Как греть бетон: способы подогрева проводом, сварочным аппаратом. Противоморозные добавки. Метод термоса

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.

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.

Чем греть

Способы прогрева бетона можно разделить на две группы:

1. Внешними источниками тепла.
2. Внутренними.

Нагрев снаружи

Тепловыми пушками – на жидком углеводородном топливе или электрическими. Позволяет быстро поднять температуру окружающего воздуха, обладающего свойством термической инерции. Способ чаще применяется в закрытых помещениях, а также при заливке площадок большой площади. Его недостатком является необходимость создания временных укрытий, которые могли бы удерживать теплый воздух. А также то, что его действие поверхностное, поэтому он наименее эффективен при заливке ленточных фундаментов в грунте.

Инфракрасными излучателями. Они способны прогреть всю залитую массу за счет эффекта интерференции, когда источником несущих тепло волн становятся все объекты внутри нё. Сплошных укрытий можно не возводить. Способ очень эффективен во всех случаях, но может оказаться излишне дорогим, если объем бетонных работ велик – такая техника недешева.

Электрическими матами. Способ прост и доступен, но он всегда поверхностный, практически не затрагивающий глубинных слоев, поэтому чаще применяется при отверждении, например, бетонных стяжек на полу, толщина которых не превышает 5 см. Велика вероятность создания зон локального перегрева (более 300 С), где искусственный камень будет непрочным.

Опалубкой с вмонтированными электрическими нагревателями. Способ используется при массовом производстве бетонных изделий одного типа. В противном случае затраты на создание производственной оснастки не окупаются.

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.

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.

Но, как известно, в состав любой бетонной смеси входит вода, а это значительно усложняет работу зимой. Необходимость борьбы с ее замерзанием (кристаллизацией), создает ряд трудностей, но современные технологии бетонирования способны с ними справиться.

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.

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.

Приготовление бетона и подготовка основания

Для приготовления смеси и подготовки к заливке зимой разработаны правила:

• замешивать бетон в обогреваемых смесителях;
• подавать подогретую воду с температурой не выше 80°С;
• использовать не смерзшиеся компоненты, без наледи;
• время перемешивания увеличить на 25% по сравнению с производством в летний период;
• не подогревать готовую смесь свыше 35°С.

Опалубку и арматуру перед монолитными работами очищают от снега, наледи, укрывают брезентом. Если предусмотрено предварительное прогревание основания, в тепляке устанавливают обогреватели или излучатели, направляя тепловой поток в рабочую зону. Густоармированные конструкции доводят до температуры выше 0°С.

Тепловые пушки расставляют так, чтобы сопла создавали замкнутый воздушный поток в одном направлении. Оборудование с газовым нагревом размещают снаружи тепляка, а подачу воздуха осуществляют через гибкие отводы.

Для расчета продолжительности прогрева основания применяют формулы из рекомендаций Р-НП СРО ССК-02-2015, учитывающие температуру и характеристики грунта.

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:

Все нужное для прогрева рекомендуется подготовить заранее

Подогрев раствора проводом

На фото — пример укладки провода

Для реализации данного метода подогрева понадобится провод ПНСВ, цена которого невысока.

Данный провод состоит всего из двух конструктивных элементов:

1. Однопроволочная токопроводящая округлая жила из стали;
2. Изоляция, созданная из ПВХ или полиэтилена.

Данный метод основывается на передаче тепла бетонной массе от прогретого провода. Нагревание самих проводов реализуется при помощи трансформаторных подстанций с системой регулировки. Данная система позволяет в процессе работы с раствором регулировать температуру нагрева в зависимости от температуры окружающей среды.

Технология обогрева раствора проводом

Инструкция, оговаривающая как подключить прогрев бетона, предусматривает исполнение следующих этапов работ:

1. Провод укладывается в конструкцию, до ее заполнения раствором, таким образом, чтобы он не соприкасался с опалубкой. Концы провода должны выходить из бетонной поверхности для возможности подключения;
2. Методом пайки производится вывод концов нагревательных проводов;

Совет. Для сохранения теплового поля места пайки следует обмотать металлической фольгой.

1. Количество нагревательных проводов и длина каждого из них берется из произведенных расчетов и технологических карт;
2. Для обеспечения равномерной нагрузки проводится тестовая проверка нагревательной конструкции при помощи мегомметра;
3. Подача тока к проводам производится через понижающую трансформаторную подстанцию.

Расположение нагревательного провода

Для осуществления данного метода обязательно составление технологической карты индивидуальной для каждой конструкции.