Обзор трансформаторных станций для термической обработки бетона

Из всех способов прогрева бетона электрический считается самым эффективным, он обеспечивает равномерное распределение температуры в толще залитой конструкции и правильное протекание процессов гидратации цемента. Суть метода заключается в подключении электропитания к размещенному с регламентированным шагом внутри нагревательному проводу, при обработке больших объемов – трехфазного, через трансформаторные подстанции. Производительность и стоимость оборудования определяется его номинальной мощностью, основным изготовителем является Россия.

Описание устройства

Стандартная схема включает активную часть (стальной магнитопровод с двумя обмотками напряжения), оболочку (металлический шкаф с выводами для подключения трехфазной сети и выходных клемм), панель управления. Система охлаждения может быть разной: естественной или принудительной (вентиляторного типа или с помощью масла). Практически все станции способны изменять выходную мощность на обмотке НН, что в свою очередь позволяет регулировать температуру нагрева подключаемого кабеля (ПНСВ, реже ПТПЖ) и экономить расход электроэнергии при внезапном потеплении. Чем больше число ступеней напряжения, тем универсальнее и эффективнее работает силовое устройство.

Важную роль выполняет защита: в каждом трансформаторе для прогрева бетона предусмотрен автоматический выключатель, реагирующий на КЗ, обрыв или перепады входного напряжения. У современных моделей все процессы контролируются и отражаются: от наличия и состояния питающей сети до параметров на выходе обмотки НН. Для подключения к основному кабелю (ПНСВ) используется промежуточный, для этих целей нужно купить алюминиевый провод АПВ. Игнорировать это условие и оставлять открытыми стальные жилы нельзя, это приводит к их быстрому прогоранию. Нейтральный провод и корпус заземляются.

Силовые станции подключаются к сети в 380 В с частотой 50 Гц через соответствующий кабель, чем дальше расположен трансформатор от питания, тем толще он должен быть. Изменение силы тока до требуемой величины происходит за счет явления электромагнитной индукции. Выходные клеммы подсоединяют к уже погруженному в бетон нагревательному кабелю, первые два часа устройство работает на разогрев, затем 3-4 дня в непрерывном режиме. Принцип действия основан на преобразовании электрической энергии в тепловую.

Индукционный обогрев

Применяется с армированными конструкциями. Металлические элементы, содержащиеся внутри них, станут сердечниками. Изолированный кабель выполняет роль индуктора и размещается петлями вокруг арматуры. Количество мотков провода и сечение необходимо рассчитать предварительно. Вдоль кабеля пускается переменный ток, образующий электромагнитное поле. Затем происходит нагревание армирующих элементов, от них тепло переходит к бетону, постепенно распространяясь по всей смеси.

Расход электроэнергии достигает 150 кВт/ч на 1 кубический метр бетона.

Плюсы: низкая цена; равномерный прогрев.

Минусы: сложный расчет; ограниченность применения (балки, колонны и т. д.).

Отправить заявку

Инфракрасный подогрев

Инфракрасные лучи нагревают поверхность непрозрачных объектов, распространяя тепло на весь объем. При применении инфракрасного подогрева бетонную конструкцию необходимо окутать прозрачной пленкой – она задержит тепло, пропустив лучи через себя. Подходит для прогрева железобетона.

Плюсы: простота и доступность.

Минусы: подходит только для небольших, тонких конструкций; инфракрасное тепло распространяется неравномерно.

Инфракрасный нагреватель должен быть устойчивым к сильному ветру и способным долгое время работать без дозаправки.

Выводы:

1. Электродный прогрев подойдёт для раствора любой толщины и формы, но требует больших энергозатрат (около 1000 кВт на 3–5 куб. м.).

Провод ПНСВ равномерно нагревает смесь и отличается безопасностью эксплуатации: кабель изолирован, температура легко регулируется.

2. Контактный метод требует изготовления опалубки под заказ и не может обеспечить равномерный обогрев.
3. Индукционный способ применим исключительно с армированными конструкциями.
4. Инфракрасным теплом можно прогреть только небольшой слой бетона.

Также в нашем интернет-магазине представлены дизельные станции для прогрева бетона. Узнать, сколько стоит оборудование с учетом скидки, можно у наших менеджеров. Стоимость доставки зависит от габаритов и массы товара.

Оборудование

Наиболее распространенная трансформаторная станция КТПТО-80.

Для реализации электрического обогрева необходимо наличие специального оборудования. Кроме греющих проводов или электродов понадобится источник питания с заданными параметрами тока и напряжения на выходе.

Наиболее распространенным видом такого оборудования является станция КТПТО-80 на силовом трансформаторе ТМТО-80/0.38 У-3. Это силовой понижающий трансформатор с масляным охлаждением и трехниточной трехфазной обмоткой мощностью 80 кВт.

Панель управления станции прогрева бетона.

Напряжение на выходе (НН) – 42 В, на входе (ВН) – 380 В. Частота питающего тока – 50 Гц, необходим трехфазный источник питания номинальной мощностью 2.5 кВА. На стороне СН доступны такие ступени напряжения холостого хода – 55 В, 65 В, 75 В, 85 В и 95 В.

Мощность обмотки силового трансформатора со стороны НН – 2.5 кВА, ток на стороне СН при напряжении 55 – 65 В – 520 А, при напряжении 75 – 85 – 95 В – 471 А.

В автоматическом режиме возможна регулировка температуры электропрогрева в пределах 20 – 100 градусов Цельсия. Мощность 80 кВт позволяет прогревать до 90 м3 бетона.

Провод укладывают и фиксируют на арматурном каркасе.

Станция комплектуется силовым трансформатором в кожухе, защитным корпусом с дверцами, облегчающими осмотр и ремонт агрегатов, блоком управления и защиты от аварийных режимов, кронштейнами, салазками или рамой для перевозки оборудования. Вес трансформатора составляет 665 кг, размеры – 147х140х101 мм.

Цена оборудования колеблется в пределах 90 – 120 тысяч рублей, аренда составляет около 10% стоимости в сутки. Подключение станции и ввод ее в работу с нагрузкой производится профессиональным энергетиком, своими руками это делать нежелательно, более того, это запрещено строительными правилами и техникой безопасности. Энергетик должен иметь стандартный допуск на 1000 В.

Современный вариант облегченного оборудования.

Важно! Станция может использоваться как источник питания для электроинструмента с напряжением 42 В и для освещения объекта. Резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне при таком напряжении не производится.

ТМО-80 для прогрева бетона

ТМО-80 — это масляный трансформатор для обогрева бетона мощностью 80 кВА. Аббревиатура «ТМО» так и расшифровывается:

• «Т» — трансформатор
• «М» — масляный
• «О» — для обогрева

Обычно трансформатор ТМО уже входит в состав станций для прогрева бетона, таких, как КТПТО-80, и отдельно не поставляется. Он состоит из трехниточной трехфазной обмотки и системы масляного охлаждения, в котором используется специальное масло низкой вязкости.

Технические характеристики ТМО-80:

Значение напряжения в ВН

Напряжение на холостом ходу в СН

55, 65, 75, 85, 95В

Значение в низкой ступени трансформатора

При U=55—65В равен 520 А; При U=75—95 В равен 471 А.

Бетонный раствор обретает прочность только при положительной температуре. Это обуславливается тем, что вода под воздействием низких температур расширяется и превращается в ледяные кристаллы, которые разрывают внутренние связи раствора и полностью лишают его прочности. Именно поэтому многие строители стараются закончить все работы по возведению несущих бетонных конструкций еще летом или, по крайней мере, осенью (при положительной температуре воздуха).

Однако очень часто строительные компании сжаты сроками сдачи объектов и вынуждены работать даже зимой; в таком случае заливаемый бетон необходимо прогревать.

Бетон нуждается в подогреве сразу, как только температура воздуха за окном опустилась ниже +5 градусов. В этот момент строителям, ведущим бетонные работы, следует ознакомиться с возможными способами прогрева бетона. Одним из таких способов является технология прогрева бетона специальными трансформаторами.

Без помощи трансформатора для прогрева просто невозможно обогреть бетон электродным методом и методом прогрева проводом ПНСВ. Расскажем подробнее о каждом:

Электродный метод

Метод прогрева проводом ПНСВ

Электродный метод применяется в основном при заливке вертикальных бетонных конструкций.

Устройство станции

Типовой трансформатор для прогрева бетона – это мобильная однокорпусная установка, оснащенная системой вентилирования. Данный агрегат помогает преобразовывать электрическую энергию сети в электроэнергию, которая необходима для термической обработки бетонной массы.

Агрегат для обогрева бетона включает в себя активную часть, которая представляет собой магнитопровод стержневого типа с обмоткой двух типов: НН и ВН, ярмовых балок и отводов низкого напряжения.

Также установка оборудована автоматическим выключателем, который позволяет предотвратить возможные перегрузки и скачки напряжения, пультом управления и кожухом с выводами НН.

Помимо этого, трансформаторы прогрева оснащены сигнальными лампами, установленными в цепях управления.

Если говорить о выборе модели, то сегодня на рынке представлено много подстанций. Однако по техническому регламенту, работы рекомендуется выполнять с использованием станции для прогрева бетона КТПТО 80 или СПБ-20.

Зачем нужна технологическая карта прогрева бетона

Большая часть территории России — регионы с ярко выраженными временами года. Есть зима с отрицательными температурами, теплое лето и межсезонье.

При осуществлении частной застройки строители планируют бетонные работы на начало осени, но в крупном строительстве допускать простои в работах длиной по полгода нерентабельно. Могут быть и другие причины бетонирования при неподходящих температурах:

1. Работы на слабых грунтах, которые возможны только зимой.
2. Сезонное снижение стоимости материалов и работ.
3. Возможность без проблем подвозить материалы по замерзшим дорогам.

Поэтому разработаны меры по прогреву бетона.

Зачем необходим прогрев бетона в зимнее время

В СП 70.13330 указано, что производство работ по бетонированию при среднесуточных температурах наружного воздуха ниже +5° С или при минимальной суточной температуре воздуха ниже 0° С считается зимним бетонированием.

Почему особо выделяются эти температуры?

Основной компонент бетона — цемент. Его также называют вяжущим компонентом.

Цемент — это вяжущее водного твердения. Это означает, что для получения твердого и прочного бетонного камня необходимо, чтобы компоненты цемента вступили в химические реакции с водой, так называемые реакции гидратации.

Со стороны кажется, что цемент просто смешали с водой и заполнителями и высушили, но это не так. При реакции составляющих цемента, таких, как алит, белит, трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит, образуются новые соединения кристаллической структуры.

Процессы гидратации требуют времени; аллит, ферритная и алюминатная фазы вступают в реакцию быстро, белит реагирует медленнее. В общей сложности необходимо 28 суток, чтобы бетон набрал расчетную прочность.

Различают также критическую прочность бетона. Это прочность, по достижении которой бетону уже не страшны неблагоприятные условия окружающей среды; обычно это 30—50% от проектной прочности.

Оптимальными условиями отвердевания бетона являются:

1. температура наружного воздуха 18—20° С;
2. высокая влажность воздуха.

Что происходит, если температура воздуха опускается ниже?

С понижением температуры процессы химических реакций все более замедляются.

Впоследствии, если бетон согреть, он наберет прочность, но она будет ниже ожидаемой.

Если температура воздуха опускается до 0° С и ниже, вода которая не успела прореагировать с компонентами цемента, замерзнет. При замерзании она расширится и приведет к образованию пустот и трещин в бетоне, что негативно отразится на прочности готового изделия. Образование ледяной пленки вокруг арматуры будет способствовать ее отслаиванию.

Поскольку количество воды в бетонной смеси рассчитывается заранее, составляющим цемента не хватит воды для реакции, таким образом, гидратация пройдет не полностью, и это снизит прочность бетона.

Вот почему при зимнем бетонировании следует принимать определенные меры, обеспечивающие правильное протекание реакций гидратации.

Эти меры делятся на три вида:

1. добавление особых компонентов в бетонный раствор;
2. сохранение тепла;
3. прогрев бетона.

У каждого из этих мероприятий есть свои плюсы и минусы. Решение принимается исходя из конкретной ситуации.

Существуют определенные стандарты на проведение любых прогревающих мероприятий, которые позволяют провести их наиболее эффективно и экономически целесообразно. Они отражены в технологических картах.

Применение специальных добавок для бетонных растворов.

Противоморозные добавки увеличивают скорость реакций и одновременно снижают температуру застывания воды в смеси, благодаря чему бетон отвердевает и при пониженных температурах.

Добавки-ускорители твердения способствуют быстрому набору критической прочности, после чего бетону уже не страшен холод.

Самый простой вариант противоморозных добавок — хлористые соли, но у их применения много ограничений, так как они совместимы не с любым видом портландцемента и работают только до температуры –10°С, кроме того, не рекомендованы к применению в армированных конструкциях, поскольку могут вызвать коррозию арматуры.

Другое дело — специальные добавки, например, CemFrio и HotIce от CEMMIX.

У этих добавок много преимуществ:

1. низкие дозировки;
2. простая процедура добавления;
3. эффективная работа до температуры –20° С без прогревающих мероприятий;
4. дополнительное пластифицирующее действие, позволяющее получать смеси повышенной удобоукладываемости;
5. предотвращение расслаивания смеси;
6. хорошая совместимость с любыми видами цементов и с арматурой;
7. экономия цемента и воды;
8. увеличение прочности готового изделия.

Сохранение тепла

При протекании реакций гидратации в бетонной смеси выделяется тепло. Если залитая конструкция имеет большой размер и достаточную толщину, тепла выделяется достаточно для того, чтобы не дать бетону замерзнуть. Нужно только сохранить его.

С этой целью применяют метод термоса:

1. Бетон замешивают из прогретых материалов. Цемент прогревать нельзя во избежание «заваривания», а заполнители, арматуру и опалубку прогревают горячим воздухом, воду подогревают до температуры 70° С.
2. Применяют утепленную опалубку.
3. После укладки бетонной смеси ее температура должна быть не ниже +10° С.
4. Заливку укрывают теплоизолирующими материалами. Иногда используют специальные прогревающие маты.
5. Периферические части конструкций могут дополнительно прогреваться электродами.
6. Дополнительно применяют противоморозные добавки для бетона.

Метод термоса эффективен для крупных конструкций, но его недостаточно, если у заливки большая площадь охлаждения, либо температуры слишком низкие (ниже –10° С).

Прогрев бетона

Есть несколько способов прогрева бетона:

1. тепляки;
2. электродный прогрев;
3. инфракрасный прогрев;
4. индукционный прогрев;
5. термоматы;
6. прогрев бетона с помощью ПНСВ.

Тепляки

Тепляки — это своеобразные «шатры», которые возводят над бетонной заливкой. Внутри устанавливают тепловые пушки, которые поддерживают температуру на нужном уровне. По достижении конструкцией критической прочности шатры можно демонтировать.

Электродный прогрев

Внутри опалубки закрепляют электроды, благодаря чему через бетонный раствор можно пропускать ток и таким образом греть бетон.

Технологическая карта на электродный прогрев конструкций из монолитного бетона содержит организационные и технические решения по электродному прогреву бетона с целью ускорения работ и повышения качества конструкций, которые изготавливаются в холодный сезон.

Эти решения разработаны в соответствии с требованиями СНиП. Подробнее можно ознакомиться с ними в СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» п. 5.11 «Производство бетонных работ при отрицательных температурах».

1. область применения электродного прогрева (сквозного, периферийного, арматурного) со схемами и указаниями о подготовке конструкций;
2. допустимость применения противоморозных добавок, их вид и количество;
3. область применения гидротеплоизоляции;
4. методы и график выполнения работ;
5. калькуляцию трудозатрат;
6. параметры прогрева;
7. необходимые материально-технические ресурсы;
8. технику безопасности;
9. требования к качеству и приемке работ;
10. технико-экономические показатели.

Технологическая карта позволяет правильно и своевременно произвести все необходимые работы по электродному прогреву бетонных конструкций в зимнее время.

Инфракрасный прогрев

Бетон прогревают инфракрасным излучением.

Индукционный прогрев

Разогревает арматуру, от нее прогревается и бетон.

Термоматы

На поверхности заливки раскладываются обогреватели в виде матов. Они равномерно прогревают бетон.

Прогрев бетона с помощью ПНСВ (провода нагревательного со стальной жилой и изоляцией из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката)

Провод ПНВС расшифровывается следующим образом:

1. П — провод;
2. Н — нагревательный;
3. С — материал провода (сталь);
4. В — материал изоляции (винил, который правильнее называть поливинилхлоридом).

Провод погружается в бетон; не реже двух раз за смену проверяют напряжение в цепи.

Технологическая карта на электрообогрев нагревательными проводами монолитных конструкций содержит указания по электрообогреву конструкций с помощью ПНСВ. В ней можно найти сведения, касающиеся области применения метода, организации и технологии выполнения работ, требований по приемке.

Обзор распространенных моделей трансформаторов

Современный строительный рынок представлен большим разнообразием моделей трансформаторных станций для прогрева фундаментных оснований. Но при выполнении данных видов работ, рекомендуется использовать аппараты, наиболее подходящие по техническому регламенту.

Главные критерии выбора установки:

1. Внутреннее оснащение трансформатора;
2. По уровню мощности агрегата и наличию разного количества ступеней напряжения;
3. Вид охлаждения токопроводящих проводов и элементов трансформатора (модели с естественным (сухим) охлаждением, масляным и принудительным).

Ниже приведем список наиболее популярных моделей трансформаторных станций, которые максимально отвечают представленным требованиям.

КТПТО 80-86

Трансформаторная установка имеет три рабочие фазы, мощность составляет 80 кВт и питанием в 380В. Область применения, прогрев фундаментных оснований. Установлена внутренняя масляная система охлаждения токопроводящих элементов. Полностью автоматизированный рабочий процесс. Рекомендуемая рабочая температура варьируется от -40 до +10 градусов. Оптимальная площадь работы до 40 м3.

Основные преимущества трансформатора КТПТО 80-86:

1. Простое конструктивное оснащение установки;
2. Наличие внешних выводов, необходимых для присоединения в цепь иных аппаратов.

Основные недостатки трансформатора КТПТО 80-86:

1. Крупная установка, вызывает некоторые сложности при транспортировке;
2. Достаточно большой вес агрегата, перемещение возможно с применением дополнительных конструктивных элементов или сторонней силы;
3. Установка нуждается в частом техническом обслуживании (каждые три месяца).

Трансформаторная установка изготавливается в нескольких различных вариантах, некоторые модели имеют дополнительную комплектацию. Модифицированные станции имеют меньший вес и габариты. Конструктивные особенности отличаются наличием ручного и автоматического режимов управления процессами. Ценовой диапазон составляет 125 000 – 180 000 тыс. рублей.

СПБ-20

Трехфазный трансформатор с минимальным набором функциональных возможностей, с уровнем мощности 20 кВт. Область применения ограничена из-за малой мощности, подходит для мелких строительных работ и возведения малых зданий. Присутствует естественная (сухая) система охлаждения. Рекомендуемая рабочая температура варьируется от -40 до +5 градусов. Оптимальная площадь работы до 20 м3.

Основные преимущества трансформатора СПБ-20:

1. Малые габариты и колесная база для облегченной транспортировки;
2. Характеризуется повышенной надежностью и защищенностью от скачков напряжения.

Основные недостатки трансформатора СПБ-20:

1. Хрупкие конструктивные элементы переключения и регулировки.

Данная модель трансформаторной установки представлена в нескольких вариантах исполнения. Модифицированные станции имеют меньшую или большую мощность. Ценовой диапазон составляет 20 000 – 160 000 тыс. рублей.

ТСДЗ-63/0,38

Трансформатор имеет три рабочие фазы, с уровнем мощности 63 кВт. Присутствует принудительная система охлаждения. Рекомендуемая рабочая температура варьируется от -40 до +20 градусов. Функционирование установки происходит в бесперебойном режиме. Отлично подходит для строительных работ по возведению зданий и сооружений средней величины.

Основные преимущества трансформатора ТСДЗ-63/0,38:

1. Малые габариты и вес;
2. Оснащенность автоматическим выключателем.

Основные недостатки трансформатора ТСДЗ-63/0,38:

1. Частый выход из строя системы охлаждения.

Ценовой диапазон составляет 61 000 – 79 000 тыс. рублей.

ТСДЗ-80/0,38 УЗ

Данная станция похожа на предыдущую трансформаторную установку. За исключением некоторых элементов. Она является модифицированным аналогом с расширенным конструктивным оснащением.

Основные преимущества трансформатора ТСДЗ-80/0,38 УЗ:

1. Малые габариты и вес;
2. Режим работы полностью автоматизирован.
3. Повышенный уровень защиты.

Основные недостатки трансформатора ТСДЗ-80/0,38 УЗ:

1. При поломке, дальнейшее восстановление и ремонт невозможен.

Ценовой диапазон составляет 70 000 – 100 000 тыс. рублей.

Какова продолжительность прогрева бетона

Бетон прогревается до тех пор, пока не достигнет критической прочности (30—50% от проектной). Обычно это происходит на 4—6-й день.

Прочность бетона определяют по фактическому температурному режиму при помощи графиков.

Для более точного определения сроков используют лабораторные исследования, для которых изготавливают отливки-образцы и позволяют им набирать прочность в таких же условиях, как и основная конструкция.

Применение противоморозных добавок при зимних бетонных работах гарантирует получение качественных бетонных конструкций даже в условиях отрицательных температур. Совмещение применения противоморозных добавок с методом термоса или прогревом бетона не только гарантирует набор прочности, но и сокращает продолжительность термообработки, а значит, позволяет сэкономить электроэнергию и повысить оборачиваемость дорогостоящего оборудования и опалубки. Грамотное применение прогревающих мероприятий и противоморозных добавок в соответствии с технологической картой позволяет получать зимний бетон высокого качества.

Прогрев бетона нагревательным проводом ПНСВ

Заливка бетона зимой имеет свои сложности. Главной проблемой считается нормальное затвердевание раствора, вода в котором может замерзнуть, и он не наберет технологической прочности. Даже если этого не случится, низкая скорость высыхания состава сделает работы нерентабельными. Прогрев бетона проводом ПНСВ поможет снять этот вопрос.

Электропрогрев бетона в зимнее время – наиболее удобный и дешевый способ достигнуть нужной твердости материала. Он разрешается нормами СП 70.13330.2012, и может применяться при выполнении любых строительных работ. После отвердевания бетона, провод остается внутри конструкции, поэтому применение дешевого ПНСВ дает дополнительный экономический эффект.

1. Применение
2. Характеристики провода
3. Технология прогрева и схема укладки
4. Расчет длины

Способы прогрева

Есть два основных способа прогрева бетона посредством электрического тока в специально для этого предназначенном трансформаторе. Один из этих способов подразумевает использование проводов ПНСВ, а при другом способе применяются электроды. При прогревании залитого застывающего бетонного раствора обязательно нужно утеплять, а лучше теплоизолировать прогреваемый объем. В противном случае бетон в разных местах прогреется по-разному. А это, в свою очередь, приведет к уменьшению прочности готовой бетонной конструкции.

Применение

Прогрев бетона в зимнее время кабелем дает возможность решить две основные проблемы. При температурах ниже нуля вода в растворе превращается в кристаллики льда, в результате реакция гидратации цемента не просто замедляется, она прекращается полностью. Известно, что при замерзании вода расширяется, разрушая образовавшиеся в растворе связи, поэтому после повышения температуры он уже не наберет нужной прочности.

Раствор затвердевает с оптимальной скоростью и сохранением характеристик при температуре порядка 20°C. При падении температуры, особенно ниже нуля, эти процессы замедляются, даже с учетом того, что при гидратации выделяется дополнительное тепло. Чтобы выдержать технические условия, зимой не обойтись без прогрева бетона проводом ПНСВ или другим предназначенным для этого кабелем в таких ситуациях, когда:

• не обеспечена достаточная теплоизоляция монолита и опалубки;
• монолит слишком массивен, что затрудняет его равномерный прогрев;
• низкая температура окружающего воздуха, при которой замерзает вода в растворе.

Функциональные особенности

Климатические условия в нашей стране славятся особой суровостью, поэтому строителям часто приходится работать во время мороза. Именно для тех случаев, когда срочно необходимо соорудить бетонную конструкцию, но температура воздуха на улице никак не поднимается выше нуля, были созданы специальные устройства, основная задача которых — обеспечивать те самые условия, необходимые для нормального застывания бетона.

Принцип работы устройства

Трансформатор для обогрева бетона работает от электричества. Такие устройства широко используются строителями, в результате чего возведение различных конструкций из бетона значительно ускоряется и упрощается, особенно в холодное время года.

После приготовления бетонная смесь подогревается посредством электричества, причем сам бетон, будучи включенным в электрическую сеть, играет роль проводника. При этом энергия из электрической превращается в тепловую. Это может происходить прямо в цементной смеси или на ее поверхности. Все зависит от разновидности использующихся проводов и электродов.

С помощью трансформатора бетон можно нагреть до определенной температуры за определенный промежуток времени. Главное — правильно подобрать необходимую мощность тока. У того, кто пользуется таким оборудованием, разумеется, есть возможность выбирать один из нескольких режимов подогрева, что также повышает производительность и делает работу более эффективной.

Такой трансформатор годится для прогрева большого объема бетонной смеси. Если же из бетона нужно возвести какую-нибудь небольшую конструкцию, то применение этого оборудования считается нецелесообразным.

При высокой мощности тока бетонная смесь может нагреться до температуры более 80 градусов, при этом скорость нагрева строитель может регулировать по своему усмотрению. Если увеличить мощность тока, то на нагрев потребуется всего на несколько минут. Если же, наоборот, уменьшить мощность, то процесс будет длиться дольше.

Характеристики провода

Кабель для прогрева бетона ПНСВ состоит из стальной жилы с сечением от 0,6 до 4 мм², и диаметром от 1,2 мм до 3 мм. Некоторые виды покрываются оцинковкой, чтобы снизить воздействие агрессивных компонентов в строительных растворах. Дополнительно он покрыт термоустойчивой изоляцией их поливинилхлорида (ПВХ) или полиэстера, она не боится перегибов, истирания, агрессивных сред, прочна и обладает высоким удельным сопротивлением. Кабель ПНСВ обладает следующими техническими характеристиками:

• Удельное сопротивление составляет 0,15 Ом/м;
• Стабильная работа в температурном диапазоне от -60°C до +50°C;
• На 1 кубометр бетона расходуется до 60 м провода;
• Возможность применения до температур до -25°C;
• Монтаж при температурах до -15°C.

Кабель подключается к холодным концам через провод АПВ из алюминия. Питание может осуществляться через трехфазную сеть 380 В, подключаясь к трансформатору. При правильном расчете ПНСВ может подключаться и к бытовой сети 220 вольт, длина при этом не должна быть менее 120 м. По системе, находящейся в бетонном массиве должен протекать рабочий ток 14-16 А.

Критерии выбора

При выборе трансформатора для прогрева бетона необходимо принять во внимание размер возводимой конструкции. Кроме того, немалое значение имеет степень утепления и температура окружающего воздуха. Скажем, если строительные работы планируется проводить во время не очень большого мороза, то можно воспользоваться менее мощным, и, следовательно, более дешевым устройством.

Выбирая трансформатор, в первую очередь следует обратить внимание на его мощность. Ведь от этой характеристики зависит время, которое понадобится на выполнение определенного объема работы.

В том случае, если необходимость прогревать бетон возникает достаточно редко (например, не чаще одного раза в год), выгоднее не покупать трансформаторную станцию, а брать ее в аренду. В этом случае можно не только хорошо сэкономить, но и подобрать нужную мощность, а также определиться с другими техническими параметрами устройства для реализации конкретного строительного проекта. Аппаратуру можно взять на сутки, заплатив за это определенную сумму (обычно около 15 долларов). Разумеется, можно арендовать устройство и на большее количество времени, но тогда суммарная стоимость будет увеличиваться.

Прежде чем покупать или брать в аренду прогревочный трансформатор для бетона, нужно узнать, посредством чего оно может выполнять нагрев: с помощью электродов или с помощью проводов ПНСВ.

Трансформатор ТСДЗ-63

У этого устройства имеется 3 различных значения низкого напряжения. Подключаться оно должно в сеть напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Работать без перерыва оно может достаточно долго как при 45-градусном морозе, так и при температуре в плюс 20 градусов.

К преимуществам этой трансформаторной станции относятся также ее небольшой вес и малые размеры. Автомат предотвращает выход из строя из-за резких скачков напряжения и из-за коротких замыканий в сети. Прежде чем подключать установку в сеть, необходимо выполнить заземление.

Модель КТПТО-80

Эта конструкция представляет собой масляный 3-фазный трансформатор. У нее есть 5 ступеней переключения напряжения (минимальное — 55 В, а максимальное — 95 В). Подключать оборудование можно в сеть с напряжением в 380 В и в 42 В.

Станция КТПТО-80 широко используется строительными организациями. К ее основным преимуществам относятся надежность, низка цена и высокое качество работы.

Трансформаторы для нагрева бетона многим людям помогли возвести прочные и долговечные бетонные конструкции во время суровой зимы. Ведь если при небольшом морозе всего в минус 5 или в минус 10 градусов выручить еще могут специальные компоненты, добавленные в смесь, то когда столбики термометров упадут ниже отметки в 25 градусов, единственное, на что можно будет положиться — это трансформаторная станция.

Технология прогрева и схема укладки

Перед установкой системы прогрева бетона в зимнее время монтируется опалубка и арматура. После этого раскладывается ПНСВ с интервалом между проводами от 8 до 20 см, в зависимости от наружной температуры, ветра и влажности. Провод не натягивается и прикрепляется к арматуре специальными зажимами. Нельзя допускать изгибов радиусом менее 25 см и перехлестов токоведущих жил. Минимальное расстояние между ними должно составлять 1,5 см, это поможет не допустить короткого замыкания.

Наиболее популярная схема укладки ПНСВ – «змейка», напоминающая систему «теплый пол». Она обеспечивает обогрев максимального объема бетонного массива при экономии греющего кабеля. Перед заливкой в опалубку раствора необходимо убедиться в том, что в ней нет льда, температура смеси не ниже +5°C, а монтаж схемы подключения проведен правильно, на достаточную длину выведены холодные концы.

К проводу ПНСВ прикладывается инструкция, с которой нужно ознакомиться перед тем, как прогреть бетон. Подключение осуществляется через секции шинопроводов двумя способами через схему «треугольник» или «звезда». В первом случае систему разделяют на три параллельных участка, подключаемых к выводам трехфазного понижающего трансформатора. Во втором – три одинаковых провода соединяются в один узел, потом три свободных контакта аналогично подключаются к трансформатору. Питающее устройство устанавливается не далее, чем в 25 м от места подключения, прогреваемый участок обносится ограждением. Система подключается после полной заливки всего объема строительного раствора. Технология прогрева бетона греющим кабелем ПНСВ включает в себя несколько этапов:

1. Разогрев осуществляется со скоростью не более 10°C в час, что обеспечивает равномерное прогревание всего объема.
2. Нагрев при постоянной температуре длится до тех пор, пока бетон не наберет половину технологической прочности. Температура не должна превышать 80°C, оптимальный показатель 60°C.
3. Остывание бетона должно происходить со скоростью 5°C в час, это поможет избежать растрескивания массива и обеспечит его монолитность.

При соблюдении технологических требований материал наберет марку прочности, соответствующую его составу. По окончанию работ ПНСВ остается в толще бетона и служит дополнительным армирующим элементом.

Нужно отметить, что применять кабель КДБС или ВЕТ значительно проще, поскольку их можно подключать напрямую к сети 220 В через щитовую или розетку. Они разделены на секции, что помогает избежать перегрузки. Но эти кабели стоят дороже ПНСВ, поэтому реже применяется при строительстве крупных объектов.

Еще одна популярная технология – использование опалубки с ТЭН и электродами, когда арматура вставляется в раствор и подключается к сети, используя сварочный аппарат или понижающий трансформатор другого типа. Этот способ прогрева не требует специального греющего кабеля, но более энергозатратен, поскольку вода в бетоне играет роль проводника, а его сопротивление при затвердевании значительно возрастает.

Целесообразность применения

Потребность в таком оборудовании возникает при заливке в зимнее время: основным требованием правильной гидратации строительных растворов на цементной основе является их затвердевание при нормальной или повышенной влажности и температуре выше 0°. Застывание при иных условиях приводит к ухудшению структуры бетона, образованию трещин и резкому снижению его прочности. Для решения этой проблемы используются разные способы: установка термопушек, ввод в состав специализированных примесей, накрывание залитых конструкций, внешний обогрев, но ни один из них не обеспечивает такой равномерности, как электрический.

Применять для прогрева мерзлого грунта и бетона понижающий трансформатор необязательно, двужильные кабельные секции, к примеру, подключаются непосредственно к сети. Но подсоединение по схеме «звезда» или «треугольник» обеспечивает более экономное потребление электроэнергии и является оптимальным при размещении в толще одножильного провода. Такое исполнение выбирается прежде всего при работе с большими объемами, один прибор выполняет обработку от 10 до 100 м3. Для достижения равномерного прогрева выполняется ряд условий: температура заливаемого раствора не может быть ниже +5 °C, кабель укладывается с интервалом в 15 см по горизонтали и 20 по высоте, процесс поддерживается непрерывно.

Несмотря на значительные вложения в оборудование и невозможность повторного использования кабеля, технология считается окупаемой и надежной.

Расчет длины

Чтобы рассчитать длину провода ПНСВ для прогрева бетона требуется учесть несколько основных факторов. Главный критерий – количество тепла, подаваемого на монолит для его нормального затвердевания. Оно зависит от температуры окружающего воздуха, влажности, наличия теплоизоляции, объема и формы конструкции.

В зависимости от температуры определяется шаг укладки кабеля со средней длиной петли от 28 од 36 м. При температуре до -5°C расстояние между жилами или шаг составляет 20 см, с понижением температуры на каждые 5 градусов, он уменьшается на 4 см, при -15°C он составляет 12 см.

При расчете длины важно знать потребляемую мощность нагревательного провода ПНСВ. Для самого популярного диаметра 1,2 мм она равна 0,15 Ом/м, у проводов с большим сечением сопротивление ниже диаметр 2 мм имеет сопротивление 0,044 Ом/м, а 3 мм – 0,02 Ом/м. Рабочий ток в жиле должен быть не более 16 А, поэтому потребляемая мощность одного метра ПНСВ диаметром 1,2 мм равна произведению квадрата силы тока на удельное сопротивление и составляет 38,4 Вт. Чтобы подсчитать суммарную мощность необходимо этот показатель умножить на длину уложенного провода.

Подобным образом рассчитывается и напряжение понижающего трансформатора. Если уложено 100 м ПНСВ диаметром 1,2 мм, то его общее сопротивление составит 15 Ом. Учитывая, что сила тока не более 16 А, находим рабочее напряжение, равное произведению силы тока на сопротивление в данном случае оно будет равно 240 В.

Применение провода ПНСВ – один из самых дешевых способов прогрева бетона. Но он больше годится для применения профессиональными строителями, поскольку для его подключения требуются специальное знание и оборудование. Этот кабель можно применять и в бытовых условиях, правильно рассчитав потребляемую мощность. Снизить расходы при прогреве раствора поможет применение теплоизоляционных материалов, в этом случае нагрев произойдет быстрее, а снижение температуры будет происходить равномернее, что улучшит качество бетона.

Принцип прогрева контактным способом

Технология такого прогрева заключается в том, что бетон нагревается до необходимой температуры благодаря токопроводящим проводам ПНСВ с сечением 1,2 мм, которые укладываются на армирующий каркас до начала заполнения опалубки цементно-песчаной смесью. После этого производится укладка бетонной массы, которая трамбуется, накрывается утеплителем (например, рубероидом) и засыпается опилками. После этого прогревочный кабель подключают к трансформатору (подстанции) и задают время, на протяжении которого, жидкий раствор будет подвергаться нагреву до 80 градусов.

Как правило, понижающая трансформаторная станция имеет несколько ступеней напряжения, благодаря чему удается регулировать уровень тепла создаваемого в растворе (в зависимости от изменений температуры окружающей среды).

Одной станции для прогрева бетона достаточно для того, чтобы сохранить тепло на площади до 80 м3.

Рассмотри подробнее, что собой представляют эти подстанции.