Способы прогрева бетона

Прогрев бетона в зимнее время: методы

Как прогреть бетон в зимнее время? Подробный обзор методов обогрева в статье от экспертов Диам Алмаза.

Строительство бетонных монолитов при минусовых температурах осложняется неравномерным застыванием смеси. Вода быстро превращается в лед, процесс гидратации останавливается, в результате прочность готовой постройки нарушается. Прогрев бетона помогает избежать этих проблем.

Добиться необходимой температуры бетонной смеси можно пятью способами:

Рассказываем, в каких случаях используется каждый из них.

Электродный прогрев

Принцип действия основывается на способности бетонного раствора проводить ток. Электроды располагают внутри и на поверхности смеси. После подключения к трансформатору образуется электрическое поле и происходит нагрев. Добиться оптимальной температуры можно изменением выходных параметров трансформатора.

• простота монтажа и высокий КПД;
• позволяет прогреть конструкцию любой толщины и формы.

• требует проведения расчетов и долгой подготовки;
• высокие энергозатраты (не менее 1000 кВт на 3–5 м3 смеси).

Что нужно знать об электродном прогреве

1. По мере схватывания бетона, его электрическое сопротивление меняется нелинейно. Чтобы избежать потери тепла и влаги, после завершения установки электродов необходимо укрыть поверхность утеплителем. Им может стать фанера с прокладкой из пенопласта, шлаковата, картон, опилки, доски и т. д. Осуществлять работы без утепляющего материала нельзя.

2. Прогрев с помощью сварочных аппаратов не рекомендуется по ряду причин:

при вживлении электродов в бетон ток проходит непосредственно через раствор – отсюда вытекает опасность поражения людей и животных;

допустимое напряжение – 36 В, в противном случае опасность удара током становится критичной;

сварочный трансформатор не предназначен для таких нагрузок и быстрее изнашивается.

3. Постоянный ток при прогреве бетона электродами использовать недопустимо: он способствует электролизу. Вода разлагается и не кристаллизируется. Застывание смеси становится невозможным.

4. Подходят электроды четырёх видов:

Это металлические пластины, которые помещаются с разных сторон конструкции между бетоном и опалубкой.

Полосы металла 20–50 мм шириной. Подходят для прогрева горизонтальных элементов – например, плит или бетона, который соприкасается с грунтом. Подключаются по очереди к разным фазам с одной стороны конструкции, либо с разных сторон аналогично пластинчатым электродам.

Размеры: 2–3 м в длину и 15 мм в ширину. Часто используются при прогреве колонн. Устанавливаются в центре конструкции. Электрическое поле образуется между опалубкой с токопроводящим листом и струной.

Подходят для конструкций сложной формы. Вставляются прутья арматуры диаметром до 15 мм, после чего их подключают к различным фазам трансформатора. Обеспечивают сквозной прогрев.

5. Трансформатор для прогрева бетона в зимнее время должен отличаться высокой мощностью, иметь защищенный корпус, быть удобным для транспортировки и выдерживать длительную работу при минусовых температурах.

Прогрев бетона проводом ПНСВ

Один из самых эффективных и безопасных способов. При прохождении тока через провод ПНСВ выделяется тепло, нагревая смесь. Расход – в среднем 60 м на 1 м3 бетона. Этот провод часто используется как напольный обогреватель в частном секторе.

• несложно предсказать «поведение» и отрегулировать температуру, бетон нагревается постепенно, набор прочности происходит плавно;
• существенно ускоряет процесс застывания;
• подходит для повторного использования;
• устойчив к возгоранию за счёт покрытия изоляцией;
• отличается прочностью и не перегибается;
• эффективен при экстремальных температурах;
• устойчив к воздействию кислотной и щелочной среды.

• требует точных расчетов и подготовительных работ.

Что нужно знать о проводе ПНСВ

1. Укладка кабеля в холодное года должна выполняться таким образом, чтобы он не касался опалубки, земли, а также не выходил за пределы бетона. После того как опалубка будет залита бетонной смесью, дождитесь, пока она начнет застывать, затем подключите трансформаторную подстанцию и регулируйте температуру.

2. Секции монтируются на одинаковом расстоянии нагревательных проводов относительно друг друга (примерно 15 см). Смесь прогреется равномерно.

3. Закрепить провод на арматурном каркасе, вдоль которого он протянут, следует так, чтобы риски повредить его при подаче бетона в траншею отсутствовали.

4. Температура смеси измеряется в процессе изотермического прогрева каждые два часа. Этот пункт входит в содержание технологической карты на электрообогрев нагревательными проводами монолитных конструкций.

5. 70 В – напряжение, которым следует ограничиться при проведении работ. Поэтому при эксплуатации может потребоваться понижающий трансформатор (ПТ).

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.

Важно!

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.

Важно!

При выборе любого метода прогрева дополнительное применение противоморозных добавок будет целесообразным. Все методы прогрева — дорогостоящие мероприятия, поэтому, чем быстрее их можно будет прекратить, тем больше средств будет сэкономлено. Добавки-ускорители твердения и противоморозные добавки позволяют бетону быстрее достичь критической прочности, после чего можно отменить прогревающие мероприятия.

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 зимой: способы разогрева

Отрицательная температура воздуха – не повод для простоя. Прогрев бетонной смеси поможет получить материал марочной прочности. Строительные работы ведутся круглогодично. Одной из главных проблем зимнего строительства является бетонирование.

Из-за воздействия низкой температуры может прерваться процесс гидратации в бетонной смеси, что приведёт к нарушению прочности готового материала. Поэтому прогрев бетона зимой – необходимый и важный момент.

Особенности зимнего бетонирования

Можно ли заливать бетон зимой без прогрева? Специалисты утверждают, что можно, но рискованно. Для набора прочности бетона решающее значение имеет температурный режим. Если свежеуложенная бетонная масса замёрзнет, вода, не вступившая в реакцию с цементом, превратится в лёд. Это приведёт к увеличению внутреннего давления. Неокрепшая бетонная структура станет разрушаться.

В дальнейшем лёд может растаять, и процесс гидратации возобновится, но нужную прочность материал уже не наберёт.

Для ускорения взаимодействия компонентов бетонной смеси в зимнее время необходимо создать и поддерживать оптимальные температурные условия. Для этого надо знать, как прогреть бетон зимой.

Предлагается много методик решения подобной задачи. Их применение осуществляется в соответствии с утверждёнными правилами: СНиП 3.06.04-91, СНиП 3.03.01-87.

Технология прогрева бетона зимой

Утеплённая опалубка. Термоактивные щиты вставляются непосредственно в конструкцию, что удобно для прогревания монолитных строений, позволяет поэтапно прогревать каждый этаж.

• небольшие затраты электроэнергии;
• несложный монтаж;
• возможность многократного использования.

• высокая стоимость.

Тепляк – старый проверенный способ. Каркас, возведённый над строительным объектом, накрывают плотной тканью. Внутрь помещают тепловую установку.

• быстрый прогрев;
• использование как электричества, так и других видов топлива.

• невозможность применения на больших площадях.

Индукционный метод. Данная технология применяется в армированных конструкциях, где металлические элементы являются сердечниками. Вокруг объекта с залитой бетонной массой размещают петлями кабель. Ему отводится роль индуктора. Сечение провода, количество витков определяются методом расчёта.

По кабелю пускают переменный ток. Появившееся в объекте электромагнитное поле нагревает расположенные внутри элементы армирования. Те, в свою очередь, прогревают бетон. Имеет существенный изъян: трудность в точных расчётах витков провода. Из-за этого применяется редко.

Инфракрасный прогрев возможен благодаря энергии, полученной от работающего в инфракрасном излучении прибора. Установку располагают перед опалубкой. Регулировка тепла осуществляется путём приближения или отдаления греющего элемента к сооружению.

Энергия за счёт лучей доходит до самых глубоких слоёв бетонной массы. Прогрев идёт постепенно, одновременно в верхних и нижних слоях.

• нет нужды в монтаже;
• легко работать с любой формой объекта.

• из бетона вытравливается влага, что может плохо отразиться на его прочности;
• высокая цена оборудования.

Термоэлектроматы – устройства, работающие в автономном режиме. Укладываются сверху бетонной массы, способствуют поддержанию заданного температурного режима по всей поверхности.

• качественный равномерный прогрев;
• невозможность локального перегрева;
• автоматический контроль температуры.

• дорогостоящее оборудование;
• трудно найти качественный товар.

Отлично зарекомендовали себя методы прогрева бетона зимой с помощью понижающих трансформаторов. Существуют 2 способа: с применением провода ПНСВ и электродов.

Прогрев бетона зимой проводом ПНСВ находит наиболее частое употребление. Кабель бывает двух диаметров – 1,2 и 1,4 мм; внутри него проходят 1 или 2 стальные жилы.

Схема прогрева бетона зимой с помощью кабеля ПНСВ

1. Провод наматывается на армопояс витками, количество которых определяется расчётным путём. Для равномерного прогревания витки надо располагать на одинаковом расстоянии друг от друга.
2. Крепление к арматуре осуществляется специальными зажимами или обычной проволокой.
3. Производится монтаж опалубки.
4. Заливается бетон.
5. Свободные концы кабеля подключаются к понижающему трансформатору.
6. Тепло от нагретых проводов передаётся бетонной смеси, что способствует ускорению процесса гидратации.

Важно! Кабель ПНСВ нельзя использовать на воздухе. На выводы устанавливаются «холодные концы» из другого, более толстого провода.

• бюджетный способ использования электроэнергии;
• лёгкая регуляция интенсивности подачи тепла;
• недорогое оборудование.

• необходимость точных электротехнических расчётов;
• не всегда в месте строительства имеются необходимые мощности для работы с большими объёмами бетона.

Прогрев бетона зимой электродами

Прогрев бетона зимой электродами востребован в основном при заливке некрупных сооружений. Стальные стержни – электроды – могут располагаться внутри или снаружи объекта. Расстояние между ними зависит от температуры окружающей среды. При сильных морозах – не менее 30 см, при положительных значениях – 60-70 см.

После заливки бетона ток идёт от трансформатора к электродам и нагревает их.

• неэкономное потребление электроэнергии.

Прогрев проводом без трансформатора

Кабели КДБС, ВЕТ работают от обычной электросети с напряжением 220 вольт. Греющая система собирается быстро, с применением минимального набора инструментов. Кабели не боятся вибрации, поэтому возможно уплотнение бетонной массы.

• большой расход электроэнергии.

Температура прогрева бетона зимой

На каждый объект разрабатывается технологическая карта на прогрев выбранным методом. В документе указываются все технико-экономические показатели, в том числе и температура прогрева.

Чтобы правильно определить температурный режим, следует учесть множество факторов. Поэтому в каждом конкретном случае значения рабочей температуры будут индивидуальны.

Вместе с тем, согласно СНиП, они не должны превышать 80⁰С. По окончании тепловой обработки скорость остывания должна быть не более 5⁰С в час.

В процессе работы необходим тщательный температурный контроль. Температуру проверяют каждые полчаса в период нагревания, 1 раз в 12 часов на этапе остывания.

Время прогрева бетона зимой

Этот показатель зависит от многих обстоятельств, но важнейшим является выбранная технология прогрева. Так, термоматы за 11 часов применения дадут такую же прочность, какую бетон приобрёл бы в естественных условиях за 28 дней.

При прогреве бетона проводом ПНСВ нужная прочность набирается в течение 7-10 дней.

Заключение

Зима – не самое подходящее время для заливки бетона. Но и остановка строительства тоже не выход. Стоит выбрать один из методов прогрева бетона зимой, и холодное время года станет вполне приемлемым для строительных работ.

Для чего нужен прогрев бетона в зимнее время: 7 способов

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.

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.

Как прогреть бетон?

Технологии на прогрев бетона в зимнее время, подбираются по нескольким факторам:

• Площади объекта;
• Региона;
• Доступности к инженерным сетям (газ, электричество);
• Материально-технической обеспеченности подрядчика работ;
• Ландшафта на строительной площадке.

Обращаясь к статистике, можно выделить наиболее распространённые методы и оборудование для прогрева бетона.

• Электропрогрев бетона (греющим проводом из стали, электродами);
• Инфракрасный;
• Эффект термоса;
• Индукционный нагрев;
• Укрытие и тепловые пушки;
• Термоматы .

Давайте более подробно рассмотрим эти варианты.

Нагревательным проводом

Этот способ электропрогрева зимой является наиболее распространенным, бюджетным (не требует больших финансовых затрат) и очень эффективным, с которым под силу справиться человеку, не имеющему большого опыта в строительстве. Изучив несколько статей и видеороликов или посоветовавшись со специалистом, можно сэкономить часть бюджета на строительство своего дома, протянув кабель прогревочный самостоятельно (но лучше воспользоваться услугами профессионалов).

Суть его заключается в следующем. На каркас из арматуры, смонтированной в опалубке или траншее, укладывается провод для прогрева смеси (чаще применяют ПНСВ провод стальной, диаметром 1.2 мм. – 3 мм.). Способ укладки напоминает монтаж труб теплого пола. Это должны быть витки змейки на расстоянии 20-25 см. друг от друга. Необходимо выпустить за край опалубки концы, минимум 10 см., для подключения понижающего трансформатора или сварки. Подключение производиться строго после заливки, иначе провод, без возможности рассеивать тепло, перегорит. Не смотря на всю простоту, способ является очень эффективным и применяется, как в ИЖС , так и на крупных объектах.

Электродами

Электродный прогрев бетона более затратный нежели греющий кабель. Это связано с:

• Большим расходом электроэнергии (по мере высыхания, увеличивается его сопротивление, что влечет повышение расхода электричества);
• С необходимостью использования более мощных понижающих приборов (к примеру, аппарат 80 кВт, при использовании греющего кабеля, прогреет 90 м3, а применение электродов, лишь малую часть от этого объёма);
• С необходимостью покупки электродов (катанка 8-10 мм.), которые остаются в конструкции.

К тому же, этот способ мало эффективен для горизонтальных конструкций (плиты перекрытия), и чаще используется для колон и стен.

Принцип его действия основан на физических свойствах электричества, которое выделяет тепло при прохождении через влажную среду.

После заливки, в раствор вставляют электроды с шагом от 0,6 до 1 метра друг от друга, в зависимости от температуры окружающей среды и геометрии объекта. К первой фазе подключают 1-й и последний электрод в ряду, остальные — ко 2-й и 3-й. Ток, проходя между электродами равномерно распределяет тепло, предотвращая замерзание.

Существуют пластинчатые электроды. Их монтаж немного отличается. Их вешают на внешнюю сторону стены друг на против друга и подключают к разным фазам. Благодаря образованию электрического поля, между пластинами, происходит нагрев смеси.

Электропрогрев бетона в зимнее время, в условиях повышенной влажности, требует тщательного соблюдения норм техники безопасности. Риск, получить поражение током, очень велик.

Инфракрасный прогрев

Еще один способ предотвратить кристаллизацию воды — применение инфракрасного излучения. По энергозатратам, способ является экономичным, но ввиду небольшой площади воздействия, понадобятся определенное количество этих установок, что бывает не выгодно застройщику (высокая стоимость промышленных установок). Метод эффективен на небольших, труднодоступных участках конструкции. К минусам можно отнести и неэффективность использования при толщине раствора более 50-70 см.

Высокий КПД, возможность подключения от 220-380 В, отсутствие необходимости в применении дополнительного оборудования (трансформатор, электроды, провода), простата монтажа дают этому методу право на существование.

Принцип работы прост. При прохождении тока через тэны прибора, происходит выделение энергии в инфракрасном диапазоне, которая и прогревает смесь.

Для предотвращения быстрого испарения воды, конструкцию укрывают полиэтиленом. Мощность регулируется как на излучателе, так и регулировкой расстояния от прибора до места обработки.

Метод термоса

Благодаря своей простате, метод термоса получил широкое распространение в индивидуальном жилищном строительстве и на промышленных объектах небольшой площади. На крупных площадках его применяют совместно с другими видами (используют добавки или электричество).

Нагретый на заводе раствор заливается в опалубку и незамедлительно укрывается, заранее подготовленной теплоизоляцией. Благодаря эффекту гидратации, остывающий раствор выделяет до 80 килокалорий тепла на 1 кг. массы и происходит, так сказать, «прогрев уже подогретого состава». Медленное и равномерное остывание увеличивает прочность состава.

Экономическая выгода заключается в возможности изготовить теплоизоляцию самостоятельно из недорогих материалов. Подойдет применение опилок или соломы.

Индукционный нагрев

Индукционный прогрев бетона не получил широкого распространения из-за необходимости производить сложные, индивидуальные расчеты и ограниченности его использования. Как правило, его применяют для обогрева таких элементов, как:

• Балки;
• Ригеля;
• Колонны, опоры и т.д.

Тем не менее, он содержит и ряд положительных особенностей:

• Экономически выгоден (не высокая стоимость);
• Равномерное распределение тепла по всей площади;
• Не «привязан» к электрофизическим свойствам цементного-песчаного состава.

Вокруг необходимого элемента, витками прокладывается изолированный провод. При подаче на него электричества, образуется электромагнитное поле, которое, в стальном сердечнике или опалубке, преобразуется в тепловую энергию.

Укрытие и тепловые пушки

Универсальный метод, применяемый как правило в местах, удаленных от инженерных сетей (поле) или не имеющих стабильного подключения электричества. Основан он на создании, с помощью воздухонепроницаемых материалов (брезент, плотный полиэтилен и т.д.), шатра над заливаемой площадкой, в котором производят монтаж отопления воздуха с помощью тепловых генераторов, которыми осуществляют прогрев бетона. (дизельных или газовых пушек).

Способ популярный, но трудоёмкий и дорогой. Необходимо наличие дорогостоящего оборудования, покупка материалов для конструкции (лес, брезент) и топлива.

Термоматы

Использование термоматов смело можно назвать универсальным, современным и профессиональным подходом при производстве бетонных работ. Он содержит целый ряд преимуществ:

• Легкость и простота использования;
• Автоматизация всего процесса (контроль температуры раствора происходит автоматически);
• Возможность применения к любой форме конструкции (наиболее эффективен на больших горизонтальных площадках, при заливке бетонной плиты перекрытия, прогревается раствор для стяжки пола и т. д.);
• Быстрый набор прочности раствора (12 часов — 70%).

Единственный минус — это их дорогая стоимость (имеются ввиду качественные, профессиональные маты). Наличие этого инструмента у производителя работ говорит о его профессиональном подходе к своему делу.

Другие методы

Помимо выше описанных способов отопления, можно выделить еще несколько:

• Добавляются в раствор специальные добавки против замерзания, препятствующие кристаллизации воды (для максимального результата, применяется в купе с электропрогревом );
• Используются опалубки с нагревательными элементами (опалубка с тэн элементами) — удобно, профессионально, быстро. Ложка дегтя — высока стоимость, трудно применить на объектах нестандартной формы (имеет определенные, типовые размеры);
• Применяется метод пропаривания — только в промышленности. Предполагает наличие специальной, двухстенной опалубки, внутрь которой подается горячий пар. Идеальный способ для качественной гидратации цемента (горячая, влажная среда), но ввиду сложности применения, используется крайне редко.

Сколько греть ?

На этот вопрос нет однозначного ответа. Время, за которое смесь наберет необходимую прочность, зависит от большого количества факторов и рассчитывается, контролируется на каждом объекте индивидуально:

• Регион;
• Температура окружающей среды;
• Используемый метод прогрева;
• Марка цемента и т. д.

Все оказывает своё влияние. В идеале, для максимально эффективного набора прочности, процесс должен длится как можно медленнее и дольше.

Как прогреть бетон в зимнее время?

Низкая температура негативно действует на любой строительный раствор, но работы не прекращаются круглый год. Поэтому от правильного прогрева бетона в зимнее время зависит его прочность и скорость строительства. Известно, что этот материал набирает оптимальные кондиции при температуре 20ºС, чего можно добиться только с применением специальных технологий.

Как происходит строительство зимой?

Обязательным компонентом любого бетонного раствора является вода, но при низких температурах она просто замерзает и гидратация цемента прекращается. Кристаллы льда расширяются, и монолит начинает крошиться. Даже при термоизоляции, вместо предусмотренных технологией 28 дней, бетон набирает твердость гораздо дольше, что негативно сказывается на себестоимости работ. Оптимальный выход – электропрогрев бетона, позволяющий ускорить работы и обеспечить нужную прочность.

Это наиболее экономичный метод прогрева бетонной смеси в зимнее время, не требующий больших расходов. Важно, чтобы весь объем прогревался одновременно, чего сложно достигнуть, применяя другие технологии обогрева монолитных конструкций в зимних условиях.

Как прогреть бетон?

Существует немало способов прогрева бетона в холодное зимнее время. Они требуют затрат, которые окупаются за счет сокращения времени работы и соблюдения технологических норм. Рассмотрим наиболее эффективные методики.

Нагревательным проводом

Электропрогрев бетона чаще осуществляется специальным греющим проводом. Для этого он закрепляется на арматуре змейкой, по схеме, схожей с теплым полом, зажимами. Затем заливается смесь температурой не менее 5 градусов. Выведенные концы кабелей присоединяются к источнику тока, применяя понижающий трансформатор.

Для прогрева бетона трансформатором обычно применяется провод ПНСВ разных диаметров со стальной или оцинкованной жилой. В более сложных условиях рекомендуется применять ПТПЖ с двумя жилами, он продолжает электрообогрев даже после повреждения одной из них. Благодаря невысокой стоимости и оптимальным характеристикам популярны провода диаметром 1,2 мм. Кабеля КДБС и ВЕТ могут подключаться и от бытовой сети 220 В, но они стоят дороже, поэтому используются на небольших объектах. Количество провода рассчитывается в зависимости от его характеристик и внешних факторов, но в среднем оно составляет 50-60 м на 1 м³ бетонного раствора.

После укладки провода в опалубку заливается бетонный раствор, по кабелям пускается электричество, они прогревают массу до 50-60ºС со скоростью не более 10 градусов в час. Далее подогретый монолит плавно остывает со скоростью 5 градусов в час. Важно не пренебрегать временем, чтобы температура менялась равномерно, это гарантирует прочность конструкции. После завершения работ провод остается в монолите. К преимуществам этого метода относят:

• Невосокая стоимость за счет экономии и электроэнергии, особенно если использовать понижающий трансформатор;
• При правильном подборе оборудования можно прогревать большие объемы и конструкции;
• Прокладывать провод можно до температуры -15ºС, а вести прогрев до -25ºС.

Электродами

Один из простых способов прогрева бетона – при помощи электродов. Для этого арматура перевязывается проволокой диаметром 8 мм, которая подсоединяется к проводам, выведенным на понижающий трансформатор. Расстояние между электродами, в зависимости от температуры 0,6-1 м.

Применение электродов для прогрева эффективно, когда они подключаются к колоннам или вертикальным конструкциям, поскольку для них достаточно одного электрода, подключаемого к фазе.

При схеме подключения с электродами, проводником выступает вода в бетоне. Но после высыхания сопротивление раствора резко увеличивается, что приводит к перерасходу электроэнергии – это является основным недостатком этого метода.

Инфракрасный прогрев

Инфракрасный прогрев бетонных конструкций осуществляется специальными излучателями. Они включают в себя ТЭН или другие источники тепла и отражатели. При этом способе подогрева бетона излучатель устанавливается на расстояние около 1,2 м от поверхности залитого раствора, которая покрывается полиэтиленом или другим материалом, препятствующим быстрому испарению воды.

Прогрев осуществляется в три этапа: разогрев монолита, прогревание всего объема, постепенное остывание. Эта методика достаточно энергозатратная, поэтому применяется для обогрева труднодоступных мест, сложных конструкций или при стыковке бетонных конструкций.

Метод термоса

Технология прогрева методом термоса проста и довольно экономична. Смесь на заводе разогревается до температуры от 25 до 45ºС, но не выше, чтобы она не начала схватываться заранее. После заливки опалубку обкладывают термоизоляцией. Теплоты, выделяющейся при гидратации достаточно для того, чтобы процесс затвердевания пошел нормально и бетон набрал нужную прочность. Среди преимуществ этого способа выделяют:

• Простоту технологии, термоизоляцию можно изготовить своими руками;
• Невысокая стоимость, в качестве защитного материала от мороза можно использовать опилки, солому и т.д.;
• Обеспечение технологических характеристик бетона.

К недостаткам относят невозможность применения метода для заливки больших площадей, он эффективен для компактных конструкций с ограниченными поверхностями.

Индукционный нагрев

Индукционный прогрев бетона в зимнее время осуществляется при помощи переменного магнитного поля, образующего переменный электрический ток. Металлические конструкции в бетоне нагреваются, передавая энергию раствору.

Изолированный провод (индуктор) прокладывается внутри конструкции, после он периодически включается для повышения температуры арматуры. Это обеспечивает равномерный прогрев всего монолита. Главное условие – арматурный каркас должен быть замкнут.

Другие методы

Существуют и другие способы прогрева бетона, среди которых популярны опалубки с ТЭН и применение тепловых пушек. В первом случае раствор заливается в заранее прогретую опалубку, что сократит время отвердевания и предотвратит возможную деформацию конструкции. Непосредственно при заливке опалубка отключается, а свободная часть немедленно накрывается теплоизоляцией. Температура постепенно поднимается до 80ºС, затем опускается до 60ºС и удерживается до достижения 80% прочности.

Прогрев тепловыми пушками требует возведения вспомогательных теплоизолирующих конструкций над бетоном, куда будет направляться разогретый воздух. Эта методика оправдывает себя там, где нет надежного подключения к электрической сети. В этом случае используется дизельное оборудование, обеспечивающее нормальный прогрев. Нужно учитывать, что использование тепловых пушек стоит дорого. В промышленности используют прогрев бетона паром в специальной двустенной опалубке.

Сколько греть бетон?

Для экономии, время прогрева бетона требуется сократить к минимуму. Но в каждом случае время считается отдельно, что связано с определенными факторами. Это температура наружного воздуха, возможность и качество теплоизоляции, мощность обогревателей.

Обогрев бетона проводом зависит от того, как он проложен внутри конструкции и потребляемой мощности. В общем случае расчет времени зависит от температуры конструкции. В большинстве методик монолит разогревается до 60ºС, но делается это медленно, не более 10 градусов за один час нагрева. Это обеспечивает его равномерность, повышая качество материала. После набора смесью 50% прочности, ее постепенно охлаждают с еще более низкой скоростью в 5ºС за час, с использованием термоизоляции. Таким образом, прогрев может проходить как в течение нескольких часов, так и суток.

Как прогреть бетон зимой

Строительные материалы

Низкая температура, особенно минусовая, оказывает отрицательное воздействие на любой строительный состав. Однако работу можно продолжить и в зимний период. Если бетон прогреть зимой правильно, тогда он будет прочным, а процесс строительства ускорится.

Оптимальные показатели этот состав набирает при +20 °C. Поэтому при морозе следует применять особые технологии, позволяющие приблизить формирующийся состав к оптимальным условиям застывания.

Особенности строительства в зимний период

Добавление воды в бетонный раствор любой марки — это обязательное действие. Однако при минусовых температурах данный компонент замерзает, тогда прекращается гидратация (соединение воды с прочими элементами) цемента. Начинается обычная кристаллизация воды, ее расширение. В результате монолит как бы разрывается изнутри, крошится.

Конечно, можно уложить термоизоляцию. Но и в этом случае бетон сможет набрать твердость не за 28 дней, а за более долгий период. Это приводит к простоям и к повышению себестоимости работ. К тому же чрезмерно долгое застывание бетона снижает его качество.

Укладка бетон зимой

Так что строители используют оптимальный вариант, заключающийся в электропрогреве бетона. Тогда и работы ускоряются, и нужную прочность удается обеспечить. Электропрогрев признан наиболее экономичной методикой прогрева бетонной смеси, если работы проводятся в зимний сезон. Еще важно то, что слишком значительных расходов не потребуется.

Нужно учитывать. Весь объём смеси должен прогреваться одновременно. А добиться этого будет непросто, если монолитные конструкции попытаться обогреть зимой иными способами, а не электроподогревом.

Методики прогрева бетона

Предлагаются разные способы, но в большинстве они дорогостоящие. Хотя при этом будут соблюдены технологические нормы, сокращено время застывания бетона. Удастся продолжить строительство зимой. Так что затраты в конечном итоге окупят себя. Вот методы, признанные наиболее эффективными.

Подогрев смеси нагревательным проводом

Обычно используется специальный греющий провод. На арматуре его закрепляют «змейкой». Схема подобна той, что применяется при установке теплых полов. Провод закрепляют с помощью зажимов.

Схема укладки греющего кабеля ПНСВ в бетон

Первый момент. Заливается смесь. Температура состава должны оказаться не ниже +5 град.

Второй момент. Концы кабелей потребуется подсоединить к источнику тока через понижающий трансформатор. Когда прогревается бетон через трансформатор, принято использовать провод ПНСВ:

• с жилой стальной или оцинкованной;
• в виде вариантов с разными диаметрами.

Работать приходится и в особо сложных условиях. Тогда прогрев производится кабелем ПТПЖ, имеющим две жилы. Даже если одна жила повредится, всё равно электрообогрев будет продолжаться. Считается, что оптимальные характеристики имеет провод 1,2 мм, и стоит он недорого.

Можно подключать кабели ВЕТ, КДБС даже от сети 220 В, то есть от бытовой электросистемы. Однако обойдется такая конструкция дороже, и ее целесообразно использовать при возведении небольших объектов.

При расчете количества провода учитываются:

• его характеристики;
• внешние факторы.

В среднем устанавливается кабель 50-60 м для обогрева 1 куб. м бетонного раствора.

Третий момент. Провод укладывают в опалубку. Производят заливку бетонного раствора. По кабелям пропускается электрический ток. Масса прогревается до 50-60 градусов. Скорость прогрева — максимум 10 град. в час.

Четвертый момент. Подогретый монолит начинает плавно остывать. Скорость остывания — 5 град. в час.

На заметку. Потребуется отслеживать изменение температуры, чтобы остывание проходило равномерно. Только тогда можно гарантировать прочность конструкции.

Потребуется отслеживать изменение температуры, чтобы остывание проходило равномерно. Только тогда можно гарантировать прочность конструкции.

Пятый момент. Когда работа завершится, провод так и останется в монолите.

Преимущества этой методики

1. Электроэнергии тратится не слишком много, так как используется понижающий трансформатор. Удается сэкономить средства и при закупке элементов. Так что в целом стоимость такого способа подогрева бетона может считаться невысокой.

1. Достаточно будет правильно подобрать оборудование, и тогда удастся прогреть массу в больших объёмах.

1. Можно прокладывать провод при предельной минусовой температуре 15 °C. Допустимо вести прогрев при морозе до 25 °C.

Подогрев смеси электродами

Подогрев бетонной смеси электродами

Использование электродов – один из наиболее простых способов подогрева бетона. Арматуру перевязывают проволокой Ø 8 мм. Эту проволоку подсоединяют к проводам, что выводятся на понижающий трансформатор. Расстояние между электродами должно быть в пределах 60-100 см. Этот показатель зависит от температуры.

Эффективность применения электродов становится неоспоримой, если подключать их к вертикальным конструкциям (к примеру, к колоннам). Тогда достаточно использовать один электрод, подключив к фазе.

Проводником становится вода, содержащаяся в бетоне. Зато при завершении высыхания резко возрастает сопротивление, в результате отмечается перерасход электричества. Это, пожалуй, единственный недостаток данного метода.

Подогрев инфракрасными лучами

Подогрев бетона инфракрасными лучами

Подогреть застывающую бетонную конструкцию можно с помощью ИК излучения. Применяются специальные излучатели. Эти устройства содержат в конструкциях:

• источники тепла (обычно ТЭНы);
• отражатели.

Устанавливают излучатель примерно в 120 см от места, где залит раствор, и куда будет направлено излучение. Поверхность покрывается полиэтиленом. Можно использовать и иной материал, не допускающий ускоренного испарения воды.

Осуществляют прогрев поэтапно.

Этап первый. Монолит нужно разогреть.

Этап второй. Прогреться должен весь объём конструкции.

Этап третий. Следует предоставить возможность бетону постепенно остыть.

Эту методику считают слишком энергозатратной. Применять ее принято:

• при обработке труднодоступных мест;
• когда производится стыковка отдельных элементов;
• если работать приходится с особо сложными конструкциями.

Подогрев бетона методом термоса

Здесь технология прогрева отличается простотой и экономичностью. Еще в заводских условиях смесь разогревают, чтобы ее температура достигла 25-45 градусов тепла (выше нельзя, иначе смесь начнет схватываться раньше положенного времени).

Подогрев бетона сс помощью электроматов

Осуществив заливку, следует обложить опалубку термоизоляцией. Процесс гидратации приводит к выделению тепла. Выделяющейся теплоты будет достаточно, чтобы процесс затвердения проходил нормально. В таких условиях бетон будет набирать необходимую прочность.

Преимущества

1. Технология предельно простая. Даже своими руками можно соорудить термоизоляцию.

1. Не приходится тратить значительные средства. От мороза массу прикрывают соломой, опилками, прочими теплоизолирующими элементами.
2. После застывания бетон обретает нужные технологические характеристики.

Единственный минус

Этот метод становится непригодным в том случае, когда заливаются большие площадки. Использовать методику имеет смысл, только если конструкция компактная, ее поверхность четко ограничена.

Методика индукционного нагрева

Метод индукционного нагрева бетона

Применяют переменное магнитное поле, способное образовывать переменный электрический ток. Тогда в бетоне все металлические элементы нагреваются, тепловая энергия передается раствору.

Индуктором выступает изолированный провод. Его прокладывают во внутренней части конструкции. Далее его периодически включают, чтобы температура арматуры повышалась. Удается обеспечивать равномерный прогрев всех зон монолита.

Основное условие. Допустимо использовать только замкнутый арматурный каркас.

Использование других вариантов подогрева бетона

Разработаны и иные способы, помогающие зимой прогревать бетон. Строители иной раз используют:

• тепловые пушки;
• опалубки с ТЭНами.

Если применяются опалубки с ТЭНами, эту конструкцию прогревают заранее и только затем заливают раствор. Тогда и время отвердевания сокращается, и застывающая конструкция не станет деформироваться.

Важно! В момент заливки опалубка должна быть отключена. А открытую часть конструкции нужно незамедлительно прикрыть теплоизоляцией.

В момент заливки опалубка должна быть отключена. А открытую часть конструкции нужно незамедлительно прикрыть теплоизоляцией.

Поначалу температура поднимается, достигая +80 °C, после чего опускается до отметки +60 °C. Нужно удерживать эту температуру, пока раствор не достигнет 80 % прочности.

А чтобы воздействовать тепловой пушкой, нужно прежде возвести над бетонной площадкой вспомогательную теплоизолирующую конструкцию. В нее и будет направляться разогретый воздух. Такая методика может считаться оправданной лишь в ситуации, если рядом с объектом отсутствует источник электроэнергии, подходящий для подключения других систем подогрева. Здесь же нормальный подогрев может обеспечить дизельное оборудование.

Прогрев бетона тепловыми пушками

Использование тепловых пушек — дорогостоящая методика. Если требуется осуществить прогрев бетона в промышленных целых, используют пар, запуская его в специальную двустенную опалубку.

Сколько времени потребуется греть бетон

Время прогрева состава сокращают до минимума, чтобы сэкономить средства. Однако в каждом случае требуется производить расчет времени индивидуально. Следует учитывать различные факторы. Обязательно берут во внимание:

• температуру наружного воздуха;
• температуру промерзшего грунта;
• качество теплоизоляции, ее возможности;
• мощность обогревателей.

Отмечается зависимость обогрева бетона проводом от того, каким способом его проложили внутри конструкции. Учитывают потребляемую мощность. Большое значение имеет температура самой конструкции.

Обычно удается разогреть монолит до 60 °C, однако делать это следует медленно — за каждый час нагрева повышать температуру не более чем на 10 град. Тогда состав застывает равномерно, что и повышает его качество.

Когда смесь набирает 50 % прочности, уже требуется постепенно охлаждать ее. При этом скорость охлаждения должна оказаться еще более низкой. За каждый час снижение температуры должно отмечаться на 5 град. Потребуется применить термоизоляцию.

Очевидно, что для прогрева потребуется отвести время в пределах от нескольких часов до нескольких дней.

Подробнее о технологии прогрева бетона греющим проводом ПНСВ, читайте здесь.