Автор: Главная / Документация / Справочные материалы, применение оборудования / Трансформаторы для прогрева бетона: все типы, особенности и критерии выбора
| Бетонный раствор обретает прочность только при положительной температуре. Это обуславливается тем, что вода под воздействием низких температур расширяется и превращается в ледяные кристаллы, которые разрывают внутренние связи раствора и полностью лишают его прочности. Именно поэтому многие строители стараются закончить все работы по возведению несущих бетонных конструкций еще летом или, по крайней мере, осенью (при положительной температуре воздуха). |
Однако очень часто строительные компании сжаты сроками сдачи объектов и вынуждены работать даже зимой; в таком случае заливаемый бетон необходимо прогревать.
Бетон нуждается в подогреве сразу, как только температура воздуха за окном опустилась ниже +5 градусов. В этот момент строителям, ведущим бетонные работы, следует ознакомиться с возможными способами прогрева бетона. К одним из таких способов относят добавление в бетонный раствор специальных морозостойких добавок. Однако этот метод решает вопрос замерзания жидкости в смеси бетона только на этапе его транспортировки; для поддержания же температуры бетонного раствора до его схватывания необходим дополнительный прогрев бетона с помощью специального трансформатора и прогревочного кабеля.
ПРОГРЕВОЧНЫЙ КАБЕЛЬ ПНСВ.
Для электропрогрева бетона используют провод со стальной жилой в изоляционной оболочке марки ПНСВ.
Чаще всего строители выбирают провод диаметром 1,2 мм, но иногда используют также кабель диаметром 1,4 мм и более. Чем больше диаметр провода, тем выше его мощность и устойчивость изоляции к механическим повреждениям.
Читайте также: Люмобетон – декоративный строительный материал с практическими функциями
Провод ПНСВ обычно скручивают в спирали диаметром 30-40 мм, так как в таком виде их удобно хранить и монтировать.
После того, как провод ПНСВ скрутили в нагревательные спирали, его оснащают «холодными концами». «Холодные концы» – это тоже провод, но большего сечения, чем ПНСВ. Их наличие необходимо потому, что рабочий ток для погруженного в бетон провода ПНСВ составляет примерно 15А; на воздухе такое значение тока недопустимо велико, поэтому выводы от получившейся нагревательной спирали оснащают так называемыми «холодными концами» длиной 50-100 см, выполняемыми обычно проводом АПВ-4.
Соединение нагревающих проводов с «холодными концами» и между собой производят скруткой, провода под скрутку зачищают на 8-10 см. Место соединения 2-х проводов изолируют х/б лентой, более стойкой, чем полимерная.
Укладка и соединение кабеля ПНСВ должны проводиться квалифицированными электриками строго в соответствии с монтажной и принципиальной схемой, так как любые неисправности электрической части работы неизбежно приводят к значительным материальным убыткам.
Калькулятор / Расчёт нагревательного провода ПНСВ
Твердение бетона при низких температурах воздуха существенно замедляется, и при ее значениях ниже 5°С бетон необходимо прогревать. Прогрев бетона осуществляется специальным греющим проводом, укладываемым в конструкцию до её бетонирования.
Нагревательный провод ПНСВ (Провод нагревательный со стальной жилой, с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката или полиэтилена). Используется для ускорения прогрева бетона монолитных конструкций в зимнее время.
Свойства ПНСВ таковы, что рабочий ток погруженного в бетон провода следует выбирать в 14–16 А. При таком токе (14–16 А) провод ПНСВ будет нормально работает в бетоне, однако на воздухе быстро выходит из строя, поэтому «холодные концы» ПНСВ выполняются из провода АПВ–4 длиной 0,5–1 метр.
Поэтому провод ПНСВ четко отрезают на отрезки определённой длины, чтобы ток в проводе, погруженном в бетон, составлял 14–16 А.
Такими «нитками» прогревочного провода ПНСВ укладываем внутри вашей бетонной конструкции
Шаг витками нагревателей 50–150 мм, если ж/б конструкция контактирует с грунтом (подготовки под полы, фундамент и т. п.), шаг 150–200 мм в местах подливках под колонны и местных заделках шаг 25–70 мм
Такая «нитка» провода ПНСВ обогревает конструкцию толщиной 100 мм, если конструкция толще, то провода ПНСВ внутри вашей конструкции укладывают в ярусы с шагом 80–100 мм по высоте.
Напряжение прогрева = 75 В (третия ступень прогревочных станций). Одной понижающей трансформаторной подстанцией типа СПБ-80, КТПТО-80/86 обогревают 20-30 м³ бетона. Возможно греть небольшие объемы бетона трансформатором 380/36 В. Обычно для провода ПНСВ-1,2 для КТПТО (то есть на 75 В): «нитка» = 28 метров, «отрезок для тройки» = 17 метров.
Подача напряжения осуществляется после окончания бетонирования (температура заливаемого бетона в зимнее время должна быть не ниже +5 °С).
Читайте также: Сколько весит бетонный блок. Какие размеры и вес имеют блоки фбс? Преимущества фундаментных бетонных блоков
Электропрогрев бетона ведётся в трёхстадийном режиме:
- разогрев бетона, при скорости подъёма температуры не более 10 °С/ч
- изотермический прогрев, при этом максимальная температура бетона должна быть не более 80 °С
- остывание бетона со скоростью не более 5 °С/ч
Подъём температуры бетона происходит за счёт переключения положений трансформатора с 55 В до 95 В при длине нагревательного провода в бухте 28 м. Температуру прогреваемого бетона контролируют электронным термометром Отключение электропрогрева выполняется после набора бетоном прочности 70 % от проектной.
На практике укладку проводов ПНСВ в бетонную конструкцию используют соединением в «треугольник» или «звезду». Провода делят на три равные группы, провода каждой группы соединяют между собой параллельно, полученные три набора проводов соединяют концами в три узла и подключают к трем выходным зажимам станции — соединение «треугольник». При соединении нагрузки «звездой» в конструкции устанавливают набор «троек» — трех отрезков провода равной длины, соединенных предварительно одним концом в узел. Свободные концы всех «троек» соединяют в три узла и подключают к выходным зажимам трансформатора прогрева бетона.
| Звезда | Треугольник |
Возможные наборы нагревающих проводов из практики
| Трансформатор прогрева бетона | Диаметр ПНСВ, мм | Число «ниток» (при L = 28 м) | Число «троек» (при L луча = 17 м) |
| СПБ-40 | 1,2 | 24 (3 группы по 8 «ниток») | 14 |
| 1,4 | 21 (3 группы по 7 «ниток») | 12 | |
| 2,0 | 9 (3 группы по 3 «нитки») | 5 | |
| 3,0 | 3 (3 группы по 1 «нитки») | 2 | |
| СПБ-63 | 1,2 | 39 (3 группы по 13 «ниток») | 22 |
| 1,4 | 33 (3 группы по 11 «ниток») | 19 | |
| 2,0 | 15 (3 группы по 5 «ниток») | 8 | |
| 3,0 | 6 (3 группы по 2 «нитки») | 4 | |
| СПБ-80 | 1,2 | 48 (3 группы по 16 «ниток») | 28 |
| 1,4 | 42 (3 группы по 14 «ниток») | 24 | |
| 2,0 | 18 (3 группы по 6 «ниток») | 10 | |
| 3,0 | 9 (3 группы по 3 «нитки») | 5 | |
| СПБ-100 | 1,2 | 60 (3 группы по 20 «ниток») | 35 |
| 1,4 | 51 (3 группы по 17 «ниток») | 29 | |
| 2,0 | 21 (3 группы по 7 «ниток») | 12 | |
| 3,0 | 12 (3 группы по 4 «нитки») | 7 | |
| Трансформатор 380/36 мощностью 6 кВт | 1,2 | 9 | 5 |
| Трансформатор 380/36 мощностью 2,5 кВт | 1,2 | 3 | 2 |
| Трансформатор 380/36 мощностью 2,0 кВт | 1,2 | 3 | 2 |
ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ ПРОГРЕВА БЕТОНА.
Трансформаторы для прогрева бетона бывают сухими и масляными. Сухие имеют наименование – ТСДЗ или СПБ, а Масляные – КТПТО.
| Трансформатор для прогрева бетона ТСДЗ/ СПБ | Трансформатор для прогрева бетона КТПТО |
|
|
При осуществлении выбора трансформатора для прогрева бетона, в первую очередь нужно обратить внимание на его мощность, так как именно от нее зависит скорость нагрева бетонного раствора.
Обратите внимание:
Скорость нагрева оператор может регулировать по своему усмотрению: при увеличении мощности тока нагрев бетона будет проходить быстрее; а если, наоборот, уменьшить мощность трансформатора, процесс нагревания будет длиться дольше.
Трансформаторы для прогрева бетона используются для прогрева большого объема бетонной смеси. Если же из бетона нужно возвести какую-нибудь небольшую конструкцию, то применение этого оборудования считается нецелесообразным.
Зачем нужен трансформатор при прогреве?
Казалось бы, почему нельзя напрямую подключить греющие элементы к сети? Причина проста – слишком высокое напряжение. С одной стороны оно опасно для жизни, с другой потребует слишком большую нагрузку (в виде очень длинных проводов, например). Да и риск возникновения локального перегрева слишком высок. Поэтому для осуществления правильного с технологической точки зрения процесса прогрева необходимо понизить это напряжение. Именно для этого и применяются специальные трансформаторы. Они даже так и называются «понижающие трансформаторы».
В принципе для прогрева бетона можно использовать широкий круг трансформаторов, но также есть и специализированные модели (станции прогрева), с которыми можно ознакомиться на нашем сайте в разделе «Оборудование». Они различаются выходной мощностью. Чем она больше – тем больший объем бетона можно нагреть.
ПРОГРЕВ БЕТОНА – ЭТО ВЫГОДНО?
Исходя из тех факторов, что для заливки бетона зимой, необходимо использование довольно дорогостоящих инструментов и материалов, многие делают вывод о том, что строить зимой не выгодно.
Это обуславливается также тем, что зимой короче световой день, а значит, для обеспечения полноценного трудового дня на объекте необходимо продумать систему освещения, наличие теплых помещений и проч. Однако не все так грустно, как кажется.
Зима – это время, когда сильно падает спрос на строительные материалы и услуги, но компании, предоставляющие их, продолжают существовать и работать. Более того, почти все предлагают сниженные цены на строительные материалы, услуги по их доставке и проч. Цены на аренду техники и различных устройств (опалубка и тд.) также становятся значительно ниже. Все эти смягчающие факторы в конечном счете приводят строителей к такому выводу, что стоимость летнего и зимнего строительства примерно одинакова.
Да, зимой строительство протекает медленнее; да, зимой нужно проводить больше подготовительных мероприятий для обеспечения качественного результата. Но строить зимой можно, и более того – при наличии трансформаторов для прогрева бетона, дизельных генераторов (если строительный объект большой и требуется прогревать большие объемы бетона), строительные компании могут сэкономить на материалах и услугах и, кроме того – соблюсти все сроки, не приостанавливая ход строительства. Ведь не секрет, что погодные условия в некоторых регионах нашей страны весьма непредсказуемы, и планируя приостановить работу в ноябре до марта из-за внезапного наступления зимы, мы рискуем отложить строительство на полгода и даже более. Для серьезных строительных компаний такое решение может стоить еще дороже. В заключении скажем, что способ прогрева греющим проводом не единственный, но один из самых надежных и окупаемых, так как все дорогостоящее оборудование имеет большой рабочий ресурс и прослужит еще много зим. Надеемся, что данная статья была познавательной и интересной, а полученные знания помогут Вам выбрать правильный способ прогрева бетона в зимнее время и все необходимое для этого оборудование.
Процесс прогрева трансформатором
Когда все расчеты, укладка и подключения завершены, можно приступать непосредственно к прогреву, включив питание. Некоторые трансформаторы имеют несколько ступеней напряжения, переключая которые можно менять температуру нагрева провода. Начинать необходимо с минимального напряжения. При существенном падении тока в петлях можно повышать ступени. При достижении оптимальной температуры продолжать ее поддержание до набора бетоном заданной прочности.
Читайте также: Каким должен быть бетон для дорожных и аэродромных покрытий?
При использовании в качестве греющего элемента электродов, которыми служит обыкновенная арматура, их подключают в шахматном порядке к трем фазам для равномерной нагрузки. В этом случае фазы не замыкаются, а проводником тока служит сам раствор.
Принцип работы
В конструкции нагревательной установки предусмотрен понижающий трансформатор, подающий ток на нагревательные элементы, установленные в бетонной конструкции. Для изготовления магнитопровода трансформатора использована электротехническая сталь, обмотки выполняются из алюминиевого кабеля.
Контроллер обеспечивает корректировку параметров в зависимости от температуры окружающей среды, предусмотрено защитное приспособление, срабатывающее при перегрузке или коротком замыкании в цепи нагрева.
Провод или арматура закладываются в бетонную конструкцию перед заливкой раствором, установки обеспечивают прогрев материала до температуры +80°С. По мере затвердевания раствора сила тока в цепи снижается, обеспечивая уменьшение температуры до +40°С.
При нагреве или охлаждении поддерживается заданная скорость изменения температуры, поскольку ускоренная корректировка параметров приводит к появлению трещин в материале.
Применение
С помощью кабеля ПНСВ можно решить сразу две проблемы, возникающие с бетоном в зимний период. Вода, входящая в состав раствора переходит в кристаллическое состояние. В результате полностью останавливается реакция гидратации. Всем известно из школьной программы, что при замерзании воды происходит ее расширение. В таких условиях сформировать прочные связи в бетоне невозможно, поэтому добиться нужной прочности не получится.
Чтобы состав затвердел правильно, необходимо обеспечить температуру окружающей среды на уровне +200С. При ее снижении до нулевых показателей данный процесс замедляется даже при условии выделении тепла в результате протекания гидратации. Для выдержки нужных параметров без провода ПНСВ не обойтись. Необходимость в прогреве бетона возникает в следующих случаях:
- Недостаточная теплоизоляция монолита или опалубки.
- Низкая температура воздуха.
- Слишком большие размеры монолита.
Низкочастотный трансформатор и бетон
Принцип работы
Для заливки монолитных конструкций при температуре ниже -4?C прибегают к различным способам обогрева цементной массы, это и инфракрасные излучатели, и подогретый раствор, и тёплая опалубка, и анодные обогреватели. Но наиболее действенным и экономным возможно назвать прогрев бетона посредством низкочастотного трансформатора и провода ПНСВ (Провод Нагревательный Стальной Виниловая изоляция).
Перед тем, как осуществить подключение трансформатора для прогрева бетона, на арматурный каркас укладываются петли из провода ПНСВ сечением от 1,2 мм2 до 3 мм2. Данный кабель способен прогреваться до температуры 80?C, так, нагревая раствор до 40?C-50?C, и всё это происходит при температуре воздуха от -4?C и ниже. Дабы добиться наиболее оптимального прогрева бетона в морозных условиях, на один кубометр раствора пригодится порядка 60м ПНСВ-1,2.
При укладке петель направляться выполнять осторожность, дабы не замкнуть цепь, другими словами, в то время, когда вы подвязываете провод к арматурному каркасу, его изоляция (ПНСВ) попросту может перетереться о металл и петля перегорит. При таких условиях определённый участок заливки останется без обогрева, что может привести к деструкции неспециализированной массы и, как следствие, железобетон окажется некачественным (см.кроме этого статью «Покраска цементного забора: как взять долговечное покрытие»).
Для прогрева инструкция разрешает применять такие трансформаторы, как КТП-06-20, КТПТО-80, КТП-ОБ-160, ТСДЗ-63 и без того потом.
Примечание. Для корректной работы обогревательной цепи провод ПНСВ в обязательном порядке должен находиться в цементной массы (подключение производится алюминиевым проводом). В случае если ПНСВ покинуть открытым, то он попросту перегорит.
Трансформатор масляный. Характеристики
| Трансформатор | КТПТО-80 | КТП-63-ОБ |
| Мощность номинальная (кВА) | 80 | 63 |
| Напряжение ВН (В) | 380 | 380 |
| Напряжение на холостом ходу СН (В) | 49, 60, 70, 85, 103, 121 | 49, 60, 70, 85, 103, 121 |
| Ток на стороне СН при напряжении | 660 (49-70В, А) | 520 (49-70В, А) |
| Ток на стороне СН при напряжении | 382 (85-103-121В, А) | 301 (85-103-121В, А) |
Трансформатор сухой. Характеристики
| Трансформатор | ТСЗ-20 |
| Мощность номинальная (кВА) | 20 |
| Частота номинальная (Гц) | 50 |
| Количество фаз | 3 |
| Напряжение обмотки номинальное, ВН трансформатора, В НН | 380/220 12,4; 24,8; 49,7;66,0 |
| Ток номинальный ВН обмотки трансформатора А НН | 30,4/52,6 465;375; 235;175 |
| Ток холостого хода (%) | 7,5 |
| Схема/группа соединения | Звезда/треугольник |
| Утраты замыкания (Вт) | 400 |
| Утраты холостого хода (Вт) | 200 |
Подготовка к работе и запуск
Дабы яснее воображать себе цикл подключения и рабочий запуск, ниже будет приведена инструкция трансформатора для прогрева бетона КТПТО-80 (см.кроме этого статью «Цементные панели для забора – преимущества и установка»).
Все работы по прогреву заливного бетона направляться делать с соблюдением СНиП 111-4-80/гл.11 и ГОСТ 12.1.013-7, где регламентируется порядок исполнения работ и электробезопасность.
- Прежде всего КТПТО нужно занулить, а сделать это возможно путём подключения кабеля питания (его четвёртой жилы) на зажим N блока ХТ6, так, соединив всё это с железным шкафом управления. Заземление трансформатора производится от салазок — там имеется особый болт для подключения контура, а для соединения употребляется стальной провод не меньше 4 мм.
- Перед тем как подключить понижающий трансформатор к сети, вам нужно своими руками проверить сопротивление изоляции, которое не должно быть менее 0,5МОм, и обратить внимание на плотность контактных соединений. Путевые выключатели SQ1 и SQ2 нужно установить так, дабы при открывании крышки трансформаторного кожуха и ПУ была возможность надёжного замыкания контактов SQ1 и SQ2. Помимо этого, в обязательном порядке необходимо проверить предохранители на случай замыкания.
- Переключатель силового трансформатора выставляем на 55В, что будет соответствовать положению 1, а непроизвольный выключатель вместе с переключателем SA3 устанавливаем в положение «ВЫКЛ».
- Затем цепь подогрева, установленную в опалубке, возможно подключить к питающему кабелю, который, со своей стороны, подсоединяется к блоку зажимов ХТБ.
- На ввод КТПТО подаём питание 380В и включаем QF1 по окончании проверки напряжения поHL1 и HL3 и затем, применяя кнопку экстренного отключения SB1, делаем контрольное отключение, по окончании чего QF1 запускаем повторно. На KL1 подаём питание кнопкой SB3, по окончании чего должен сработать магнитный пускатель KM1.
- Для переключения режимов работы необходимо поднять крышку у трансформаторного кожуха и тогда через путевой выключатель SQ1 машинально отключится QF1. По окончании чего переключаете ступени напряжения и включаете QF1 и KM1.
Примечание. Учитывая то, что цепь питания при прогреве бетона возможно страшной для жизни, к обслуживанию КТПТО допускается только обученный персонал, прошедший инструктаж по технике безопасности. Помимо этого, такие рабочие должны мочь своевременно оказывать первую медпомощь при поражении электрическим током.
