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.
Для монтажа фундамента в зимнее время прораб порекомендовал проложить по арматурному каркасу нагревательный провод. Как правильно выбрать тип провода и по какой методике рассчитать длину проволоки для прогрева бетона?
Для прогрева бетона применяются три типа провода:
• одножильный ПНСВ (провод – П, нагревательный – Н, стальной – С, виниловая оболочка – В), подключаемый к трансформатору;
• двухжильный ПТПЖ (провод – П, токопроводящий Т, параллельные оцинкованные стальные – П, жилы – Ж);
• двухжильный ВЕТ – кабель финского производства определенной производителем длины, работающий от сети 220 В без использования трансформатора. Их выбор зависит только от бюджетных возможностей будущего пользователя.
Расчетная длина зависит от характеристик используемого нагревательного провода, напряжения трансформатора, радиуса изгибы провода и других параметров. Поэтому для выяснения требуемой длины провода обычно используется онлайновый калькулятор, который, после подстановки конкретных данных, выдает искомую величину длины провода. Один из таких калькуляторов можно найти по этой ссылке. Однако профессионалы обычно подсчитывают длину провода в зависимости от количества бетона. Известно, что для прогрева кубометра бетона требуется около 1,3 кВт мощности, поэтому длина провода, к примеру, ПНСВ-1.2 на кубометр равняется от 30 до 50 м в зависимости от температуры воздуха. Проверка осуществляется по силе тока: при использовании схемы укладки провода «звезда» она должна равняться 15 А, а при схеме «тройка» – 18 А. Схемы раскладки проводов и схему прогрева прилагаю
1 Всё о прогреве
- 1.1 Какие применяют способы для прогрева
- 1.2 Провод ПНСВ и понижающий трансформатор
2 Заключение
Для гражданского, промышленного, а также кустарного (домашнего) строительства при отрицательных температурах существуют различные способы прогрева бетона, позволяющие не останавливать работы на зимнее время. Такие вспомогательные процедуры позволяют не просто продолжать монтажные работы в мороз, но и увеличивают скорость застывания раствора, особенно с добавлением специальных химических ускорителей затвердевания.
Ниже мы поговорим о таких методах, в общем, и один из них (наиболее популярный) рассмотрим в частности, а также продемонстрируем вам видео в этой статье по теме электрического прогрева бетона.
Заливка бетона при минусовой температуре
Как еще можно прогреть бетон
В строительстве применяется большое количество методик, которые помогают греть смесь при ее заливке независимо от времени года. С их помощью при сравнительно небольшом увеличении расходов на электроэнергию сроки строительства сокращаются.
Специальные добавки
Химические присадки создают условия для ускорения процесса отвердения раствора. В состав включают противоморозные смеси. Они ускоряют процесс гидратации цемента, снижают температуру замерзания. Для этой цели применяют нитрит натрия, хлористые соли, карбонат кальция. Зимой конструкция при использовании таких компонентов сможет набрать прочность не более 30%.
Индукционный метод нагрева
Из-за низкого уровня расходов на электроэнергию (требуется до 150 кВт*ч/м³), равномерного обогрева конструкции по всей ее площади, отсутствия зависимости процесса от электропроводности армированной смеси широко применяется технология, основанная на принципе электромагнитной индукции. Металлоконструкции, размещенные внутри ЖБИ, служат сердечником. Открытые участки защищают от тепловых потерь изолирующими материалами.
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.
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.
Особенности прогрева с помощью сварочного аппарата
Технология предусматривает сквозное или периферийное расположение нагревательных элементов. Первый вариант подходит для конструкций сложной формы с большой толщиной заливаемой смеси. В обоих случаях строители рекомендуют постоянно контролировать текущие температурные показатели, чтобы не допустить перегрева.
При использовании сварочного аппарата для нагрева плиты нужно учитывать следующие особенности:
- Рабочие параметры оборудования и время воздействия определяются индивидуально с учетом температуры воздуха на строительной площадке.
- Чтобы сохранить влагу в цементной смеси, поверхность засыпают слоем опилок. Процесс испарения регулируют, изменяя силу тока, вырабатываемого сварочником.
- Недопустим перегрев конструкции. Он сопровождается обезвоживанием бетона, его структура становится пористой, теряется прочность.
- Для увеличения КПД установки поверхность накрывают слоем теплоизоляции.
- Схема, по которой к источнику питания подключают токопроводящие элементы, разрабатывается индивидуально с учетом параметров конструкции.
Один сварочный аппарат способен прогреть до 100 м³ смеси при температуре воздуха до -40 °С.
Подготовка к самостоятельным работам
Чтобы обеспечить надежный контакт нагревательных элементов с бетоном и равномерный нагрев, его нужно качественно уплотнить, удалив воздух. Вскипание раствора и выгорание стали возможны, если в приэлектродной зоне плотность тока возрастет до критических показателей. Происходит локальный перегрев, избыточное испарение влаги, гидратация замедляется. Итоговая марочная прочность ЖБИ снижается.
Перед заливкой мастера рекомендуют контролировать размещение нагревательных элементов относительно арматуры, чтобы не допустить короткого замыкания, выхода из строя трансформатора, кабеля.
Включают электронагревательное оборудование после полного завершения процесса укладки бетонной смеси и размещения греющих элементов, подключения их выводов, выполнения всех требований техники безопасности. Мастера рекомендуют сделать скважины в плите для контрольных замеров температурных показателей.
Необходимые инструменты
Инструменты для нагрева бетона.
Максимально допустимое время задержки до включения подогрева после заливки смеси — 1,5‑2 часа, если температура воздуха превышает +5 °С. Энергозатраты зависят от внешних условий, объема залитого бетона. Перечень оборудования определяется видом используемых нагревательных элементов. В него также входят:
- трансформаторный сварочный прибор 200 А;
- инвертор;
- кабель АВВГ;
- изоляционная хлопчатобумажная лента;
- электроинструмент для определения текущих показателей силы тока.
Мастера рекомендуют выбирать аппарат, в комплектацию которого входит генератор, модуль снижения рабочего напряжения, блоки для сушки электродов и подогрева почвы при ее промерзании. Вспомогательные функции выполняет блок, предназначенный для снижения уровня напряжения холостого хода. Он защищает сварщика от обрыва дуги отключением электропитания.
Преимущества использования станций для прогрева бетона
Использование этого оборудования повышает расход электроэнергии при осуществлении строительных мероприятий, но он окупается комплексом преимуществ, среди которых:
- Возможность сократить сроки строительства, благодаря независимости от погодных условий.
- Повышение производительности строительных бригад.
- Рациональная эксплуатация строительного оборудования и транспорта. Особенно это принципиально, если техника берется в аренду.
- Обеспечение качественных показателей бетона, полностью соответствующих нормативной документации.
- Экономия за счет отсутствия дорогостоящих присадок.
Особенности прогрева зимой
При бетонировании происходит химическая реакция, в ходе которой цемент взаимодействует с водой, находящейся в жидком состоянии. При кристаллизации нужный эффект не происходит, поэтому нагрев смеси нужен в основном для предотвращения образования частиц льда в составе раствора.
Если этого не сделать, при оттаивании в массе формируются пустоты и поры, отражающиеся на итоговой прочности ЖБИ. При увеличении температуры скорость застывания повышается, сокращая сроки строительства.
Допустимые колебания температуры в стандартных железобетонных конструкциях — до 15 °С в течение часа при ее повышении или до 10 °С при снижении. Сетевое напряжение контролируют с помощью токоизмерительных клещей, снижая его, если пусковая сила тока, приложенная к нагревательным элементам, превышает норму.
Низкочастотный трансформатор и бетон
Принцип работы
Для заливки монолитных конструкций при температуре ниже -4?C прибегают к различным способам обогрева цементной массы, это и инфракрасные излучатели, и подогретый раствор, и тёплая опалубка, и анодные обогреватели. Но наиболее действенным и экономным возможно назвать прогрев бетона посредством низкочастотного трансформатора и провода ПНСВ (Провод Нагревательный Стальной Виниловая изоляция).
Перед тем, как осуществить подключение трансформатора для прогрева бетона, на арматурный каркас укладываются петли из провода ПНСВ сечением от 1,2 мм2 до 3 мм2. Данный кабель способен прогреваться до температуры 80?C, так, нагревая раствор до 40?C-50?C, и всё это происходит при температуре воздуха от -4?C и ниже. Дабы добиться наиболее оптимального прогрева бетона в морозных условиях, на один кубометр раствора пригодится порядка 60м ПНСВ-1,2.
При укладке петель направляться выполнять осторожность, дабы не замкнуть цепь, другими словами, в то время, когда вы подвязываете провод к арматурному каркасу, его изоляция (ПНСВ) попросту может перетереться о металл и петля перегорит. При таких условиях определённый участок заливки останется без обогрева, что может привести к деструкции неспециализированной массы и, как следствие, железобетон окажется некачественным (см.кроме этого статью “Покраска цементного забора: как взять долговечное покрытие”)
Для прогрева инструкция разрешает применять такие трансформаторы, как КТП-06-20, КТПТО-80, КТП-ОБ-160, ТСДЗ-63 и без того потом.
Трансформатор масляный. Характеристики
| Трансформатор | КТПТО-80 | КТП-63-ОБ |
| Мощность номинальная (кВА) | 80 | 63 |
| Напряжение ВН (В) | 380 | 380 |
| Напряжение на холостом ходу СН (В) | 49, 60, 70, 85, 103, 121 | 49, 60, 70, 85, 103, 121 |
| Ток на стороне СН при напряжении | 660 (49-70В, А) | 520 (49-70В, А) |
| Ток на стороне СН при напряжении | 382 (85-103-121В, А) | 301 (85-103-121В, А) |
Трансформатор сухой. Характеристики
| Трансформатор | ТСЗ-20 |
| Мощность номинальная (кВА) | 20 |
| Частота номинальная (Гц) | 50 |
| Количество фаз | 3 |
| Напряжение обмотки номинальное, ВН трансформатора, В НН | 380/220 12,4; 24,8; 49,7;66,0 |
| Ток номинальный ВН обмотки трансформатора А НН | 30,4/52,6 465;375; 235;175 |
| Ток холостого хода (%) | 7,5 |
| Схема/группа соединения | Звезда/треугольник |
| Утраты замыкания (Вт) | 400 |
| Утраты холостого хода (Вт) | 200 |
Подготовка к работе и запуск
Дабы яснее воображать себе цикл подключения и рабочий запуск, ниже будет приведена инструкция трансформатора для прогрева бетона КТПТО-80 (см.кроме этого статью “Цементные панели для забора – преимущества и установка”).
Все работы по прогреву заливного бетона направляться делать с соблюдением СНиП 111-4-80/гл.11 и ГОСТ 12.1.013-7, где регламентируется порядок исполнения работ и электробезопасность.
Прежде всего КТПТО нужно занулить, а сделать это возможно путём подключения кабеля питания (его четвёртой жилы) на зажим N блока ХТ6, так, соединив всё это с железным шкафом управления. Заземление трансформатора производится от салазок – там имеется особый болт для подключения контура, а для соединения употребляется стальной провод не меньше 4 мм
Перед тем как подключить понижающий трансформатор к сети, вам нужно своими руками проверить сопротивление изоляции, которое не должно быть менее 0,5МОм, и обратить внимание на плотность контактных соединений. Путевые выключатели SQ1 и SQ2 нужно установить так, дабы при открывании крышки трансформаторного кожуха и ПУ была возможность надёжного замыкания контактов SQ1 и SQ2
Помимо этого, в обязательном порядке необходимо проверить предохранители на случай замыкания. Переключатель силового трансформатора выставляем на 55В, что будет соответствовать положению 1, а непроизвольный выключатель вместе с переключателем SA3 устанавливаем в положение “ВЫКЛ”.
Затем цепь подогрева, установленную в опалубке, возможно подключить к питающему кабелю, который, со своей стороны, подсоединяется к блоку зажимов ХТБ.
- На ввод КТПТО подаём питание 380В и включаем QF1 по окончании проверки напряжения поHL1 и HL3 и затем, применяя кнопку экстренного отключения SB1, делаем контрольное отключение, по окончании чего QF1 запускаем повторно. На KL1 подаём питание кнопкой SB3, по окончании чего должен сработать магнитный пускатель KM1.
- Для переключения режимов работы необходимо поднять крышку у трансформаторного кожуха и тогда через путевой выключатель SQ1 машинально отключится QF1. По окончании чего переключаете ступени напряжения и включаете QF1 и KM1.
Трансформаторы для прогрева бетона
Трансформаторная станция ТСДЗ-63/0,38
Трансформатор ТСДЗ-63 конструктивно представляет собой понижающую трёхфазную трансформаторную станцию, которая имеет возможность при необходимости изменять температуру бетона. Три разных значения низкого напряжения. Номинальная мощность аппарата 63 кВа. Параметры питающей сети — трёхфазная, 380 В, 50 Гц. Конструкция предполагает работу в течение долгого времени. Передвижная установка изготовлена в едином корпусе и состоит из активной части, автомата выключения, управляющего модуля и кожуха, где расположены выводы низкого напряжения. Циркуляция воздуха принудительная.
Диапазон рабочих температур — в пределах от -45 °C до +20 °C. Относительно небольшая масса, удобные габариты. Автомат защищает трансформатор от резких перепадов напряжения и замыканий. До подключения к сети установка должна быть заземлена. Запрещается эксплуатация станции без кожуха, ремонт, перемещение, разборка аппарата без отключения от сети
При обслуживании особое внимание нужно уделять системе циркуляции воздуха, состоянию контактов и изоляции. Цена трансформатора ТСДЗ-63 составляет 60–80 тыс. рублей
рублей.
Прогревающий трансформатор для бетона ТСДЗ-80/0,38 УЗ
Установка ТСДЗ-80 представляет собой передвижной трансформатор для прогрева бетона или мёрзлого грунта с принудительным двухвентиляторным воздушным охлаждением. В основе конструкции — сухой трехфазный трансформатор номинальной мощностью 80 кВа. Питающее напряжение 380 В / 50 Гц. По устройству станция похожа на ТСДЗ-63, принадлежит к той же серии, состоит из похожих элементов. Интервал рабочих температур — от -45 °C до +20 °C. Характеризуется высокой степенью пожаробезопасности, отсутствием вреда для экологии. При работе недопустимы удары, тряска или вибрация.
Станция работает в двух режимах — автоматическом и ручном. Автоматика позволяет переключать ступени напряжения без участия человека, для этого режима нужен дополнительный датчик-термопара. Ручной режим для изменения напряжения предполагает переключение проводов к необходимым клеммам. При эксплуатации установки все работающие с ней или в непосредственной близости люди должны быть обеспечены соответствующими защитными средствами и обучены оказанию первой помощи — цена ошибки может оказаться слишком высокой. При ремонтных работах нужно подключить переносное заземление.
Стоимость трансформаторной станции ТСДЗ-80, в зависимости от региона и продающей организации, составляет 80–100 тыс. рублей.
Трансформаторы КТПТО-80
Станция электропрогрева бетона КТПТО-80 по назначению не отличается от вышеописанных. Однако в основе конструкции лежит не воздушный, а масляный трёхфазный трансформатор ТМТО-80/0,38. Установка обладает пятью ступенями переключения прогревающего напряжения от 55 до 95 вольт. Напряжение первичной обмотки 380 В. Есть выходы на 380 В и 42 В, предназначенные для подключения инструментов и оборудования. Ступени меняются при отключённом трансформаторе. Станция оборудована защитным автоматом.
Установка КТПТО-80 производится в нескольких вариантах:
- КТПТО-80-11 отличается меньшими габаритами и весом;
- КТПТО-80-07 обладает возможностью корректировать температуру автоматически;
- КТПТО-80-02 — настройка температуры производится вручную.
При установке на объект и подключении следует соблюдать требования техники электробезопасности. Во время перерывов в эксплуатации станцию, по возможности, нужно хранить в крытом вентилируемом складе.
Этот трансформатор для прогрева бетона — широко распространённое изделие, удовлетворяющее качеством, надёжностью и ценой большинство пользователей. Строительные организации применяют эти установки уже достаточно долго, и трансформатор заслужил прекрасную репутацию. Цена станции 120–140 тыс. рублей.
При появлении разовой или нерегулярной потребности в прогреве бетона некоторые организации предпочитают не приобретать трансформаторы в собственность, а брать их в аренду. Это даёт возможность подобрать мощность и другие технические параметры оборудования для конкретного проекта и погодных условий, а также сэкономить. Стоимость аренды, в зависимости от мощности и сроков, колеблется от 700 до 2000 руб./сутки.
Пневмодрель. Работа без перерывов!
Пропановый редуктор. Создаём рабочее давление
ПРОГРЕВОЧНЫЙ КАБЕЛЬ ПНСВ.
Для электропрогрева бетона используют провод со стальной жилой в изоляционной оболочке марки ПНСВ.
Чаще всего строители выбирают провод диаметром 1,2 мм, но иногда используют также кабель диаметром 1,4 мм и более. Чем больше диаметр провода, тем выше его мощность и устойчивость изоляции к механическим повреждениям.
Провод ПНСВ обычно скручивают в спирали диаметром 30-40 мм, так как в таком виде их удобно хранить и монтировать.
После того, как провод ПНСВ скрутили в нагревательные спирали, его оснащают «холодными концами». «Холодные концы» – это тоже провод, но большего сечения, чем ПНСВ. Их наличие необходимо потому, что рабочий ток для погруженного в бетон провода ПНСВ составляет примерно 15А; на воздухе такое значение тока недопустимо велико, поэтому выводы от получившейся нагревательной спирали оснащают так называемыми «холодными концами» длиной 50-100 см, выполняемыми обычно проводом АПВ-4.
Соединение нагревающих проводов с «холодными концами» и между собой производят скруткой, провода под скрутку зачищают на 8-10 см. Место соединения 2-х проводов изолируют х/б лентой, более стойкой, чем полимерная.
Укладка и соединение кабеля ПНСВ должны проводиться квалифицированными электриками строго в соответствии с монтажной и принципиальной схемой, так как любые неисправности электрической части работы неизбежно приводят к значительным материальным убыткам.
