Чтобы гарантировать качественное и надежное схватывание отвердевающей массы, в ее толще размещают специальный греющий кабель для прогрева бетона. Он используется для поддержания необходимого температурного режима, коммутируется в электрическую сеть и не требует дополнительного подключения понижающего трансформатора. Благодаря этому снижаются материальные и трудовые затраты. Помимо перечисленных затрат , существенно упрощается процедура монтажа. Бетонный раствор на определенную долю состоит из воды, нет ничего удивительного в том, что при понижении уличной температуры (зимой) ниже уровня замерзания воды, строители сталкиваются с проблемами гидратации. В результате этого происходит частичное замерзание смеси, вместо полного затвердевания. С увеличением температуры окружающей среды замерзшая вода постепенно оттаивает, теряется прочность и однородность смеси, что приводит к ухудшению качества сооружения. Особенно сильно это сказывается на водоотталкивающих свойствах. Именно поэтому в зимнее время года следует применять различные способы для прогрева бетона. Наиболее качественным и надежным является электрообогрев специальным кабелем, который исключит возникновение любых нарушений в структуре и продлит срок эксплуатации возводимого объекта.
После установки армирующего каркаса кабель для обогрева размещается прямо на рабочей поверхности. Площадь сечения и максимально допустимое напряжение зависят от конкретной ситуации. Затем происходит заливка бетонной смеси с последующим подключением обогревающего кабеля к питающей сети (либо трансформатору). Бетон постепенно нагревается, начинает быстрее и (самое главное) равномерно застывать. Структура остается однородной, поэтому исключается вероятность появления пузырей и трещин. Для обогрева бетона при строительстве применяют кабели трех основных разновидностей:
- Двухжильный кабель для бетона в секциях (КДБС) может коммутироваться к электрической сети напряжением 220 В, поэтому нет необходимости применять понижающий трансформатор. Из трех изделий его намного проще монтировать, не нужно подрезать, а наличие удобных муфт обеспечивает легкую укладку по желаемой схеме. С другой стороны, у КДБС высокая стоимость (от 1000 рублей за 1 п. м.). Второй недостаток связан с единичным использованием. После затвердевания бетонной смеси демонтировать изделие не получится.
- Двухжильный кабель финского производства ВЕТ. Опять же не требует наличия понижающего трансформатора и подключается к электросети напрямую. Характеризуется экономичностью, а для обогрева одного куба бетонной массы необходимо не более 20-25 п. м.
- Одножильный прогревочный провод со стальным проводником и поливинилхлоридной изоляцией (ПНСВ) является самым дешевым изделием для прогрева бетонной массы (около 20-50 рублей за 1 п. м.), поэтому больше всего применяется при строительстве частных домов. В схеме питания обязательно наличие понижающего трансформатора. Впрочем, при соблюдении ряда условий возможна прямая коммутация к сети. После того как бетон будет прогрет, провод может использоваться повторно (в качестве «теплого пола» или системы «антилед»).
Есть еще один вид греющего кабеля это греющий карбоновый или углеродный (в переводе с английского carbon означает углерод) кабель – разновидность нагревательного элемента широко применяемого в кабельных системах обогрева. Кроме провода из карбона в конструкцию системы довольно часто включаются термостат и температурный датчик для автоматизации процесса.Углеродное волокно – это большое количество тонких нитей диаметром от 5 – 15 мкм, которые образованы атомами углерода. Это происходит за счет соединение атомов углерода параллельно друг другу в кристаллы микроскопического размера. Этот способ производства гарантирует высокую прочность и гибкость. Для углеродных волокон характерна высокая степень натяжения и маленький удельный вес. Также углеродные волокна обладают небольшим коэффициентом температурного расширения и химической инертностью.
Тонкая нить волокна из углерода обладает высокой прочностью. Волокно практически нельзя растянуть или порвать, но при этом материал обладает эластичностью. Уникальность углеродистого волокна в его огнеупорности, углерод не перегорает даже в высоких температурах, но также он морозоустойчив.Один из самых главных плюсов углеродного кабеля – это его экономичность. Затраты по потребление электроэнергии на 30% ниже, в сравнении с его аналогами, при этом карбоновый кабель обладает большим сроком службы. Углеродная нить при подаче электроэнергии всего через 3 с от включения в сеть нагревается и также быстро остывает.Также следует отметить, что углеродное волокно совместимо практически со всеми терморегуляторами.Углеродный кабель с силиконовой изоляцией обладает мощностью в 25 Вт/м и температурой нагрева 180ºС. Минимальная длина карбонового кабеля для подключения – 10 м.Кабель углеродный можно согнуть в произвольную форму, волокно не сломается даже при изгибании на 50 000 раз.
ПНСВ не идеален, и основной недостаток обогревающего кабеля связан с крайней необходимостью применения дополнительного оборудования – трансформатора, используемого для понижения напряжения и регулирования мощности выделения тепла. Проще говоря, чтобы устройство само себя не спалило, приходится уменьшать напряжение. Применение двухжильных секционных проводников упрощает задачу обогрева бетонной смеси. Эти изделия характеризуются саморегулирующими свойствами. Речь идет об отечественном КДБС или финском ВЕТ. Для обогрева не нужно подключать дополнительные устройства. Достаточно выполнить коммутацию к электрической сети напряжением 220 В и наслаждаться полученным результатом.
Перед монтажом обогревающей системы для бетона следует установить опалубку и арматурный каркас. Затем происходит укладка ПНСВ при сохранении интервала 8-20 см. На окончательный выбор влияют температура воздуха, скорость ветра и влажность. Провод не нужно сильно натягивать, он крепится к арматуре при помощи уникальных зажимов. Расстояние между изгибами не должно быть меньше 25 см. Не допускается перекрещивание токоведущих жил. Их следует размещать друг от друга на расстоянии не ниже 1,5 см, что обеспечит защиту от короткого замыкания. Одной из самых популярных схем укладки ПНСВ является «змейка», используемая в системах «теплый пол». Такой подход гарантирует необходимый прогрев большого объема бетонной смеси и экономит греющий кабель. Перед заливкой бетона в опалубку убедитесь в отсутствии льда. Поддерживайте температуру смеси на отметке не менее +5ºС. Важно вывести на нужную длину холодные концы кабеля, сделанные из обычного алюминия.
Покупая ПНСВ, обратите внимание на наличие необходимой технической документации и инструкции по применению. Ознакомьтесь с ней прежде, чем выполнять обогрев бетона. Для подключения через секции шинопроводов используют две основные топологии – «звезду» и «треугольник». В первом случае три одинаковых проводника соединяются в общий узел, затем столько же свободных контактов коммутируются с понижающим трансформатором. Во втором случае система делится на три параллельных сектора, которые коммутируются с выводами на трехфазном трансформаторе понижающего типа. Само устройство, используемое для изменения напряжения, устанавливается на расстоянии не более 25 м от места подключения. Участок, на котором осуществляется прогрев, обязательно ограждается. Подключение системы к цепи питания выполняется после полной заливки бетонной смеси. Общая последовательность технологии прогрева выглядит следующим образом:
- При подогреве скорость набора температуры не превышает 10º гр. Цельсия в час. Это необходимо для равномерного протекания процесса.
- При выходе на нужный температурный режим нагрев выполняется столько времени, сколько необходимо для набора половины технологической прочности бетонной массы. Максимально допустимая температура – 80ºС. Впрочем, оптимальным считается показатель 60ºС.
- Скорость понижения температуры при остывании бетона не должна превышать 5ºС в час, что исключит растрескивания и гарантирует однородность массива.
Четкое соблюдение перечисленных технологических рекомендаций позволит бетонной смеси набрать тот показатель прочности, который указывается в паспортных данных. По завершении работ ПНСВ оставляют в бетонном массиве и используют в качестве дополнительного армирующего элемента (реже – как систему «теплый пол»).
Эксплуатация кабеля КДБС или ВЕТ намного проще использования одножильного ПНСВ. Основная причина – возможность прямого подключения к сети напряжением 220В через розетку или электрический щиток. Обе разновидности греющего кабеля делятся на разные секции, что исключает перегрузки. С другой стороны, стоимость изделий выше с экономической точки зрения, на крупных объектах их применение нерационально. Помимо греющих проводов, используются и другие технологии. Например, в опалубку устанавливают ТЭН и электроды. В раствор вставляют арматуру, для чего используется сварочный аппарат или понижающий трансформатор. В таком случае нет необходимости прокладывать нагревательный кабель, но энергозатраты будут намного выше, поскольку вода в бетоне является проводником, а сопротивление бетона при затвердевании существенно возрастает. Вполне очевидно, что прямое подключение греющего кабеля к электросети намного удобнее и экономически выгоднее. Стоимость кабеля выше, чем одножильного провода ПНСВ, но все-таки надежность системы намного лучше. Можно будет с легкостью поддерживать заданный температурный режим во всех точках бетонного массива, что гарантирует лучшее схватывание (застывание). Обогрев бетона при помощи ПНСВ – дешевый, но трудоемкий способ, в большей степени подходящий профессиональным строителям. Впрочем, изделие может использоваться в бытовых условиях, но придется выполнить правильный расчет потребляемой мощности. Наличие теплоизоляционных материалов – отличный способ уменьшить затраты на прогрев раствора. Они ускорят выход на заданный температурный режим, его поддержание и обеспечат плавное и равномерное остывание. Это в лучшую сторону скажется на качестве бетона. Если планируется заливка небольших объемов бетона при строительстве частного сектора, то рекомендуется использовать нагревательные карбоновый греющий кабель или КДБС.