Прогревочный кабель

Как обеспечить качественное застывание бетона зимой: кабели ПНСВ, ВЕТ и КДБС

Владимир Садовский Владимир Садовский

Чтобы гарантировать качественное и надежное схватывание отвердевающей массы, в ее толще размещают специальный 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 издержек, существенно упрощается процедура монтажа.

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.

Подогрев бетона проводами

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.

к содержанию ↑

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»).

Прогревочные провода в бухтах

Рассмотрим подробнее наиболее популярный и простой провод ПНСВ.

к содержанию ↑

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.

Одножильный прогревочный кабель

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.

к содержанию ↑

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:

Устройство прогревочного кабеля

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.

КДБС-20 с вилкой

к содержанию ↑

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.

к содержанию ↑

Технология прогрева и схема укладки

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.

Схема укладки в стену, колонну и перекрытие

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.

Трансформатор для прогрева бетона

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.

Прогрев с помощью сварочного трансформатора

к содержанию ↑

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.

Подогрев с помощью КДБС

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).

к содержанию ↑

Обработка бетона после прогрева

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.

Бетонирование в зимних условиях

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.

Добавить комментарий