Провод для прогрева бетона схема подключения и укладки технология

Для чего прогревать бетон

В холодное время года жидкий бетон в опалубке схватывается частично. Нарушается гидратация монолитной массы. При оттаивании возникает напряжение между замёрзшими и затвердевшими объёмами заливки, что приводит к нарушению монолитности содержимого опалубки. Это чревато появлением глубоких трещин и потерей несущей способности всей конструкции.

Чтобы предотвратить эти негативные явления, монолит прогревают в течение всего периода его гидратации. Для этого применяют греющий кабель для бетона.

Принцип действия провода

Технология прогрева бетона проводом ПНСВ заключается в том, что перед стартом проведения заливки берется кабель нужного сечения и напряжения, укладывается, а после заливается. Затем кабель включается в сеть. Не стоит бояться того, что качества бетона будут меняться под воздействием высоких температур, пузыри не появятся, как и трещины после застывания, а вот процесс твердения не будет остановлен низкими температурами, что позволит получить прочную и надежную конструкцию.

Наиболее распространен греющий провод типа ПНСВ. Это обусловлено простотой установки и приемлемой ценой в сравнении с аналогами.

Еще часто используют аналог ПНСП. Его основное конструктивное отличие заключается в изоляционном материале. Состав – полипропилен, за счет которого обеспечивается возможность повышать максимальную мощность тепловыделителя.

В таблице приведены основные технические и физические характеристики проводов типа ПНСП и ПНСВ.

Марка провода	Расчетная масса 1 000 метров провода, кг	Оптимальная длина нагревательной секции при напряжении 220 В, м	Номинальный наружный диаметр, мм	Номинальное значение электрического сопротивления 1 метра нагревательной жилы, Ом
ПНСВ	19	110	2,8	0,12
ПНСВ	18,5	95	2,7	0,18
ПНСВ	18	80	2,6	0,22
ПНСП	16,4	130	2,8	0,11
ПНСП	12,7	100	2,6	0,12
ПНСП	14,5	110	2,7	0,14
ПНСП	11,1	85	2,5	0,18
ПНСП	9,6	75	2,4	0,22

Нагревательные провода типа ПНСП и ПНСВ используются также для организации полов с подогревом в жилых помещениях.

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).

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.

Характеристики ПНСВ

Для обогрева бетона греющими проводами применяют несколько типов проводной продукции. Обычно монолит холодный период года греют прогревочным проводом ПНСВ. Сочетание букв ПНСВ надо понимать, как нагревательный провод с жилами из стали и изоляционным покрытием из ПВХ. Достоинства кабеля – это его доступность и бюджетная цена.

На сегодня всё большую популярность приобретают кабели для прогрева бетона марки ВЕТ (производство Финляндии) и КДБС отечественного изготовления. В отличие от ПНСВ, их не нужно подключать к дополнительному регулирующему оборудованию в виде трансформатора. Несложная схема подключения делает кабели наиболее привлекательным средством обогрева. Они подключаются непосредственно к источнику тока 220 вольт.

Технические особенности провода для бетона

Провод для прогрева бетона ПНСВ, как правило, имеет некоторые особенности. Это обычно токопроводящая жила, которая обладает изоляционным покрытием. Защита может быть выполнена из полиэстера или поливинилхлорида. При этом диаметр равен 1,2 мм, а вот среднее сопротивление эквивалентно 0,15 Ом/м. Использовать его можно в температурном диапазоне -60- 50 °С. При работе ток может быть равен 14-16 Амперам.

Укладка может быть произведена при -25- 50 °С. Перед приобретением необходимо определить, какое количество провода будет нужно использовать, так, для 1 м3 раствора понадобится около 55 м.

Зимний прогрев бетона проводом ПНСВ совершенно безопасен, так как при производстве изделие получает качественную изоляцию, что предотвращает возгорание. Почти нет опасности того, что жила будет переломлена, так как она достаточно прочна. Не следует приводить в действие провод до тех пор, пока он не будет погружен в раствор.

Расчёт длины провода

Длина прогревочного кабеля для бетона прямо связана с его характеристиками. Для расчёта значение имеют выходное напряжение трансформатора, радиусы изгибов проводного нагревателя. Очень удобно пользоваться сетевым калькулятором для небольших по объёму монолитных объектов. При масштабном строительстве профессионалы используют нормативы, привязанные к марке провода, температуре окружающей среды и прочим параметрам.

Например, для обогрева одного кубического метра монолита потребуется прогревочный провод мощностью 1300 Вт. Понадобится ПНСВ длиной 30- 50 метров. Конкретный размер провода для обогрева бетона уточняется вводом в расчёт поправочного температурного коэффициента окружающей атмосферы.

В силу вышесказанного, можно сделать следующий вывод: для 1 м3 бетона будет необходимо потратить примерно 55 м кабеля. Для того чтобы произвести расчет провода, нужно первоначально узнать, какое количество раствора будет залито в опалубку. Так, на 20 м3 смеси нужно приобрести 1100 м.

Вообще проведение строительных работ предпочтительнее осуществлять в теплое время года, что в особенности касается частных застройщиков. Как правило, ведение заливки бетона в холодный период связано с необходимостью сдать объект к определенному времени. Такие работы в рамках домашнего строительства предполагают дополнительные расходы на приобретение противоморозных добавок, греющих кабелей и прочего.

Расчет прогрева бетона проводом ПНСВ опирается на две переменных:

1. Потребность объекта в тепле. Она, в свою очередь, зависит от температуры, силы ветра, степени теплоизоляции, марки цемента и формы монолита.

2. Максимальную удельную мощность провода. Для армированного бетона она берется равной 30 — 35 Вт/м, для неармированного — 35 — 40.

Дальше — простая арифметика. Так, для получения 4 КВт тепла в неармированной конструкции нам потребуется 4000 / 40 = 100 метров провода.

Несколько сложнее выполнить своими руками расчет максимальной длины отдельного участка. Здесь нужно знать удельное сопротивление стального проводника для разных сечений.

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

Наша цель — получить ток в 14-16 ампер. Вспомним зависимость между напряжением, силой тока и сопротивлением: U=IR, где U — напряжение, I -сила тока, R — полное сопротивление цепи.

Так, при U=75 вольт и целевом токе I = 15 ампер нам необходимо, чтобы сопротивление цепи было равным 75 / 15 = 5 Ом. При сечении проводника в 1,4 мм ее обеспечит провод длиной, равной  5 Ом / 100 Ом/км = 0,05 км, или 50 метров.

Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ

Несмотря на широкое распространение описанные разновидности тепловых кабелей имеют весомый недостаток – необходимость использования специального дорогостоящего оборудования, которое регулирует мощность тепловыделения изменением напряжения.

Решением проблемы становится использование двухжильных секционных саморегулирующихся термокабелей. Отечественная модификация получила название КДБС, а европейская – ВЕТ (производитель – Финляндия). Для их полноценного и бесперебойного функционирования не требуется дополнительное оборудование, они подключаются напрямую к сети в 220 В.

Отличий в конструкции отечественной и европейской модели практически нет. В таблице приведен сравнительный анализ.

Технические особенности	КДБС	ВЕТ
Степень защиты	IP67	IP67
Размер секций, м	От 10 до 150	От 3,3 до 85
Номинальный диаметр, мм	7	6
Рекомендованный радиус изгиба	35	25
Сопротивление изоляционного материала, Мом/м	103	103
Линейная мощность, Вт/м	40	В зависимости от модели и длины колеблется в пределах 35-45
Рабочее напряжение, Вольт	220-240	220-230

Применяют три типа прогревочных кабелей для бетона:

1. Провод ПНСВ с одной жилой;
2. Двужильный кабель с оцинкованными проводниками (ПТПЖ);
3. Кабель двужильный отечественного производства КДБС и финский ВЕТ.

Монтаж секций обогревающего кабеля

Монтаж обогревающей проводки состоит из двух этапов:

1. Монтаж обогревательных контуров;
2. Расположение и фиксация обогревающей проводки.

Прогревочный провод ПНСВ укладывают уже во время установки опалубки. Схему крепления кабеля к стальному каркасу продумывают на стадии создания проекта железобетонной или бетонной конструкции. Для равномерного прогрева бетона проводом ПНСВ ветви кабеля располагают с одинаковым промежутком между собой.

Оптимальный промежуток между ветвями обогревателя должен быть равен 15 см. Ветви проводки монтируют отдельными сегментами. Если обогрев производится от сети напряжением 380 вольт, то длина отдельной секции будет равна 31 метру. При питании источником тока 220 вольт длина провода составит 17 м.

При превышении этих нормативов длинные провода не будут достигать нужного уровня нагрева, и тепло не будет доходить в нужном количестве до крайних зон обогрева. Следует помнить о том, что прогрев бетона проводом носит одноразовый характер. После набора полной прочности бетоном кабель отключают и оставляют его в массиве монолита.

Расположение и фиксацию проводов обогрева производят по следующей методике:

1. Определяют диаметр прогревочного провода. При наличии арматурного каркаса применяют кабель с виниловой изоляцией, она наиболее прочная. Для монолита без арматуры применяют провода с полипропиленовой оболочкой.
2. Кабель нарезают равными по длине отрезками и сворачивают в продольные спирали.
3. Спиральные ветви продевают через арматурный каркас, не касаясь внутренней поверхности опалубки. Оптимальное расстояние между проводом и ограждениями должно быть 100-150 мм.
4. Кабель подвязывают к арматуре алюминиевой проволокой или полимерными стяжками.
5. Укладку кабеля производят так, чтобы он не выходил наружу за пределы опалубки.
6. После первых признаков схватывания залитого бетонного раствора включают трансформаторную подстанцию КТПТО. Регулируют степень нагрева провода увеличением или уменьшением напряжения тока.

Провода поставляют в торговую сеть уже готовыми секциями. Для эффективной гидратации раствора в холодное время нужно определить мощность секции, зависящей от габаритов монолита.

Специалисты советуют следовать следующим рекомендациям по монтажу обогревочного провода:

• На обогрев одного кубометра бетонного раствора потребуется мощность провода от 500 до 1500 Вт. Величина корректируется коэффициентом уровня температуры окружающего пространства;
• Для снижения расхода электроэнергии применяют присадки, понижающие точку замерзания раствора;
• С этой же целью утепляют опалубку.

После окончания обогрева монолитной конструкции бетон ещё не набирает полную прочность. Специалисты не рекомендуют немедленно приступать к обработке бетонной конструкции ударными инструментами: отбойными молотками и перфораторами. Вполне допустимы работы с помощью режущего оборудования с алмазным абразивом.

Прогрев бетона в зимнее время года нужно производить обязательно, иначе можно получить некачественный монолит, который нужно будет демонтировать, и возводить конструкцию заново. Поэтому к этому делу надо подходить особенно тщательно. Оптимальный выбор в пользу той или иной методики обогрева приведёт только к положительному экономическому эффекту.

Работа с кабелем предполагает проведение ответственных манипуляций. Перед тем как начинать процесс укладки, необходимо освободить поверхность от мусора и посторонних предметов, что касается и тех элементов, что способны повредить провод. В ходе этого важно следить за тем, чтобы кабель не перегибался.

После включения нужно соблюдать осторожность. Так, не должно происходить перепадов напряжения, для достижения этой цели требуется применить стабилизатор, в противном случае провод просто перегорит, а удалить его не представится возможным.

Схема прогрева бетона проводом ПНСВ есть в статье. После того как вы ее реализуете на деле, можно производить заливку и подключение, что предполагает подведение кабеля к источнику питания. Рекомендуется применять при подключении трансформатор. Как правило, специалисты рекомендуют использовать станции для прогрева марок СПБ-40, СПБ-80.

Подключение может производиться по двум электрическим схемам, первая из которых называется «звезда», тогда как вторая – «треугольник». В последнем случае жилы в проводе разделяются на 3 равные части и провода каждой сопрягаются параллельно. Образованные наборы необходимо соединить в 3 узла и подсоединить к 3-м зажимам станции.

Пред тем как вы начнете, необходимо знать время прогрева бетона проводом ПНСВ.

В течение первого периода раствор будет разогреваться, при этом недопустимо увеличивать температуру больше чем на 10 0С за два часа. Второй период должен сопровождаться повышением температуры не более чем на 80 0С. На заключительном этапе производится остывание. При этом тоже не следует торопиться, а понижение не должно оказаться больше 5 0С в течение часа.

Прогрев бетона проводом ПНСВ, схема укладки которого описана здесь, не сильно разнится с технологией монтажа системы «теплый пол». Кроме того, этот кабель может быть задействован при достижении таких целей. Однако при этом систему придется немного доработать, соорудив ТЭН из нитей проводов, тогда как сверху система должна быть защищена изоляцией.

Многие строители задаются вопросом о том, можно ли производить манипуляции по резке или сверлению бетона после того, как он обретет прочность. Этот вопрос обусловлен тем, что на момент остановки прогрева конструкция еще не обретает марочную прочность. Ответить на этот вопрос можно положительно, но с некоторой оговоркой.

Резать хоть и можно, но недопустимо производить ударные нагрузки. В качестве наиболее подходящего решения при этом выступает применение алмазного инструмента. Так, если использовать в работе на этом этапе алмазное бурение, то отверстия в бетоне обретают ровные края, а трещины не будут возникать. Более того, если пробурить тело бетона посредством алмазной коронки, то менять инструмент в момент преодоления арматуры не придется, что верно для железобетона.

Можно ли резать или сверлить бетон после набора им минимальной прочности (обычно на момент прекращения нагрева она далека от марочной)?

Да. Но без ударных нагрузок. Идеальный вариант — использование алмазного инструмента: алмазное бурение отверстий в бетоне сделает края идеальными и не вызовет появления трещин. Кроме того, бурение алмазной коронкой (как и резка железобетона алмазными кругами) позволит пройти армирование без смены инструмента.

При установке секционного обогревочного кабеля не стоит вопрос с обрезкой, поскольку нагреватели реализуются готовыми секциями, а не в бухтах. Для бетонирования в зимнее время требуется рассчитать мощность обогревающего элемента на основании используемых кубов бетона в монолитной бетонной конструкции.

К технологии ТМО бетона прилагается инструкция, где указано, что на обогрев 1 м.куб. строительной смеси потребуется от 500 до 1500 Вт. Все зависит от погодных условий на улице. Если воспользоваться несколькими несложными техническими приемами, удастся существенно сократить расходы на оплату электроэнергии:

• предварительно утеплить опалубку;
• применять специальные насадки для смеси, которые позволяют понижать точку замерзания раствора.

Если предстоит залить перекрытия или балки, расчет требуемого материала проводится из 4 погонных метров на каждый квадратный метр поверхности. Если предстоит возвести объемные конструкции, например, двутавровые бетонные балки, электрообогрев укладывают ярусами с интервалом не более 0,4 метра. Защита греющих проводов позволяет их надежно приматывать к арматуре.

Сегментированные провода имеют неоспоримые преимущества в сравнении со своими аналогами:

• несложный расчет длины требуемого обогревательного элемента, простота установки;
• вероятность поражения электроэнергией минимальная;
• для организации прогрева строительного материала не требуется дополнительное использование дорогостоящего оборудования.

К недостаткам можно отнести сравнительно высокую стоимость.

Вскоре после прогрева бетонных монолитных конструкций нельзя приступать к их обработке. Предварительно строительный материал должен затвердеть и достичь оптимальных показателей марочной прочности.

Ударные нагрузки также противопоказаны. Допускается резка. Для этого применяют оборудование, оснащенное алмазными насадками, после которых не образуются трещины. В целом прогрев бетона греющими проводами напоминает работу и устройство теплых полов.

Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ

Нагревательные кабели ВЕТ и КДБС не требуют подключения корректирующего энергетического оборудования, они работают от обычной электрической сети. Особых различий между этими изделиями не наблюдается. Оба кабеля питаются током гражданской электрической сети. Линейная мощность примерно одинакова (ВЕТ – 45 Вт/м, КДБС – 40 Вт/м).

Технология прогрева кабелем ПНСВ

Для эффективного прогрева необходима точная регулировка мощности. В противном случае недостаточный или чересчур сильный нагрев прогревочного провода может вызвать разрушение монолита. При перегреве изоляционная оболочка может расплавиться, и жилы проводов тогда войдут в контакт с арматурой, вследствие чего произойдёт короткое замыкание. Чтобы это не происходило, применяют специальные схемы подключения греющего проводника.

В результате теоретических разработок и опытных исследований было определено напряжение величиной 70 вольт, при котором ПНСВ наиболее эффективно «работает» с твердеющим раствором. Для создания оптимальных условий обогрева потребуется понижающий трансформатор.

Перед монтажом электропроводки делают расчёт длины провода. Затем определяют схему укладки и способ подключения кабеля, величину рабочего выходного напряжения с учётом объёма бетонного раствора, окружающей температуры и габарита монолитной конструкции. Чтобы не погрязнуть в сложных расчётах, пользуются онлайн калькулятором, который учитывает все вышеперечисленные параметры. Используют две самые распространённые схемы укладки и подключения кабеля: это звезда и треугольник.

Особенности и достоинства сегментированного кабеля

Неоспоримое достоинство ПНСВ для обогрева бетона – это его низкая стоимость и малые затраты электроэнергии. Невосприимчивость ПНСВ к щелочной и кислотной средам делает его незаменимым для взаимодействия с монолитом из бетона с различными присадками.

К минусам использования провода следует отнести необходимость подключения довольно дорогого трансформаторного оборудования. В некоторых случаях вместо понижающих трансформаторов используют сварочное оборудование. Такая методика обогрева приемлема для малогабаритных монолитных конструкций.

https://www.youtube.com/watch?v=ITujT-WErts

В качестве прогревочного сегментированного провода используют продукцию ВЕТ и КДБС. Преимущества использования такого типа проводной продукции заключаются в следующем:

• для прогрева бетона не нужно устанавливать дополнительное дорогое оборудование – понижающий трансформатор;
• высокая безопасность исключает случайное поражение током человека;
• монтаж прогревочных секций осуществляется быстро и с минимальными трудовыми затратами;
• расчёт длины обогревающих сегментов не вызывает сложностей.

К особенностям применения сегментированных обогревающих проводов относится то, что ВЕТ кабель и провод КДБС стоят намного дороже своего аналога – ПНВС. Их применение целесообразно на возведении монолитных сооружений небольших размеров.

Рекомендации специалиста

Прогрев бетона проводом ПНСВ, схема укладки которого есть в статье, может быть произведен методом первоначальной его навивки на стальной каркас, при этом необходимо обеспечить отсутствие натяжения. Можно его просто проложить между элементами металлокаркаса. Следует помнить, что провод не должен касаться поверхности опалубки, выступать из тела бетона после заливки он тоже не должен.

Нагревательный провод можно монтировать только после того, как была произведена закладка армирующего каркаса, не стоит начинать проведение данных работ и до того момента, пока закладные элементы не окажутся в пространстве ограждающей конструкции. Сварочные работы тоже должны быть завершены к этому моменту. Прогрев бетона проводом ПНСВ, схема укладки которого показана на рисунке, не должна продолжаться после набора прочности раствором в пределах 50%.

Тепло, которое исходит от жилы, должно оказаться способно разогреть раствор до 40–800 0С. Период, пока смесь полностью не наберет прочность, будет зависеть от особенностей объекта и, как правило, занимает до трех суток. Прогревочная станция должна функционировать по повторно-кратковременному или длительному принципу. Шаг между проводами не должен оказаться больше 15 мм.

Расчет прогрева бетона проводом ПНСВ представлен в статье, но его соблюдение еще не дает полного успеха. Ведь важно еще учесть технологию монтажа, которая предполагает исключение соприкосновения провода или его пересечения. Для того чтобы была возможность контролировать температурный режим в заливаемых раствором конструкциях, необходимо сделать специальные скважины.

Не следует начинать процесс прогрева до того момента, пока раствор полностью не будет уложен, так как это противоречит соображениям безопасности, кроме того, может повредить провод. Предпочтительнее доверить проведение такого рода работ специалистам, так как монтаж кабеля сопровождается определенными сложностями и требует наличия у мастера навыков в ведении подобных манипуляций.