Провод для прогрева

Строительство бетонных конструкций в зимний период предполагает преодоление разного рода проблем, связанных с низкой температурой окружающей среды. Одной из этих проблем, безусловно, является обогрев бетона. Для обеспечения набора прочности бетона в холодное время года строители часто прибегают к утеплению и использованию нагревателей бетонных масс, залитых в опалубку. Важным фактором организации процесса является возможность обеспечить прогрев бетона от 220В.

Процесс застывания бетона представляет собой химическую реакцию, в результате которой происходит гидратация цементной смеси и образование цементного камня. Этот процесс может протекать несколько недель и зависит от климатических условий. Прочность бетона во многом обеспечивается за счет содержащейся в нем воды, однако, при низких температурах вода может замерзать до того, как произойдет набор необходимой прочности.

Одним из наиболее эффективных методов прогрева бетонных конструкций является применение нагревательного кабеля и провода. Впервые в отечественном строительстве нагревательные кабели для обогрева бетонных конструкций были применены в 1974 г. Также ЗАО «ЦНИИОМТП» Госстроя СССР разработало основные технологические рекомендации, при обогреве бетонных конструкций нагревательным проводом:

• При температуре окружающей среды +5 °С и ниже, необходимо принимать меры по утеплению бетонных конструкций и использованию дополнительных источников обогрева
• Температура прогрева бетона в любой его точке должна быть не ниже +8 °С (оптимальная от 40 до 50 °С)
• Температура поверхности кабеля должна быть не выше 80 °С, для предотвращения перегрева бетона
• При прогреве бетона обязателен контроль температуры
• Прогрев осуществляется на протяжении от 5 до 7 дней
• Работы по сооружению бетонных конструкций должны производится при температуре не ниже -30 °С

С тех пор кабельными заводами была освоена технология производства нагревательного провода ПНСВ и других марок, который широко применялся для решения данной задачи. Однако, наряду с положительными факторами, использование провода ПНСВ имеет определенные недостатки, среди которых следует выделить необходимость применения станций прогрева бетона либо других средств понижения напряжения, поскольку провод не рассчитан на питание 220В, а также сложности, связанные с контролем температуры провода. Перегрев бетона в зоне прокладки нагревательного провода в процессе отвердевания приводит к ухудшению его качества и так же нежелателен, как и переохлаждение.

Кабель для обогрева бетона КДБС

В 2014 году одним из крупнейших мировых производителей оборудования для электрообогрева был разработан кабель для прогрева бетона марки КДБС, сочетающий в себе оптимальные технические характеристики (Таблица 1), позволяющие сохранять необходимые свойства бетонных конструкций при производстве работ в зимний период. Обеспечивающий прогрев бетона от 220В.

Таблица 1. Технические характеристики кабеля КДБС

Напряжение питания	220 – 240В
Линейная мощность	40 Вт/м
Сопротивление изоляции	103 Мом*м
Минимальная температура монтажа	-30°С
Минимальный радиус изгиба при хранении	150 мм
Диаметр нагревательного кабеля	5-7 мм
Длина установочного провода	2 м
Минимальный шаг укладки (расстояние между нитками кабеля)	60 мм
Степень защиты	IP67

Нагревательный кабель КДБС поставляется готовыми секциями, длиной от 10 до 150 метров. Предлагаемые к поставке длины приведены в Таблице 2. Нагревательные секции на основе кабеля КДБС оснащены установочным проводом сечением от 1,5 мм² до 4 мм² в зависимости от мощности. Важной особенностью нагревательного кабеля КДБС является одинаковая удельная установленная мощность по всей длине секции, которая составляет 40 Вт/м. За счет этого происходит равномерный прогрев и затвердевание бетонной конструкции. Для подключения и подачи питания на нагревательный кабель нет необходимости использовать понижающий трансформатор, поскольку кабель КДБС обеспечит прогрев бетона от 220В.

Таблица 2. Характеристики нагревательных секции на основе кабеля КДБС

Наименование нагревательной секции	Длина нагревательного кабеля, м	Стартовая мощность секции, Вт	Номинальная мощность секции, Вт	Сопротивление секции при +20 °С, Ом
40КДБС-10	10,0	440	400	104,5 – 121,0
40КДБС-20	20,0	910	800	50,5 – 58,5
40КДБС-54	54,00	2250	2120	19,9 – 23,1
40КДБС-82	82,00	4080	3280	11,3 – 13,1
40КДБС-100	100,00	5120	4000	9,0 – 10,4
40КДБС-150	150,00	7680	6000	6,0 – 6,9

Кабель КДБС имеет бинарное строение, что позволяет производить подключение электропитания с одной стороны. Соединительная и концевая муфты изготовлены на основе адгезивных термоусаживаемых трубок с повышенной толщиной стенки, что обеспечивает необходимую герметичность, механическую прочность и надежность соединений.

Использование кабеля КДБС на объектах строительства

Основываясь на опыте применения нагревательного кабеля КДБС на объектах строительства, инженеры компании «Кабельные Системы и Технологии» установили, что наиболее эффективным решением как с экономической точки зрения, так и с точки зрения наиболее рациональной организации труда является применение данного кабеля при заливке большого количества небольших бетонных конструкций, особенно сложных конфигураций.

При заливке небольших объемов бетона часто невозможно применение обогреваемой опалубки, а большая относительная площадь поверхности сужает возможность применения специальных добавок. При этом возможность подключения кабелей к сети электропитания, уже имеющейся на строительной площадке, позволяет использовать стандартные решения по применению защитных аппаратов, не требующие проведения расчетов и принятия проектно-конструкторских решений с привлечением квалифицированного инженерно-технического персонала. Это позволяет, кроме того, выполнять заливку, не отвлекая основную бригаду по монолиту, не требует привлечения квалифицированного дежурного персонала для обеспечения необходимых мероприятий по обеспечению электробезопасности прогрева в зоне его применения, а также измерений температуры и регулировок в соответствии с графиком прогрева. Кроме того, исключается необходимость привлечения большого количества станций прогрева бетона одновременно. Поскольку использование кабеля КДБС обеспечивает прогрев бетона от 220В.

ПНСВ на стройплощадке и дома

Укладка бетонного раствора при минусовой температуре требует специальных мероприятий, предупреждающих замерзание воды. Это приведет к потере прочности, уменьшит надежность возводимого сооружения. Существует много технологий поддержания постоянной температуры компонентов смеси. Эффективным способом, обеспечивающим нормальное затвердевание, является применение специально созданного нагревательного провода ПНСВ. Интересен вопрос бытового применения. Рассмотрены основные параметры, характеристики, практические вопросы.

Параметры, сфера применения

Свойства определены требованиями ТУ 16.К71-013-88, код ОКП 35581304. Применяется для прогрева:

• Монолита, армированного бетона на строительстве промышленных объектов;
• Объектов, зданий, сооружений промышленных комплексов различного назначения, строительных механизмов;
• Может применяться системами обогрева бытовых и производственных строительных конструкций.

Маркировка ПНСВ обозначает конструкцию, область использования, материалы: «П»ровод «Н»агревательный, одинарный «С»тальной проводник, изолирован полихлор»В»инилом.

Базовые, определяющие показатели демонстрируются таблицей:

Показатель	Значение
Эксплуатационная температура среды, °C	-60 ÷ +50
Температура рабочего разогрева, °C, максимально	80
Монтаж проводится при температуре выше, °C.	-15
Сопротивление изоляции провода длиной 1 км, больше, мОм:	1
Толщина изоляции, мм	0.8
Удельная мощность (напряжение 220 В, 20°C), Вт/метр	20
Срок эксплуатации, лет	16

Физические, химические особенности материалов придают параметрам значения, обеспечившие:

• Отсутствие реакции при взаимодействии с водой, химически активными водными растворами соли, щелочей, концентрация раствора которых достигает 20÷30%;
• Прочность, позволяющая изгибать на ролике, размер которого равен десяти диаметрам провода, без утраты механических свойств не менее трех циклов;
• Возможность работать режимами постоянного длительного нагрева или импульсном, кратковременном повторяющемся.

Выполняя работы по укладке нужно учитывать ограничения:

1. Изгибание производится с радиусом, величина которого меньше пяти диаметров;
2. Не допускается пересечения под любым углом или касания в прогреваемом объеме;
3. Запрещается располагать провода не ближе, чем 15 см друг от друга.

Диапазон модельного ряда ПНСВ широк. Конкретные значения величин геометрического размера определяются техническими условиями предприятия – изготовителя соответственно требований соответствующего ГОСТ. Тенденция зависимости параметров от номинального диаметра жилы заложена ТУ 16.К71-013-88, иллюстрируется таблицей:

Зависимость характеристик от диаметра
Номинальные значения параметров	Номинальный диаметр проволок, мм
	1	1.1	1.2	1.3	1.4
Конструктивные:
Наружный диаметр (размеры), мм	2.6	2.7	2.8	2.9	3
Расчетная масса длины1 км, кг	18	18.5	19	19.5	20
Электрические:
Сопротивление 1 метра токопроводящей жилы, Ом	0.22	0.18	0.15	0.13	0.11
Длина нагревательной секции, (для 220 В, м	80	95	110	125	140

Схема подключения, оборудование для подогрева

Подогрев залитого бетона, проводится только мощными подрядчиками на больших объектах. Метод дорого стоит, требует наличия работников высокой квалификации, специального оборудования. Трансформаторная подстанция обогрева обеспечивает питание греющей проводки пониженным напряжением, дает возможность использовать большой ток пониженного напряжения.

Например, популярная подстанция КТПТО с масляным трехфазным трансформатором ТМТО-80 обладает такими основными техническими характеристиками:

Характеристика	Величина
Номинальная мощность, кВА	80
Напряжение питание питания, три фазы, В	380
Напряжения ступеней переключения стороны нагрузки (СН), В	55, 65, 75, 85, 95
Ток на СН режимов 55, 65, А	520
Ток на СН режимов 75, 85, 95 А	471

Дополнительно может автоматически или вручную регулировать прогрев бетона в интервале 0÷100°C. Остальные функции подстанции, не относящиеся к подогреву, сейчас рассматриваться не будут.

Нагревательные секции могут быть подключены к трансформатору по однофазной или трехфазной схеме звездой или треугольником. Трехфазные нагреватели делают нагрузку сети более равномерной.

Параллельным включением нужного количества секций набирается достаточная для обогрева необходимой площади мощность.

Расчет нагревательной секции

На сегодняшний день существует много вариантов онлайн калькуляторов, удобных, позволяющих мгновенно получить точную мощность, количество, сечение греющего кабеля. Приведенный ниже расчет иллюстрирует логику, приводит методику проведения вычислений самого общего вида.

Под мебелью, коврами, другими атрибутами домашней обстановки, подогрев размещать запрещено. Необходимая для подогрева одного квадратного метра мощность зависит от назначения помещения. Составляет, при использовании дополнительного к основному подогрева:

Название помещения	Мощность Вт/м 2
Нежилые	110÷120
Жилые	110÷130
Сантехнические	120÷150
Неотапливаемая лоджия	180

Вариант использования как единственного элемента отопительной системы, потребует 160÷200 Вт/м2.

Например: рассчитывается электрический теплый пол, необходимая площадь обогрева 10 м2, имеется ПНСВ 1,2. Характеристики взяты из таблиц параметров:

1. Мощность подогревателя пола спальни, для необходимости обеспечения 120 Вт/м2, Вт: 10*120=1200;
2. Длина элемента нагревателя 1200 Вт, удельная мощность 20 ватт на погонный метр, метров: 1200/20=60;
3. На одном квадратном метре нужно уложить (выполняя требования ТУ), метров провода: 60/10=6;
4. Омическое сопротивление 60 метров провода, удельное сопротивление одного метра стальной жилы равно 0,15 Ом составит, Ом: 60*0,15=9;
5. Включенная в сеть 220В секция нагрева с проводом диаметром 1,2 мм. не может быть длиной менее 110 метров (ТУ). Иначе получится: сопротивление укороченного элемента уменьшается, ток возрастает, что вызывает перегрев, увеличивается вероятность разрушения. Активное сопротивление секции нагрева равно, Ом: 110*0,15=16,5. Рекомендованный ТУ ток эффективного нагрева составляет, А: I=U/R=220/16,5=13,33. Округленно 13 ампер.
6. Расчетные 60 метров провода короче нормированной длины секции, не могут напрямую быть запитаны сетью. Требуется понижающий напряжение трансформатор. Рассчитать его можно так:
7. Вторичная обмотка: напряжение, В: U=I*R=13*9=117, мощность, Вт: P=U*I=117*13=1521
8. Полная мощность трансформатора, Вт: 1521*1,25=1901,3

Итого: для устройства теплого пола площадью 10 м, необходимо:

1. 60 метров провода ПНСВ 1,2;
2. Понижающий трансформатор мощностью 2 киловатта, напряжение вторичной обмотки 110÷120 вольт.

Подходящим вариантом при подборе трансформатора может оказаться сварочный аппарат.

Применение терморегулятора повысит комфортность пользования теплым полом, позволит экономнее расходовать электрическую энергию.

Основы технологии укладки и монтажа

После приобретения необходимого нагревательного материала, начинается изготовление системы подогрева:

• Покупная бухта или бобина нарезается на нагревательные секции, длины которых определены ТУ, в необходимом количестве. Допускается изготовление секции из отрезков, обеспечив надежный контакт соединения;
• Концы зачищаются на 4 см, к ним присоединяются «холодные концы» — отрезки алюминиевого изолированного проводника достаточной, для подключения к трансформатору, длины. Надежное изолированное соединение должно располагаться внутри обогреваемого объема;
• Нагревательные секции размещаются в опалубке. Принимаются меры для фиксации правильного расположения, отсутствия провисаний, ухода за границы будущего монолита. Если применяется арматура, можно приматываться к ней;
  • Не допускается пересечение, касание участков провода в объеме опалубки. Расстояние между проводами не менее 15 см.
  • Рекомендуется, улучшая равномерность распределения тепла, обмотать провод тонкой фольгой из металла толщиной 0,2÷0,5 мм;
  • Все размеченные «Холодные концы» после укладки должны находиться у одного края;
• Подавать напряжение на ПНСВ, не укрытое раствором полностью, категорически запрещено;
• Перед подключением к трансформаторной подстанции мегомметром проверить отсутствие нарушения целостности изоляции после монтажа.

Во время прогрева бетона на строительных площадках, обеспечивая требования электробезопасности, нужно принимать меры по ограждению опасного участка, ограничению пребывания на нем посторонних лиц.

После полного высыхания использование подогрева полов или стен не представляет опасности.

Зачем нужен прогрев бетона?

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, хотя требуется полное затвердевание. 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.

Принцип работы и разновидности проводов

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 применяют кабели трех основных разновидностей:

1. 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.
2. 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.
3. 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»).

Рассмотрим подробнее наиболее популярный и простой провод ПНСВ.

Особенности нагревающих проводов ПНСВ

Конструктивно изделие состоит из одной стальной жилы, диаметр которой колеблется в пределах 1-3 мм. Площадь сечения круглого проводника может достигать 4 кв. мм. В качестве изоляции используется поливинилхлорид или полиэстер, исключающий сильные перегибы, защищающий провод от переломов и повышающий устойчивость к воздействию огня.

Наиболее распространенными считаются провода малого диаметра – около 1,2 мм, но поскольку стоимость изделия минимальна, то лучше не экономить и взять кабель ПНСВ на 3 мм. Особенно актуально это в случае, если планируется вручную уплотнять цементный раствор. В данной ситуации изоляция будет намного крепче, поэтому даже при сбоях в питании исключается вероятность перегрева.

Обязательно обратите внимание на другую отличительную характеристику обогревающих кабелей – холодные окончания. Данные конструктивные части находятся за пределами бетонной плиты, а для их производства используют обычные алюминиевые токоведущие жилы (АПВ). Их основная задача – соединение прогревающего кабеля, заложенного в бетон, с электрической сетью.

Особенности кабелей КДБС и ВЕТ

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 характеризуется 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.

На изображении ниже вы можете увидеть устройство кабеля для прогрева бетона:

Расшифруем обозначения:

• A – зачищенные нагревательные жилы;
• B – холодная оконцовка (обычный установочный кабель, например, с алюминиевыми жилами, который необходим для подключения к сети, но не используется как нагревательный элемент);
• C – соединительная муфта для фиксации установочного кабеля с нагревательными секциями;
• D – концевая муфта для изоляции;
• E – нагревательный кабель для обогрева бетона установленной длины.

По конструкции финский кабель ВЕТ практически идентичен КДБС, но технико-эксплуатационные характеристики все-таки отличны. Их сравнение приведено в таблице ниже:

Название параметра	ВЕТ	КДБС
Рабочее напряжение, В	220-230	220-240
Линейная мощность, Вт/м	35-45 (зависит от модели и длины)	40
Сопротивление изоляции, Ом	103	103
Радиус изгиба, мм	25	35
Диаметр, мм	6	7
Длина нагревательной секции, м	3,3-85	10-150
Класс защиты от пыли и влаги	IP67	IP67

Для маркировки отечественных нагревательных кабелей КДБС используется общая схема маркировки AAКДБС BB, где AA – величина линейной мощности, BB – длина нагревательной секции. Например, если вы видите маркировку 40КДБС 20, то она указывает на то, что мощность одного погонного метра данного кабеля составляет 40 Вт, а протяженность нагревательной секции – 20 м.

Технологическая карта прогрева

Особые правила и рекомендации следует соблюдать при выборе длины нагревательной секции, укладки и фиксации проводов.

Как рассчитать длину провода в секции

При необходимости прогрева бетона с помощью одножильного провода ПНСВ нужно учитывать две основные переменные:

1. Температура бетонной массы зависит от уличной температуры, наличия и скорости ветра, того, насколько правильно установлена теплоизоляция, выполнена геометрия опалубки. Также немаловажное значение имеет марка используемого бетона.
2. Удельная мощность кабеля (P). При армировании бетона данная величина составляет около 30-35 Вт/м, без армирования – 35-40 Вт/м.

Определенные трудности возникают при необходимости расчета максимальной длины отдельного отрезка ПНСВ. Чтобы сделать это правильно, нужно узнать величину удельного сопротивления (p) металлической жилы в зависимости от ее сечения. Идеальным вариантом будет сила тока 14-16 А на одну секцию. В остальном для расчетов пользуются законом Ома – U=I*R, где:

• U – напряжение;
• I – сила тока;
• R – сопротивление выбранного отрезка.

Например, при напряжении 90 В и силе тока 15 А после использования понижающего трансформатора нужно получить сопротивление 90/15=6 Ом. При сечении жилы 1,5 мм подобное сопротивление получаем у провода длиной 60 м. Рассчитывается оно по формуле 6 Ом/100 Ом/км = 0,06 км (60 м).

Данный пример можно рассматривать лишь как упрощенный метод расчета. В реальности сопротивление кабеля изменяется в соответствии с температурными колебаниями, поэтому в каждый результат нужно будет внести определенные поправки.

Когда бетон наберет необходимую прочность, то его можно подвергать механическим воздействиям – сверлению, разрезанию, скалыванию. Для выполнения подобных операций выбирайте инструменты с алмазным напылением, чтобы исключить появление микротрещин. Сверло с алмазной коронкой может использоваться даже на армированном бетоне.

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 +5 гр. Цельсия. 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:

1. При подогреве скорость набора температуры не превышает 10 гр. Цельсия в час. Это необходимо для равномерного протекания процесса.
2. При выходе на нужный температурный режим нагрев выполняется столько времени, сколько необходимо для набора половины технологической прочности бетонной массы. Максимально допустимая температура – 80 гр. Цельсия. Впрочем, оптимальным считается показатель 60 гр. Цельсия.
3. Скорость понижения температуры при остывании бетона не должна превышать 5 гр. Цельсия в час, что исключит потенциальные 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 220 В через розетку или электрический щиток. Обе разновидности греющего кабеля делятся на разные секции, что исключает перегрузки. С другой стороны, стоимость изделий выше, поэтому, 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.

Расположение и фиксация проводов

Выполняя монтажные работы, следите за соблюдением нескольких важных рекомендаций:

1. Между стенками опалубки нужно укладывать кабель так, чтобы все части провода были расположены на глубине от 20 см и ниже (начиная от верхней точки заливки бетонного массива).
2. Чтобы исключить трещины и изломы изоляции, выполняйте максимально плавные изгибы греющего кабеля. Допустимый радиус изгиба зависит от конкретной модели кабеля. Однако чаще всего строители выбирают изделия с запасом по изгибу (30-40 мм).
3. Для равномерного распределения температуры по всему бетонному массиву проводники раскладывают с заранее установленным шагом (равноудалено друг от друга). Избегайте любых пересечений, соблюдайте минимальный зазор между греющими контурами до 40 мм.

Когда весь кабель будет разложен в нужном месте, следует хорошо зафиксировать его на частях арматурного каркаса. Основная причина таких действий – защита изоляционной оболочки. Подойдет гибкая проволока, для скручивания которой не понадобится специальный инструмент. Вместо нее можно взять мягкие пластиковые хомуты.

В дальнейшем бетонная смесь заливается в опалубку. По ходу процесса нужно будет выравнивать массив. Делается это аккуратно, чтобы случайно не повредить нагревательный кабель или не нарушить последовательность его укладки. Поскольку ВЕТ и КДБС могут эксплуатироваться при различных вибрациях, то для уплотнения заливаемого бетона можно выбрать любой доступный метод. Завершив данные процедуры, кабельные жилы следует подключить между собой, а затем соединить с трансформатором или напрямую с электрической сетью.

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).

После выполнения нагрева бетона, когда достигается минимальная рекомендуемая прочность, можно производить любые операция – резать, сверлить или дробить поверхность. Даже в тех случаях, когда прочность отличается от марочной. Единственное, чего следует избегать, – ударных нагрузок. В идеале нужно использовать инструменты с алмазным напылением, о чем говорилось выше.

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 кабели ВЕТ и КДБС.

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.

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.

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.

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.

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.

Прогреваемые кабели ПНСВ. Провода для прогрева бетона.

Технические характеристики

Провод ПНСВ имеет следующую конструкцию:
1) жила токопроводящая, выполненная из проволоки стальной, диаметром 1,2; 2,0 мм.
2) изоляция жилы осуществляется из полиэтилена или ПВХ-пластиката.

Температурный режим эксплуатации провода ПНСВ должен соблюдаться (от -60°С до +50°С), при этом t прокладки и монтажа должна составлять от -25°С до +50°С. Максимально допустимая температура использования +80°С.

Номинальное значение электрического сопротивления токопроводящих жил провода ПНСВ постоянному току, (на 1м длины) и t 20oС (справочное):

Диаметр жилы	1,2	2,0
Ом.\м.	0,15	0,025

Электросопротивление изоляции провода, (на 1 000 м длины) и измеренное при температуре 20С — не менее 1 МОм.

Провод ПНСВ и необходимые характеристики для эксплуатации

Диаметр жилы	1,2	2,0
Наружный диаметр провода,	2,7	3,6
Масса,	18,5	43,0

Не забудьте приобрести дополнительно необходимое оборудование: трансформатор понижающий, кабели магистральные, провода холодных концов, средства для тепловой защиты.

Способ прогрева бетона проводом ПНСВ

При проведении бетонных работ при невысоких температурах окружающей среды используется электропрогрев стен с использованием электродов, а перекрытия прогреваются щитами, матами или электродами из стали арматурной диаметром 5-6 мм.

Марка бетона представляет собой прочность на сжатие в кг/см, данная прочность должна быть достигнута не менее, чем за 28 дней в нормальных температурных условиях (+15? С во влажной среде). При повышении температуры сокращаются сроки твердения бетона. При замерзании же процесс твердения может вообще прекратиться, но если бетон ‘оттаивает’, процесс возобновляется. Но при замерзании бетона ещё до состояния набора 70% прочности, бетон не способен достичь марки.

Контактный способ электрообогрева бетона с помощью греющего провода ПНСВ имеет в основе передачу тепла составу от поверхности греющих проводов, которые закладываются в бетон, они нагреваются током до t +80? С. Тепло распространяется, т.к. теплопроводность бетона находится на высоком уровне.

Наибольшая эффективность достигается тогда, когда применяются провода ПНСВ с жилой из стали ? 1,8 + 3мм. Такие провода позволяют увеличить прогонную нагрузку на 1м от 80 до + 160 Ватт, показатели зависят от электрического сопротивления и диаметра самой жилы греющего провода.

Такой способ даёт возможности для обогревания бетона до уровня требуемой прочности. Греющие провода ПНСВ обязательно должны быть размещены в теле бетона, иначе они сгорят! Посредством применения расчетов определяется потребность в электрической энергии в зависимости от таких особенностей, как тип конструкций, определенный показателями Мп (это показатель, характеризующий отношение S охлаждения к V бетона).

Обогрев бетона необходимо производить при невысоком напряжении и высокой силе тока в нагревающих элементах. Для проведения данной процедуры рекомендуется применять специальные подстанции: КТПТО-80 или ТМОБ-63.

Установочная мощность зависит от напряжения. В зависимости от суточных объемов укладки бетона, которые планируются заранее и требуемой для прогрева мощности, важно установить число требуемых подстанций. На каждой захватке требуется осуществить создание поста для обогрева бетона.

Длина и показатели греющих элементов зависят от диаметра стальной жилы и электрического сопротивления провода ПНСВ в ОМ, силы тока (в амперах) при включении в подстанциях нижнего напряжения (49 или 55 вольт). Число элементов, которые требуется заложить в конструкцию, определяется объемом бетона и необходимой для этого электрической мощности.

Для каждой конструкции необходимо создавать технологическую карту.

Продолжительность прогрева с помощью провода ПНСВ и выдерживание бетона с учетом времени, за которое он остывает, определяется в результате замеров его температуры и силы тока в греющих элементах, которые постоянно проводятся и заносятся в журнал производства бетонных работ и твердения бетона. Для эффективного проведения работ необходимыми являются лабораторные наблюдения, проводимые регулярно!

Готовые греющие элементы монтируют уже после этапа укладки арматуры, деталей закладных и завершения электросварки стальной арматуры. Греющие элементы провода ПНСВ навиваются без натяжения на каркасы из арматуры или прокладывают между этими каркасами по мере их размещения, а если арматура в конструкции не используется, следует использовать инвентарные шаблоны. Нагревательные элементы при этом не должны соприкасаться с опалубкой и выступать из бетона.

Опасно их соприкосновение и с деревянными деталями. Выводы нагревательных элементов из бетона увеличиваются в сечении провода в 2-3 раза с помощью кусков изолированных в месте подсоединения к пластмассовой трубке проводов из алюминия! Подключение выводов производить следует только после проверки их специальным оборудованием: мегомметром. Необходимо загрузку фаз распределить равномерно с низкой стороны подстанции!

Электрообогрев можно начинать только после полного завершения всех подготовительных работ и выполнения всех без исключения указаний техники безопасности! Во всех конструкциях необходимо соорудить скважины для измерения температур!

С помощью токоизмерительных клещей следует измерить пусковую силу тока в нагревательных элементах. Если показания превышают номинально допустимые, необходимо снизить напряжение сети. Измерение t и силы тока производить через каждый час в первые 3 часа работы и 1 раз в смену после 3-х часов. Все показания следует заносить в журнал бетонных работ.

Если есть возможность, конструкции следует укрепить! Длительность обогрева обеспечивает набор прочности бетона не менее 50% от марки бетона, который был уложен. Определяется это испытанием контрольных образцов или с помощью других методов.

Указания по технике безопасности при обогреве бетона проводом ПНСВ
Электрообогрев бетона с помощью провода ПНСВ следует проводить, соблюдая требования техники безопасности, касающиеся бетонных и ж/бетонных работ, а также электробезопасности.
Слежение за исполнение всех требований безопасности и электробезопасности, приказом назначается на ИТР, именующего квалификационную группу по электробезопасности не ниже 4.
Установку электрооборудования и электросетей, слежение за работой и включение элементов выполняют электромонтеры, с квалификационной группой не ниже 3.
Рабочие остальных специальностей, проводящие смену на посту электрообогрева и вблизи него, должны получить инструкции относительно безопасности. В период обогрева проводом ПНСВ посторонние лица на объекте не допускаются!
Пост электрообогрева ограждается в соответствии с государственным стандартом 23407-78, кроме того, он должен быть оборудован световой сигнализацией и знаками безопасности, должно быть обеспечено и хорошее освещение! Сеть электрообогрева должна отключатся при перегорании ламп сигнальных.
Греющие элементы провода ПНСВ включаются при отключенной сети
Температура бетона и сила тока измеряется персоналом, имеющий квалификационную группу не ниже 2.