Греющий кабель расход на куб бетона

Обзор проводов и кабелей для прогрева бетона

Считается, что термическое воздействие на раствор после его загрузки в форму (опалубку) оправдано лишь при ведении строительных (реставрационных, ремонтных) работ в условиях пониженной температуры. Однако прогрев бетона нередко осуществляется и в иных целях, чаще всего, для повышения скорости отвердевания искусственного камня и обеспечения максимальной однородности его структуры. Существуют способы пассивные и активные. Для реализации последних в основном применяются специальные провода и кабеля. Что это за продукция, распространенные схемы ее укладки и порядок использования, примерная стоимость – статья даст читателю ответы на эти и другие вопросы.

Технология прогрева монолитного бетона и железобетона

Ее основные преимущества – полное отсутствие теплопотерь. Вся энергия передается бетонному раствору при небольших материальных затратах. Цена применяемых проводов низкая и практически никак не отражается на общей смете.

Методика искусственного прогрева настолько проста, что при правильном выборе греющего элемента, схемы его укладки и номинала напряжения ее несложно реализовать своими силами. Возведение монолитной (заливной) конструкции осуществляется в несколько этапов. После установки армирующего каркаса в опалубку закладывается провод для прогрева бетона, а затем загружается раствор. По окончании его уплотнения (вибратором или вручную) в схему подается напряжение.

Благодаря особым характеристикам, провод преобразует электрическую энергию проходящего по нему тока в тепловую, которая и расходуется на прогрев отвердевающего раствора. В принципе, чего-то особо сложного в таком способе нет. При рассмотрении методик искусственного прогрева бетона нередко возникает путаница в терминологии. В частности, не все понимают разницу между применяемыми проводами и кабелями. А она есть, и весьма существенная. Технология кабельного прогрева является относительно дорогой (хотя и удобной), и вот почему.

Так как армирование бетона в основном делается металлическим прутком (для фундаментов и иных несущих частей конструкции – всегда), подключение провода к сети

220/50 не допускается. Поэтому в схему обязательно включается трансформатор, понижающий номинал. В этом принципиальное отличие такого греющего элемента от кабеля (например, российского КДБС), который присоединяется к пром/напряжению без Тр. Преимущество последней методики очевидно – упрощается организационная (подготовительная) часть работы. Кроме того, все кабеля легко монтируются, так как не требуют подрезки. Наличие на их концах специальных муфт облегчает сочленение при укладке по выбранной схеме. Но цена на греющий кабель достаточно высокая и ограничивает его использование в частном секторе. Тем более что КДБС не получится демонтировать и применить повторно после отвердевания бетона. По сути, подобная (для прогрева) продукция – на один раз.

• Визуально от кабеля отличить несложно. Имеет, как правило, всего 1 жилу, а тот же КДБС – две.
• Температурный режим использования (°C) при бетонировании: ± 55.
• Предельная сила тока (А) при прогреве: до 16.
• Сечение жилы (мм) – от 0,6 до 3. Это обеспечивает гибкость изделий и позволяет выбирать любую схему укладки.

Практика показывает, что в среднем расход на прогрев 1 «куба» бетона не превышает 50 – 55 м.

Сортамент проводов

Самая дешевая, а потому и наиболее применяемая разновидность продукции для прогрева растворов бетона. Расшифровка аббревиатуры (ПНСВ) дает представление о конструктивном исполнении. ПН – назначение (провод нагревательный), С – материал жилы (сталь), В – изоляция (виниловая).

Главное преимущество данной продукции – низкая цена/стоимость. В частном секторе для подачи напряжения на ПНСВ в основном используют недорогие БП, сварочники или самодельные выпрямители.

Практика показывает, что применение ПНСВ сечением 3 мм исключает целый ряд проблем, которые могут возникнуть после загрузки бетона.

• Повреждение провода, особенно при ручном уплотнении раствора. Изоляция ПНСВ-3 достаточно плотная, и ее прочность выше, чем у аналогов с меньшим диаметром.
• При некачественном питании (а это часто связано с перекосом фаз, особенно в условиях интенсивной застройки) вероятность перегрева этого провода минимальна. А пробой внешней оболочки ПНСВ чреват замыканием на арматуру бетона.
• При схватывании раствора исключен риск деформации провода.

Так как перед укладкой ПНСВ необходимо делать сложные расчеты схемы, при обустройстве бетонного монолита своими силами продукция с жилой 3 мм – оптимальный выбор.

Его часто называют кабелем, хотя это и не совсем верно. Кого интересует отличие между такой разновидностью продукции и проводом, без труда найдет соответствующую информацию. Для процесса бетонирования путаница в терминологии не принципиальна.

Изначально ПТПЖ применялся для подключения радиоточек (акустической аппаратуры). По используемым в производстве материалам он мало чем отличается от ПНСВ. Такая же стальная жила (чаще всего, оцинкованная) сечением 0,6 или 1,2 мм + оплетка (ПЭ высокого давления). Разница в исполнении. В отличие от ПНСВ изделие ПТПЖ двужильное (или как говорят – «лапша»).

Применение имеет свои особенности.

• С ПТПЖ можно работать при температуре не ниже -30°C.
• При его укладке необходимо соблюдать правило – радиус изгиба должен быть не менее 10 D.

С целью снижения конечной цены бетонирования для прогрева стяжек целесообразно использовать ПТПЖ с сечением жил 0,6. Такой же провод часто применяется в схемах «теплых» полов. Если ПТПЖ приобретается для организации прогрева монолитной конструкции, то следует выбирать его разновидность с жилами 1,2 мм.

Особенности схем укладки греющих элементов

Конкретная выбирается в зависимости от специфики работы и рассчитывается индивидуально. От правильности ее выбора зависит равномерность прогрева, следовательно, однородность структуры бетона по всему объему.

• В отличие от кабеля, для подключения проводов к источнику напряжения используются так называемые «холодные» концы. Их жилы должны иметь меньшее значение удельного сопротивления!
• Минимальный интервал между смежными «линиями» проводов в схеме прогрева – 1,5 см. Несоблюдение этого правила может привести к расплавлению оболочки и КЗ. По этой же причине не допускаются перехлесты.
• Значительный температурный режим использования не должен вводить в заблуждение. Укладка проводов при минус 15 и ниже не производится. Это связано с особенностью изоляции. На морозе она начинает ломаться, в ней появляются трещины, как результат – замыкание на арматуру. Поэтому при зимнем бетонировании следует ориентироваться на погоду и не понимать буквально «от -55 …».
• Качество прогрева можно повысить, если провод обернуть фольгой. Это существенно увеличит теплообмен и сократит время созревания бетона. Для небольших схем, площадей и объемов – хороший вариант.

Ассортимент проводов и кабелей огромен. Но даже приведенные в таблице отдельные примеры дадут читателю общее представление о стоимости продукции.

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 м³ 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 проводом ПНСВ

Процедура заливки бетона заметно усложняется, если проводить ее в холодное время года. Связано это с возникновением вероятности замерзания воды, что не позволит раствору набрать необходимой технологической прочности. Даже если получится избежать такого эффекта, то рентабельность проводимых работ окажется под вопросом, так как высыхать состав будет на протяжении довольно длительного времени. Решить проблему можно с помощью прогрева бетона. Для этих целей используется провод ПНСВ.

Электропрогрев позволяет придать материалу нужную твердость. Данная процедура регламентируется нормами СП 70.13330.2012. Его применение допускается в ходе выполнения абсолютно любых строительных работ. С экономической точки зрения целесообразно использовать дешевый провод ПНСВ, так как после затвердевания бетона он остается внутри конструкции.

Применение

С помощью кабеля ПНСВ можно решить сразу две проблемы, возникающие с бетоном в зимний период. Вода, входящая в состав раствора переходит в кристаллическое состояние. В результате полностью останавливается реакция гидратации. Всем известно из школьной программы, что при замерзании воды происходит ее расширение. В таких условиях сформировать прочные связи в бетоне невозможно, поэтому добиться нужной прочности не получится.

Чтобы состав затвердел правильно, необходимо обеспечить температуру окружающей среды на уровне +20 0 С. При ее снижении до нулевых показателей данный процесс замедляется даже при условии выделении тепла в результате протекания гидратации. Для выдержки нужных параметров без провода ПНСВ не обойтись. Необходимость в прогреве бетона возникает в следующих случаях:

• Недостаточная теплоизоляция монолита или опалубки.
• Низкая температура воздуха.
• Слишком большие размеры монолита.

Характеристики провода

Кабель ПНСВ состоит из жилы сечением 0,6-4 мм 2 и диаметром 1,2-3 мм. Некоторые марки покрываются оцинковкой для подавления негативного воздействия агрессивных составляющих раствора. В качестве дополнительного покрытия используется поливинилхлорид или полиэстер. Такая термоустойчивая изоляция отличается высокой прочностью и удельным сопротивлением, хорошо гнется, не повержена истиранию.

Технические характеристики кабеля ПНСВ:

• Диапазон рабочих температур – от -60 0 С до +50 0 С.
• Удельное сопротивление – 0,15 Ом/м.
• Расход провода – 60 м на каждый куб бетона.
• Допустимая температура монтажа – -15 0 С.
• Нижний температурный порог применения – -25 0 С.

Кабель соединяется с холодными краями посредством алюминиевого провода АПВ. Питается провод от трехфазной сети 380В. В некоторых случаях при правильных расчетах допускается использование домашней сети 220В. Главное условие – длина кабеля должна быть минимум 120 м. Также необходимо, чтобы по системе протекал ток номинальной величиной 14-16 А.

Процедура укладки и технология прогрева

Прежде, чем устанавливать систему прогрева, необходимо смонтировать арматуру и опалубку. Только после этого можно приступать к раскладке ПНСВ. Интервал между поворотами должен составлять 80-200 мм. Конкретное расстояние выбирается в зависимости от наружной температуры, уровня влажности и скорости ветра. Провод не должен иметь натяжение. Для его крепления к арматуре нужно использовать специальные зажимы. Минимальный радиус изгиба – 25 см. Также необходимо позаботиться об отсутствии перехлестов жил, по которым передается ток. Они должны прокладываться на расстоянии 15 мм друг от друга. При нарушении этого правила возникает рис короткого замыкания.

Наибольшей популярностью пользуется схема укладки под названием «змейка». Укладка ПНСВ в данном случае чем-то напоминает процедуру монтажа теплого пола. При таком методе расход греющего кабеля будет минимальным, а обогреть получится максимальный объем массива. Заливать бетон нужно в сухую опалубку, при этом температура раствора должны быть выше +5 0 С, а схема подключена правильно. Также необходимо проверить, чтобы холодные концы были выведены на необходимую длину.

Перед началом прогрева бетона необходимо ознакомиться с инструкцией, которая идет в комплекте с проводом ПНСВ. Подключение через секции шинопроводов может осуществляться двумя способами: через «звезду» или «треугольник». Первая схема подразумевает соединение трех проводов в один узел. Подключение к трансформатору выполняется через свободные контакты. Во втором случае система делится на 3 участка, каждый из которых подключается к выводам трехфазного трансформатора.

Прогрев бетонной смеси с помощью кабеля ПНСВ выполняется в несколько этапов:

1. Каждый час температура плавно повышается на 10 0 С. Так удастся обеспечить равномерность прогрева.
2. В условиях постоянной температуры прогрев нужно осуществлять до момента набора смеси половины своей технологической прочности. Оптимальным показателем является 60 0 С, а максимальным – 80 0 С.
3. Остывать бетон должен на 5 0 С в час. При несоблюдении данной рекомендации существует вероятность растрескивания монолита.

Если все технологические требования были соблюдены, то материал наберет необходимую прочность. ПНСВ после завершения работ остается в массиве и выполняется функции дополнительного армира.

Применять такие кабели, как ВЕТ или КДБС намного проще, так как их подключение производится напрямую в бытовую сеть или щитовую с напряжением 220В. Разделение на секции устраняет возможность перегрузок. Единственным недостатком таких этих кабелей является высокая стоимость. В связи с этим их реже используют при масштабном строительстве.

Также довольно большой популярностью пользуется технология, при которой опалубка оснащается электродами и ТЭНами. В этом случае греющий кабель не нужен, однако данный способ требует больших энергозатрат. Связано это с тем, при затвердевании бетона его сопротивление повышается, что делает проводимость воды ниже.

Расчет длины

При расчете длины кабеля ПНСВ необходимо учитывать ряд факторов, основным из которых является количество тепла, подаваемое к монолиту с целью его качественного затвердевания. На данный параметр влияет температура воздуха, форма и размеры конструкции, влажность, а также наличие теплоизоляции.

Также нужно определить шаг укладки провода, учитывая в расчетах среднюю длину петли (28-36 м). Если температура воздуха составляет -5 0 С, то шаг должен быть 200 мм, -10 0 С – 160 мм, -15 0 С – 120 мм.

Рассчитывая длину кабеля, нужно знать его мощность. Для провода диаметром 1,2 мм – 0,015 Ом/м, 2 мм – 0,044 Ом/м, 3 мм – 0,02 Ом/м. Величина рабочего тока не должна превышать 16 А. В случае с ПНСВ 1,2 мм удельное сопротивление будет равняться 38,4 Вт. Для расчета суммарной мощности нужно это число умножить на длину использованного провода.

Для расчета напряжения понижающего трансформатора используется эта же схема. Если диаметр ПНСВ составляет 1,2 мм, а всего его уложено 100 м, то общее сопротивление будет равняться 15 Ом. Сила тока все та же (16 А). Напряжение – это произведение сопротивления и силы тока. В рассматриваемом примере оно будет составлять 240 В.

Заключение

Прогрев бетонной смеси с помощью провода ПНСВ является одним из самых бюджетных способов. Однако использовать его лучше при наличии достаточного опыта в сфере строительства. Кроме этого, для укладки ПНСВ может понадобиться специальное оборудование. Этот вид кабеля можно использовать в быту. Главное, верно рассчитать потребляемую мощность. Для снижения расходов на прогрев бетона рекомендуется применять теплоизоляционные материалы. Они ускорят процесс и будут способствовать более равномерному остыванию, что положительно скажется на качестве монолита.