Для чего нужен прогрев бетона в зимнее время: 7 способов

Мы живем в быстро развивающемся мире. Темп жизни и потребности человека возрастают с каждым днем, не зависимо от времени года, и для того, чтобы часть их обеспечить, во всех сферах нашей жизни присутствует такая отрасль, как строительство. Ни для кого не секрет, что благодаря ей у нас есть магазины, жилье, места работы и отдыха.

Как правило, большинство людей считают, что строительство — это сезонный вид работ, и должен производятся в условиях теплого время года. И в чем-то они правы, ведь большинство современных технологий предполагает применение материалов, которые в своем составе имеют воду, способную расширяться при замерзании, в результате чего достаточно высока вероятность разрушения или ослабления конструкции. Но на сегодняшний день сложно себе представить, что все строительные организации в зимних условиях прекращают работать и уходят в отпуск.

Как происходит строительство зимой?

Из-за физических свойств различных строительных материалов, низких температур, выпадения осадков строительство в зимний период требует соблюдения определенных технологий, правил и мер, необходимых для достижения требуемого качества работ.

Все строительные объекты не обходятся без применения бетонных составов. Их используют практически на всех этапах работы. Это и:

• Бетонирование фундамента.
• Изготовление монолитных опор.
• Монтаж межэтажных перекрытий и т. д.

Но, как известно, в состав любой бетонной смеси входит вода, а это значительно усложняет работу зимой. Необходимость борьбы с ее замерзанием (кристаллизацией), создает ряд трудностей, но современные технологии бетонирования способны с ними справиться.

Каким же образом применяется бетон зимой без потери возложенных на него функций и свойств? Ответ очень прост – необходимо соблюдение условий нагрева бетонного раствора, и поддержание плюсовой температуры, пока он не наберет расчетную прочность.

Как прогреть бетон?

Технологии на прогрев бетона в зимнее время, подбираются по нескольким факторам:

• Площади объекта;
• Региона;
• Доступности к инженерным сетям (газ, электричество);
• Материально-технической обеспеченности подрядчика работ;
• Ландшафта на строительной площадке.

Обращаясь к статистике, можно выделить наиболее распространённые методы и оборудование для прогрева бетона.

• Электропрогрев бетона (греющим проводом из стали, электродами);
• Инфракрасный;
• Эффект термоса;
• Индукционный нагрев;
• Укрытие и тепловые пушки;
• Термоматы.

Давайте более подробно рассмотрим эти варианты.

Нагревательным проводом

Этот способ электропрогрева зимой является наиболее распространенным, бюджетным (не требует больших финансовых затрат) и очень эффективным, с которым под силу справиться человеку, не имеющему большого опыта в строительстве. Изучив несколько статей и видеороликов или посоветовавшись со специалистом, можно сэкономить часть бюджета на строительство своего дома, протянув кабель прогревочный самостоятельно (но лучше воспользоваться услугами профессионалов).

Суть его заключается в следующем. На каркас из арматуры, смонтированной в опалубке или траншее, укладывается провод для прогрева смеси (чаще применяют ПНСВ провод стальной, диаметром 1.2 мм. – 3 мм.). Способ укладки напоминает монтаж труб теплого пола. Это должны быть витки змейки на расстоянии 20-25 см. друг от друга. Необходимо выпустить за край опалубки концы, минимум 10 см., для подключения понижающего трансформатора или сварки. Подключение производиться строго после заливки, иначе провод, без возможности рассеивать тепло, перегорит. Не смотря на всю простоту, способ является очень эффективным и применяется, как в ИЖС, так и на крупных объектах.

Электродами

Электродный прогрев бетона более затратный нежели греющий кабель. Это связано с:

• Большим расходом электроэнергии (по мере высыхания, увеличивается его сопротивление, что влечет повышение расхода электричества);
• С необходимостью использования более мощных понижающих приборов (к примеру, аппарат 80 кВт, при использовании греющего кабеля, прогреет 90 м3, а применение электродов, лишь малую часть от этого объёма);
• С необходимостью покупки электродов (катанка 8-10 мм.), которые остаются в конструкции.

К тому же, этот способ мало эффективен для горизонтальных конструкций (плиты перекрытия), и чаще используется для колон и стен.

После заливки, в раствор вставляют электроды с шагом от 0,6 до 1 метра друг от друга, в зависимости от температуры окружающей среды и геометрии объекта. К первой фазе подключают 1-й и последний электрод в ряду, остальные — ко 2-й и 3-й. Ток, проходя между электродами равномерно распределяет тепло, предотвращая замерзание.

Существуют пластинчатые электроды. Их монтаж немного отличается. Их вешают на внешнюю сторону стены друг на против друга и подключают к разным фазам. Благодаря образованию электрического поля, между пластинами, происходит нагрев смеси.

Электропрогрев бетона в зимнее время, в условиях повышенной влажности, требует тщательного соблюдения норм техники безопасности. Риск, получить поражение током, очень велик.

Инфракрасный прогрев

Еще один способ предотвратить кристаллизацию воды — применение инфракрасного излучения. По энергозатратам, способ является экономичным, но ввиду небольшой площади воздействия, понадобятся определенное количество этих установок, что бывает не выгодно застройщику (высокая стоимость промышленных установок). Метод эффективен на небольших, труднодоступных участках конструкции. К минусам можно отнести и неэффективность использования при толщине раствора более 50-70 см.

Высокий КПД, возможность подключения от 220-380 В, отсутствие необходимости в применении дополнительного оборудования (трансформатор, электроды, провода), простата монтажа дают этому методу право на существование.

Для предотвращения быстрого испарения воды, конструкцию укрывают полиэтиленом. Мощность регулируется как на излучателе, так и регулировкой расстояния от прибора до места обработки.

Метод термоса

Благодаря своей простате, метод термоса получил широкое распространение в индивидуальном жилищном строительстве и на промышленных объектах небольшой площади. На крупных площадках его применяют совместно с другими видами (используют добавки или электричество).

Нагретый на заводе раствор заливается в опалубку и незамедлительно укрывается, заранее подготовленной теплоизоляцией. Благодаря эффекту гидратации, остывающий раствор выделяет до 80 килокалорий тепла на 1 кг. массы и происходит, так сказать, «прогрев уже подогретого состава». Медленное и равномерное остывание увеличивает прочность состава.

Экономическая выгода заключается в возможности изготовить теплоизоляцию самостоятельно из недорогих материалов. Подойдет применение опилок или соломы.

Индукционный нагрев

Индукционный прогрев бетона не получил широкого распространения из-за необходимости производить сложные, индивидуальные расчеты и ограниченности его использования. Как правило, его применяют для обогрева таких элементов, как:

• Балки;
• Ригеля;
• Колонны, опоры и т.д.

Тем не менее, он содержит и ряд положительных особенностей:

• Экономически выгоден (не высокая стоимость);
• Равномерное распределение тепла по всей площади;
• Не «привязан» к электрофизическим свойствам цементного-песчаного состава.

Вокруг необходимого элемента, витками прокладывается изолированный провод. При подаче на него электричества, образуется электромагнитное поле, которое, в стальном сердечнике или опалубке, преобразуется в тепловую энергию.

Укрытие и тепловые пушки

Универсальный метод, применяемый как правило в местах, удаленных от инженерных сетей (поле) или не имеющих стабильного подключения электричества. Основан он на создании, с помощью воздухонепроницаемых материалов (брезент, плотный полиэтилен и т.д.), шатра над заливаемой площадкой, в котором производят монтаж отопления воздуха с помощью тепловых генераторов, которыми осуществляют прогрев бетона. (дизельных или газовых пушек).

Способ популярный, но трудоёмкий и дорогой. Необходимо наличие дорогостоящего оборудования, покупка материалов для конструкции (лес, брезент) и топлива.

Термоматы

Использование термоматов смело можно назвать универсальным, современным и профессиональным подходом при производстве бетонных работ. Он содержит целый ряд преимуществ:

• Легкость и простота использования;
• Автоматизация всего процесса (контроль температуры раствора происходит автоматически);
• Возможность применения к любой форме конструкции (наиболее эффективен на больших горизонтальных площадках, при заливке бетонной плиты перекрытия, прогревается раствор для стяжки пола и т. д.);
• Быстрый набор прочности раствора (12 часов — 70%).

Единственный минус — это их дорогая стоимость (имеются ввиду качественные, профессиональные маты). Наличие этого инструмента у производителя работ говорит о его профессиональном подходе к своему делу.

Другие методы

Помимо выше описанных способов отопления, можно выделить еще несколько:

• Добавляются в раствор специальные добавки против замерзания, препятствующие кристаллизации воды (для максимального результата, применяется в купе с электропрогревом);
• Используются опалубки с нагревательными элементами (опалубка с тэн элементами) — удобно, профессионально, быстро. Ложка дегтя — высока стоимость, трудно применить на объектах нестандартной формы (имеет определенные, типовые размеры);
• Применяется метод пропаривания — только в промышленности. Предполагает наличие специальной, двухстенной опалубки, внутрь которой подается горячий пар. Идеальный способ для качественной гидратации цемента (горячая, влажная среда), но ввиду сложности применения, используется крайне редко.

Сколько греть ?

На этот вопрос нет однозначного ответа. Время, за которое смесь наберет необходимую прочность, зависит от большого количества факторов и рассчитывается, контролируется на каждом объекте индивидуально:

• Регион;
• Температура окружающей среды;
• Используемый метод прогрева;
• Марка цемента и т. д.

Все оказывает своё влияние. В идеале, для максимально эффективного набора прочности, процесс должен длится как можно медленнее и дольше.