоподводящих проводов двойных (соединенных параллельно) отрезков провода ПНСВ. Длина “холодных концов” составляет обычно от половины до одного метра.
Подключение и напряжение
Для электропитания ТЭНов можно использовать как одно-, так и трехфазные источники напряжения. Особых преимуществ трехфазное питание не имеет, за исключением того, что в этом случае можно обойтись без “холодных концов” (в случае небольшой удаленности от источника питания). В отличие от однофазного ТЭНа, представляющего собой просто отрезок провода, трехфазный ТЭН состоит из трех отрезков, соединенных “в звезду”. Длина отрезков в этом случае будет приблизительно в 1.73 (√3) раза меньше, чем у однофазного. Все места скруток изолируются х/б изолентой.
ТЭНы могут работать при различном напряжении. Естественно, для каждого значения напряжения потребуется пересчитывать длину нагревательных проводов, чтобы обеспечить оптимальную силу тока (14-16 А, независимо от “фазности”). Наибольшее распространение получили специальные трансформаторные подстанции типа КТПТО с рабочим напряжением 75 Вольт и возможностью регулирования. При зимней заливке небольших объемов бетона используют также трансформаторы типа НТС с выходным напряжением 36 Вольт
Длина проводов
Для точного определения необходимой длины проводов используется омметр (0-5 Ом). Применение прибора позволяет учесть колебания удельного сопротивления провода от партии к партии и от начала к концу бухты. При невозможности измерения удельного сопротивления провода хотя бы один раз на километр, можно воспользоваться следующим правилом: средняя длина отрезка провода ПНСВ диаметром 1.2 мм равняется 28 метров для однофазного ТЭНа и 17 метров – для трехфазного.
Подготовка ТЭНов
Чтобы облегчить монтаж нагревательных проводов, их обычно предварительно свивают в спирали диаметром 30-40 мм. Намотку ПНСВ в спирали производят на специальном станке (в качестве привода используется электродрель). Затем (при необходимости) такая спираль оснащается “холодными концами”.
Мощность
Необходимые для электропрогрева различных бетонных конструкций мощности во многом зависят как от конфигурации и объема самих конструкций, так и от внешних условий (температуры воздуха, силы ветра, влажности и т.п.). Большое влияние на расчет нужной мощности оказывает также применение теплоизоляции (с установкой специальной опалубки), ветроизоляции, предварительного нагрева бетона и прочих способов прогрева.
Разумеется, при подключении ТЭНов необходимо ориентироваться на нагрузочную способность трансформаторов. Так, например, КТПТО-80 может обеспечить работу 51 и 90 отрезков нагревающего провода, трансформатор мощностью 6 кВт – 9 и 15, трансформатор 2 кВт – 3 и 6 отрезков (при одно- и трехфазном питании, соответственно).
