Прогрів бетону проводом ПНСВ цілі та технологія

У цій статті нами буде вивчено технологію прогрівання бетону проводом ПНСВ. Крім того, ми торкнемося цілей, які переслідує ця операція, методика розрахунків нагріву та особливості самого проводу, які повинна враховувати технологічна карта на процес прогріву. Отже, у дорогу.

Гріючий дріт в опалубці.

Навіщо гріти бетон?

Різні способи підвищення температури викладеної в опалубку суміші переслідують одну з двох цілей:

Забезпечення набору міцності взимку. При падінні температури моноліту нижче за нуль градусів вода в ньому кристалізується, що повністю припиняє процес гідратації цементу.

Крім того: кристалізація незв'язаної води руйнує бетон, розширюючи його пори.

Прискорення схоплювання та набору міцності в інші сезони. Підвищення температури суміші різко прискорює всі процеси, що протікають в ній.

Оскільки в процесі схоплювання цемент виділяє неабияку кількість тепла, додатковий нагрівання взимку потрібен суміші далеко не завжди.

ПНСВ провід для прогріву бетону в холодну пору року використовується, коли:

Температура вуличного повітря значно нижча від нуля.
Немає можливості забезпечити якісну теплоізоляцію опалубки.
Модуль поверхні моноліту (ставлення його площі до обсягу) перевищує значення 10 м-1.

Що є провід ПНСВ?

Зовнішній вигляд ПНСВ.

Параметр	Значення
Структура	Одножильний
Матеріал струмоведучої жили	Сталь, оцинкована сталь
Матеріал ізоляції	Полівінілхлорид, поліетилен
живлення	380 вольт через трансформатор. Живлення від мережі 220В також можливе, але з обмеженнями по потужності (7КВт від електрощитової, 3,5 КВт від розетки)
Робочі температури	-60 - +80С
Переріз	0,6 - 4 мм

Оптова ціна дроту діаметром 1,2 мм становить 1,8 — 2 рублі/метр, що значно дешевше мідних аналогів (читайте також статтю «Бетонні стовпчики – важливий елемент будівництва»).

Технологічна карта прогріву бетону проводом ПНСВ повинна враховувати низку його особливостей.

Сталь має порівняно високий питомий опір, що веде до значно сильнішого, ніж у міді або алюмінію, нагрівання провідника при помірних струмах. Нормою для укладеного в бетон дроту вважаються 14-16 ампер; проте на повітрі такий ампераж розплавить ізоляцію.

Практичний наслідок: ПНСВ підключається до трансформатора або іншого джерела струму дротом з меншим питомим опором. Як варіант, підключення може бути виконано дротом ПНСВ того ж перерізу, але здвоєним.

Перехльости та укладання сусідніх проводів на відстані менше 15 міліметрів неприпустимі через ймовірність перегріву з розплавленням ізоляції та короткого замикання.
Оскільки сталь не відрізняється високою гнучкістю, провід укладається з плавними вигинами радіусом не менше ніж 25 мм.
Укладання допустиме при температурі навколишнього повітря не нижче -15 градусів. Інструкція пов'язана з тим, що пластикова ізоляція при нижчих температурах втрачає еластичність і може бути порушена при згинанні.
Для більш рівномірного нагріву бетонної суміші укладений провід рекомендується покривати металевою фольгою завтовшки 0,2 - 0,5 мм.
Нагрівальну секцію можна збирати зкількох відрізків; при цьому допускається з'єднання не тільки через колодки, а й скрутками. Прогрів - захід одноразовий, і контактуючі поверхні просто не встигнуть суттєво окислитися.

А ось з'єднання так званого холодного кінця (проводу, що веде до трансформатора) з ПНСВ рекомендується виконувати пайкою або через клемну коробку.

Найпростіша схема укладання для прогрівання бетону дротом ПНСВ - змійка.

Методика прогріву бетону дротом ПНСВ обумовлена його механічними властивостями; зокрема, коефіцієнт теплового розширення. При нагріванні температура моноліту піднімається зі швидкістю трохи більше 10С/час і опускається зі швидкістю трохи більше 5С/час.

Перевищення швидкості може призвести до зростання внутрішніх напруг і розтріскування. Регулювання виконується поступовим підвищенням та зниженням напруги на трансформаторі.

При використанні живлення від 380В через понижувальний трансформатор основний обмежуючий струм фактор - небезпека перегріву ПНСВ. Проблема вирішується просто і витончено: схема укладання для прогрівання бетону проводом ПСНО за необхідності збільшення потужності включає кілька паралельно підключених секцій.

Розрахунок прогріву бетону проводом ПНСВ спирається на дві змінні:

Потреба об'єкта у теплі. Вона, у свою чергу, залежить від температури, сили вітру, ступеня теплоізоляції, марки цементу та форми моноліту.

Бетон укладається у теплоізольовану опалубку.

Максимальну питому потужність дроту. Для армованого бетону вона береться рівною 30 – 35 Вт/м, для неармованого – 35 – 40.

Далі проста арифметика. Так, для отримання 4 кВт тепла в неармованій конструкціїнам знадобиться 4000 / 40 = 100 метрів дроту.

Дещо складніше виконати своїми руками розрахунок максимальної довжини окремої ділянки. Тут потрібно знати питомий опір сталевого провідника для різних перерізів.

Переріз	Опір Ом/км
0,6	550
1,1	145
1,2	140
1,4	100
1,8	70
2	48
3	21
4	12

Наша мета – отримати струм у 14-16 ампер. Згадаймо залежність між напругою, силою струму та опором: U = IR, де U - напруга, I -сила струму, R - повний опір ланцюга.

Залежність між напругою, опором та силою струму описує закон Ома.

Так, при U=75 вольт і цільовому струмі I = 15 ампер нам необхідно, щоб опір ланцюга дорівнював 75 / 15 = 5 Ом. При перетині провідника в 1,4 мм її забезпечить провід завдовжки 5 Ом / 100 Ом/км = 0,05 км, або 50 метрів.

Увага: ми навели гранично спрощену методику розрахунку. Реальний опір провідника змінюється у разі зростання його температури, що вносить поправки в результат.

Обробка бетону після прогріву

Чи можна різати або свердлити бетон після набору їм мінімальної міцності (зазвичай на момент припинення нагрівання вона далека від марочної)?

Так. Але без ударних навантажень. Ідеальний варіант - використання алмазного інструменту: алмазне буріння отворів у бетоні зробить краї ідеальними і не викликає появи тріщин. Крім того, буріння алмазною коронкою (як і різання залізобетону алмазними колами) дозволить пройти армування без зміни інструменту.

Фото дозволяє оцінити якість країв під час роботи алмазною коронкою.

Повторимося: ми дали читачеві лише найзагальнішу інформацію про методи нагрівання бетону та розрахунку дроту (див. також статтю «Схоплювання бетону – основні особливості цього процесу»).