Электропрогрев бетона с помощью провода ПНСВ — расчет и схема подключения

Во время сооружения монолитных бетонных конструкций используется несколько технологий, которые требуются для создания оптимальных температурных условий. Это может быть применение специальных проводов для обогрева или теплоавтоматов, а также тепляков. Первый вариант наиболее востребован, поскольку в сравнении с аналогами менее энергоемкий и финансово затратный.

Зачем нужен прогрев бетона

Если вода в растворе бетона замерзнет, он не наберет технологической прочности

Электропрогрев бетона требуется в холодное время года, когда температура окружающей среды опускается ниже температуры замерзания воды, что влечет за собой гидратацию бетонного раствора. Смесь не затвердевает, как требуется, а частично замерзает.

С приходом тепла начинает активный процесс оттаивания, в результате монолитность конструкции нарушается, что отрицательно сказывается на долговечности и сопротивлении проникновения влаги в полости монолитных блоков.

Чтобы предотвратить нежелательные и опасные для здоровья и жизни человека последствия, обязательно осуществляют прогрев бетона в зимнее время специальными проводами. Расчет метража и схемы прокладки проводят на этапе проектирования здания.

Принцип работы и виды прогревочных проводов

Наиболее распространен греющий провод типа ПНСВ. Это обусловлено простотой установки и приемлемой ценой в сравнении с аналогами.

Еще часто используют аналог ПНСП. Его основное конструктивное отличие заключается в изоляционном материале. Состав – полипропилен, за счет которого обеспечивается возможность повышать максимальную мощность тепловыделителя.

В таблице приведены основные технические и физические характеристики проводов типа ПНСП и ПНСВ.

Марка провода Расчетная масса 1 000 метров провода, кг Оптимальная длина нагревательной секции при напряжении 220 В, м Номинальный наружный диаметр, мм Номинальное значение электрического сопротивления 1 метра нагревательной жилы, Ом
ПНСВ 19 110 2,8 0,12
ПНСВ 18,5 95 2,7 0,18
ПНСВ 18 80 2,6 0,22
ПНСП 16,4 130 2,8 0,11
ПНСП 12,7 100 2,6 0,12
ПНСП 14,5 110 2,7 0,14
ПНСП 11,1 85 2,5 0,18
ПНСП 9,6 75 2,4 0,22

Нагревательные провода типа ПНСП и ПНСВ используются также для организации полов с подогревом в жилых помещениях.

Основная сложность, с которой сталкиваются строители при использовании нагревательных проводов, – необходимость проводить расчет требуемой длины. Незначительные погрешности исправляются за счет регуляции напряжения, которое поступает на прогревочный трансформатор.

Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ

Провод прогревочный ПНСВ

Несмотря на широкое распространение описанные разновидности тепловых кабелей имеют весомый недостаток – необходимость использования специального дорогостоящего оборудования, которое регулирует мощность тепловыделения изменением напряжения.

Решением проблемы становится использование двухжильных секционных саморегулирующихся термокабелей. Отечественная модификация получила название КДБС, а европейская – ВЕТ (производитель – Финляндия). Для их полноценного и бесперебойного функционирования не требуется дополнительное оборудование, они подключаются напрямую к сети в 220 В.

Отличий в конструкции отечественной и европейской модели практически нет. В таблице приведен сравнительный анализ.

Технические особенности КДБС ВЕТ
Степень защиты IP67 IP67
Размер секций, м От 10 до 150 От 3,3 до 85
Номинальный диаметр, мм 7 6
Рекомендованный радиус изгиба 35 25
Сопротивление изоляционного материала, Мом/м 103 103
Линейная мощность, Вт/м 40 В зависимости от модели и длины колеблется в пределах 35-45
Рабочее напряжение, Вольт 220-240 220-230

Отечественные модели имеют свои особенности маркировки. Кодируются они в следующем виде: ХХКДБС YY, где ХХ – это показатели линейной мощности, а YY – длина секции.

Электропрогрев бетона проводом ПНСВ

Заливка раствора в подготовленную для прогрева форму

После проведения и утверждения всех расчетов и схем приступают к прогреву. Технология следующая:

  1. Нагревательный элемент равномерно раскладывается в месте заливки. Важно, чтобы части кабеля не соприкасались друг с другом. Нагревательный объект не должен выходить за границы конструкции и взаимодействовать с опалубкой.
  2. Прежде чем выводить концы кабеля за границы обогрева, холодные концы надежно соединяют с нагревательными выходами методом пайки. Для максимальной защиты места пайки дополнительно оборачивают металлической фольгой.
  3. Проводится тест-проверка с использованием мегаомметра и измерение размеренной нагрузки тока по фазам.
  4. Если система работоспособная и нареканий в реализации проекта нет, конструкцию заливают бетонным раствором.
  5. Через понижающую трансформаторную подстанцию подается ток.

Это самый простой способ, позволяющий эффективно без нарушения особенностей эксплуатации прогреть бетон проводом.

Установка провода

Схема укладки провода

Провод прокладывается внутри опалубки еще до начала заливки полостей бетоном. Как правило, его фиксируют мягкой алюминиевой проволокой к арматуре, но по правилам техники безопасности такой подход в реализации не приветствуется. Минимальный радиус закругления не менее 25 см, обусловлено это большой жесткостью стальной жилы. Это правило особенно актуально при понижении температуры окружающей среды, невзирая на то что виниловая изоляция сохраняет свои физические свойства при температуре до -30 градусов. При -10 градусах крутой изгиб может стать причиной нарушения целостности изоляционного слоя.

Для равномерного прогревания провода прокладывают параллельно друг другу с интервалом не более 15 см. Для 5 м.куб. бетона требуется около 30 м кабеля вида ПНСВ 1,2.

При напряжении в 220В требуется около 17 метров кабеля, а при 380В минимум 31 метр. При таком подходе вся система будет прогреваться равномерно. Если же будет проложена секция большей длины, выделение тепла будет происходить не дальше 5-6 метров от места подключения к питающей сети.

Подсоединение кабеля к питающей сети проводится за границами опалубки. Как правило, осуществляется это при помощи алюминиевых жил, которыми концы ПНСВ плотно обматываются несколькими витками.

Преимущества и недостатки

Таким способом прогревать монолитные бетонные конструкции выгодно за счет экономного энергопотребления и низкой стоимости кабелей. Отдельного внимания заслуживает устойчивость проволоки к химическому воздействию (кислотному и щелочному), что позволяет их применять при добавлении в строительную смесь разных присадок.

Несмотря на весомые достоинства, есть и недостатки:

  • необходимость в использовании специального оборудования – ПТ;
  • сложность в проведении расчетов требуемой длины кабеля.

Стоимость специального оборудования – понижающих станций – высока. Процесс использования недолгий, а стоимость аренды, как правило, составляет около 10% себестоимости агрегата. Применение сварочных аппаратов представляется возможным при обогреве небольших сооружений.

Монтаж секционного обогревочного кабеля

Греющий провод в опалубке

При установке секционного обогревочного кабеля не стоит вопрос с обрезкой, поскольку нагреватели реализуются готовыми секциями, а не в бухтах. Для бетонирования в зимнее время требуется рассчитать мощность обогревающего элемента на основании используемых кубов бетона в монолитной бетонной конструкции.

К технологии ТМО бетона прилагается инструкция, где указано, что на обогрев 1 м.куб. строительной смеси потребуется от 500 до 1500 Вт. Все зависит от погодных условий на улице. Если воспользоваться несколькими несложными техническими приемами, удастся существенно сократить расходы на оплату электроэнергии:

  • предварительно утеплить опалубку;
  • применять специальные насадки для смеси, которые позволяют понижать точку замерзания раствора.

Если предстоит залить перекрытия или балки, расчет требуемого материала проводится из 4 погонных метров на каждый квадратный метр поверхности. Если предстоит возвести объемные конструкции, например, двутавровые бетонные балки, электрообогрев укладывают ярусами с интервалом не более 0,4 метра. Защита греющих проводов позволяет их надежно приматывать к арматуре.

Интервал между электрообогревателем и поверхностями конструкции должен быть не менее 20 см. Для равномерного обогрева расстояние между кабелями должно быть одинаковым.

Достоинства и недостатки сегментированного кабеля

КДБС кабель для прогрева бетона

Сегментированные провода имеют неоспоримые преимущества в сравнении со своими аналогами:

  • несложный расчет длины требуемого обогревательного элемента, простота установки;
  • вероятность поражения электроэнергией минимальная;
  • для организации прогрева строительного материала не требуется дополнительное использование дорогостоящего оборудования.

К недостаткам можно отнести сравнительно высокую стоимость.

Постобработка бетона

Вскоре после прогрева бетонных монолитных конструкций нельзя приступать к их обработке. Предварительно строительный материал должен затвердеть и достичь оптимальных показателей марочной прочности.

Ударные нагрузки также противопоказаны. Допускается резка. Для этого применяют оборудование, оснащенное алмазными насадками, после которых не образуются трещины. В целом прогрев бетона греющими проводами напоминает работу и устройство теплых полов.

Использование нихромовых кабелей для прогрева бетонной смеси запрещено правилами техники безопасности. Кроме того, такой подход обойдется заказчику в большие финансовые затраты.