Подготовленные к монтажу ТЭНы.

Слева направо: нитка, тройка и тройка без «холодных концов».

Схема выводов нагревательных проводов из бетона

1 - нагревательные провода; 2 – монтажные провода; 3 – бетон

Качество контактных соединений оказывает значительное влияние на надежность системы электропрогрева бетона в целом. Особое внимание следует обращать на качество контактных соединений, утапливаемых в бетон. Плохо выполненные скрутки могут вызвать отключение отдельных ТЭНов (или групп ТЭНов) на стадии начального разогрева конструкции. При изготовлении ТЭНов рекомендуется зачищать провод для скруток на длину 70–80 мм, избегая повреждений токопроводящих жил при снятии изоляции.

Некачественная изоляция скруток увеличивает, за счет утечки в бетон, ток в проводах. При превышении длительно допустимого тока возможен выход ТЭНов из строя. Для изоляции скруток, утапливаемых в бетон, предпочтительно применять хлопчатобумажную изоляционную ленту, так как она допускает больший температурный диапазон монтажа и эксплуатации.

Для повышения надежности системы электрического прогрева бетона операции по заготовке ТЭНов следует выполнять в условиях отапливаемого помещения, предпочтительно – в условиях оборудованной мастерской.

Укладку ТЭНов в бетонные конструкции следует осуществлять в соответствии с монтажной схемой. Спирали ТЭНов крепятся одним концом и растягиваются вдоль арматуры на заданную монтажной схемой длину так, чтобы вывести из бетона «холодные концы» достаточной для подключения длины. Провод должен распределяться по трассе равномерно, так, чтобы не возникало локальных перегревов. Холодные концы следует надежно крепить к каркасу или опалубке с тем, чтобы они не смещались в процессе заливки бетона. Крепление ПНСВ к арматуре следует выполнять так, чтобы не повреждалась изоляция провода и обеспечивалось надежное крепление, например, отрезками (отходами) провода ПНСВ через интервал 0.5 – 0.75 метр. При монтаже нельзя накручивать ПНСВ на арматуру – в случае необходимости накручивать можно провод «холодных концов». Запрещено допускать пересечение или сближение менее чем на 50 мм провода различных ТЭНов.

Во время монтажа следует обеспечить сохранность, как токопроводящих жил, так и изоляции. После монтажа ТЭНов нельзя вести на конструкции работы, могущие вызвать их повреждение – например, сварочные работы.

При заливке бетона необходимо наблюдать за тем, чтобы уложенные в конструкцию ТЭНы были полностью утоплены в бетоне. Следует помнить о том, что на воздухе провод ПНСВ под действием рабочего тока быстро перегорает и, кстати, может вызвать возгорание утеплителя.

Схема раскладки и подключения нагревательного провода при электрообогреве перекрытия.

Подключение ТЭНов к источнику питания должно осуществляться квалифицированными электриками в соответствии с монтажной и принципиальной схемой.

Электротехнический персонал, выполняющий подключение ТЭНов к источнику питания, должен руководствоваться следующими правилами:

- вся электрическая часть СЭПБ должна выполняться максимально надежно, так как ее неисправности неизбежно приводят к значительным материальным убыткам;

- контактные соединения всех видов должны выполняться качественно, так как часть электрооборудования СЭПБ используется на повышенных по отношению к обычным (определенным ПУЭ) токах;

- так как электрооборудование СЭПБ эксплуатируется в особо опасных условиях (в отношении опасности поражения персонала электрическим током), следует принять все меры к недопущению электротравм;

- подключение проводов «накруткой» ненадежно и недопустимо даже для одного ТЭНа;

- соединять медные проводники с алюминиевыми разрешается только при помощи специальных соединителей (например, сжимов типа У-859, У-739, У-731 и т.п. – «орешков»);

- провода с однопроволочной жилой (АПВ) на токах до 75 Ампер допустимо соединять «скруткой». Качество соединений должно соответствовать рабочему току – провода следует зачищать на длину 50–100 мм в зависимости от сечения провода, избегая повреждений жилы при снятии изоляции.

Нагревательные провода подключают к инвентарным секциям шинопроводов, присоединенных с помощью монтажного кабеля к трансформаторной подстанции в соответствии со схемой, представленной на рисунке.

После раскладки нагревательных проводов и подключения их к шинопроводу начинают укладку и электрообогрев бетонной смеси.

Подготовку и укладку бетонной смеси при отрицательных температурах следует производить с учетом следующих требований:

- снимать наледь с помощью пара или горячей воды не допускается. При температуре воздуха ниже минус 10 °С арматуру диаметром более 25 мм, а также арматуру прокатных профилей и крупные металлические закладные детали следует отогревать до положительной температуры. Все выступающие закладные части и выпуски должны быть дополнительно утеплены;

- укладку бетонной смеси следует вести непрерывно, без перевалок, средствами, обеспечивающими минимальное охлаждение смеси при ее подаче;

- температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, не должна быть ниже + 5 °С.

Горизонтальную поверхность перекрытия укрывают гидроизоляционным материалом (пленкой) и укладывают минераловатные плиты толщиной 50 мм.

Подают напряжение на нагревательные провода. Электрообогрев осуществляется на пониженном напряжении 55 - 95 В соответствии с электрическими параметрами, представленными в таблице. Подача напряжения разрешается после окончания бетонирования, укладки теплоизоляции и ухода людей за пределы ограждения. Перед подачей напряжения необходимо проверить правильность подключения, осмотреть контакты, кабели и провода. Во время обогрева бетона необходимо вести наблюдение за состоянием контактов, кабелей, проводов. В случае обнаружения неисправности необходимо немедленно отключить напряжение и устранить неисправность.

Контроль температуры обогреваемого бетона следует производить техническими термометрами или дистанционно с помощью термодатчиков, устанавливаемых в скважину согласно рисунку. Число точек измерения температуры устанавливается в среднем из расчета не менее одной точки на 50 м² площади перекрытия.

Температуру бетона измеряют в процессе изотермического прогрева не реже чем через 2 часа. Для регулирования температуры бетона и обеспечения безаварийной работы проволочных нагревателей следует использовать системы автоматики температурного контроля и регулирования режимов обогрева (блок-приставки к трансформаторам конструкции ЦНИИОМТП).

Таблица

Электрические параметры электрообогрева нагревательными проводами ПНСВ

Температура наружного воздуха, °С	Шаг раскладки нагревательного провода, мм	Диаметр нагревательного провода марки ПНСВ, мм	Электрическое напряжение, В	Длина отрезка нагревательного провода, м	Удельная мощность обогрева, Вт/м^2
в уровне верхней и нижней сеток арматуры	только в уровне нижней сетки арматуры
- 5			1,1
1,2
1,4
- 10			1,1
1,2
1,4
- 15		-	1,1
1,2
1,4
- 20		-	1,1
1,2
1,4

 

Электрообогрев бетонной смеси осуществляется в соответствии с нижеприведенным графиком при скорости подъема температуры 4 °С в час.

Во время разогрева температуру бетона измеряют не реже чем через 1 час.

Скорость остывания бетона по окончании тепловой обработки для конструкций с модулем поверхности 5 - 10 - не более 5°С/ч, с модулем поверхности свыше 10 - не более 10 °С/ч. Температуру наружного воздуха замеряют один-два раза в сутки, результаты замеров фиксируются в журнале.

Установка термодатчика в обогреваемой конструкции

1 - монолитная конструкция; 2 - утеплитель; 3- пенал из тонкостенной стальной трубки; 4 - индустриальное масло; 5 -термодатчик

Не реже двух раз в смену, а в первые три часа с начала обогрева бетона через каждый час, измеряют силу тока и напряжение в питающей цепи. Визуально проверяют отсутствие искрения в местах электрических соединений.

Прочность бетона обычно проверяют по фактическому температурному режиму. После распалубливания прочность бетона, имеющего положительную температуру, рекомендуется определять с помощью молотка конструкции НИИМосстроя, ультразвуковым способом или высверливанием и испытанием кернов.

Набор прочности бетона при различных температурах его выдерживания определяется по графикам, представленным на рисунке.

Кривые набора прочности бетоном при различных температурах его выдерживания

а, в - для бетона класса B25 на портландцементе активностью 400 - 500;

б, г - для бетона класса В25 нашлакопортландцементе активностью 300 - 400

Теплотехнический расчет СЭПБ

На практике сущность теплотехнического расчета заключается в определении электрической мощности, требующейся для прогрева бетона до заданной (службой температурно-прочностного мониторинга) температуры.

Порядок практического определения теплотехнических данных СЭПБ, использующей КТПТО–80:

1. По технологическим картам определяется предельный срок, за который должны прогреваться бетонные конструкции.

2. Разрабатываются в эскизах принципиальная и монтажная схемы СЭПБ. Мощность закладываемых в конструкции ТЭНов определяется из расчета 2/1 кВатт (зима/лето) на м³ конструкции (предпочтительнее - из конструкций-аналогов).

3. Выполняется пробная заливка.

4. По командам службы температурно-прочностного мониторинга (больше-меньше), путем переключения ступеней трансформатора, определяется оптимальный (по срокам) для данной конструкции режим электрического прогрева (мощность).

5. По значению мощности, потребляемой конструкцией в оптимальном режиме, и с учетом возможного понижения в дальнейшем температуры окружающей среды первоначальные схемы СЭПБ корректируются так, чтобы оптимальный режим достигался при 3-ей (средней) ступени трансформатора.

6. Выполняются монтажные и принципиальные схемы СЭПБ конструкции.

7. В дальнейшем, если по командам службы температурно-прочностного мониторинга регулярно приходится корректировать мощность прогрева более, чем на одну ступень трансформатора, следует внести в схемы СЭПБ соответствующие коррективы.

Практическое определение теплотехнических данных СЭПБ, использующей нерегулируемые трансформаторы, например НТС, затруднено. Регулировку мощности следует осуществлять:

· понижение – отключением части ТЭНов или ухудшением утепления;

· повышение – улучшением утепления вплоть до подогрева от посторонних источников, к примеру, теплогенераторов.

Не рекомендуется использовать нерегулируемые трансформаторы для прогрева ответственных или критичных по времени набора прочности конструкций.

Пример: Определить прочность бетона в конструкции с М_п = 4 на портландцементе марки 400 при скорости подъема температуры 10 °С в час, температуре изотермического прогрева 70 °С, его продолжительности 12 ч и остывании со скоростью 5 °С в час до конечной температуры 8 °С.

Решение:

Определить величину относительной прочности за период подъема температуры:

- продолжительность подъема температуры (70-10)/10=6,

- при средней температуре (70+10)/2=40 °С.

Для этого из точки «А» согласно рисунку проводим перпендикуляр до пересечения с кривой прочности при 40 °С (точка «Б).

Величина прочности за время подъема температуры определяется проекцией точки «Б» на ось ординат (точка «В») и составляет 15 %.

Определяем прирост относительной прочности при изотермическом прогреве за 12 часов как проекцию участка (точки «Л» и «К»)кривой прочности при 70 °С (отрезок «ВЗ»), что составляет 46 % R₂₈.

Определяем прирост прочности бетона за 12 часов остывания по кривой прочности при 38 °С как проекцию участка «ЖГ» на ось ординат. Отрезок «ЗИ» соответствует 9 % R₂₈.

За весь цикл термообработки бетон приобретает прочность 15 + 46 + 9 = 70 % R₂₈.

Для каждого конкретного состава бетона строительной лабораторией должен быть уточнен на опытных образцах-кубах оптимальный режим выдерживания.

Пример определения прочности бетона по графику

Теплоизоляция может быть снята не ранее того момента, когда температура бетона в наружных слоях конструкции достигнет плюс 5 °С и не позже, чем слои остынут до 0 °С. Не допускать примерзания опалубки и теплозащиты к бетону.

Для предотвращения появления трещин в конструкциях перепад температур между открытой поверхностью бетона и наружным воздухом не должен превышать:

- 20 °С для монолитных конструкций с модулем поверхности до 5;

- 30 °С для монолитных конструкций с модулем поверхности 5 и выше.

В случае невозможности соблюдения указанных условий поверхность бетона после распалубливания должна быть укрыта брезентом, толью, щитами и т.д.

Раскладку нагревательного провода в конструкцию и электрообогрев бетона нагревательными проводами выполняет звено из 4-х человек согласно таблице 2.

Таблица

Распределение операций по исполнителям

№ п/п	Состав звена по профессиям	Кол. чел.	Перечень работ
	Электромонтер V разряда		Подсоединения КПТ ТО-80/86 к питающей сети, подсоединение нагревательных проводов к шинопроводу.
	Электромонтер III разряда		Расстановка шинопроводов, подсоединение к ним нагревательных проводов.
	Бетонщики III разряда		Раскладка нагревательных проводов. Устройство гидро-теплоизоляции.

 

Бетонщики III разряда раскладывают нагревательный провод в уровне нижней и верхней арматурных сеток согласно схеме на рисунке.

Электромонтер V разряда производит разделку концов кабеля,подсоединяет его к трансформаторной подстанции КТП ТО-80/86.

Электромонтер III разряда, расставляет секции шинопровода вдоль захватки, соединяет их между собой.

После подсоединения кабеля электромонтер V разряда подсоединяет секции шинопровода к КТПТО-80/86, проводит ее заземление и опробует работу трансформаторной подстанции на холостом ходу.

После этого электромонтеры V и III разрядов подсоединяют нагревательные провода к секциям шинопровода.

После укладки бетона в конструкцию бетонщики III разрядов устраивают гидро- и теплоизоляциюв ерхней поверхности перекрытия.

Подают напряжение на нагревательные провода.

Разборка системы электрообогрева производится в обратном порядке.

Общие правила составления монтажной схемы СЭПБ.

1. Способы монтажа ТЭНов следует выбирать так, чтобы провода ТЭНов не накладывались друг на друга и не сближались на расстояние менее 100 мм. Аналогичное требование распространяется и на закладываемые в бетон линии питания ТЭНов.

2. Шаг укладки ТЭНов следует выбирать из диапазона 100 – 300 мм. В случае наличия в конструкции арматурной сетки шаг укладки ТЭНов целесообразно выбирать кратным шагу арматуры. В случае необходимости укладки ТЭНов с меньшим шагом (по требуемой мощности) следует применить двухслойную укладку (расстояние между слоями не менее 100 мм).

3. Следует предусматривать снижение шага укладки ТЭНов в тех местах прогреваемой конструкции, где охлаждение интенсивнее, чем в конструкции в целом. К местам интенсивного охлаждения относятся: края плит, массивные металлические выпуски, места стыка с не прогреваемыми бетонными конструкциями. Шаг укладки ТЭНов в таких местах следует снижать примерно вдвое.

4. Утопленные в бетон скрутки выделяют значительное количество тепла. Края конструкций, в которые утоплены скрутки СЭПБ, не нуждаются, как правило, в снижении шага укладки ТЭНов.

Порядок практического определения теплотехнических данных СЭПБ, использующей КТПТО–80:

1. По технологическим картам определяется предельный срок, за который должны прогреваться бетонные конструкции.

2. Разрабатываются в эскизах принципиальная и монтажная схемы СЭПБ. Мощность закладываемых в конструкции ТЭНов определяется из расчета 2/1 кВатт (зима/лето) на м³ конструкции (предпочтительнее - из конструкций-аналогов).

3. Выполняется пробная заливка.

4. По командам службы температурно-прочностного мониторинга (больше-меньше), путем переключения ступеней трансформатора, определяется оптимальный (по срокам) для данной конструкции режим электрического прогрева (мощность).

5. По значению мощности, потребляемой конструкцией в оптимальном режиме, и с учетом возможного понижения в дальнейшем температуры окружающей среды первоначальные схемы СЭПБ корректируются так, чтобы оптимальный режим достигался при 3-ей (средней) ступени трансформатора.

6. Выполняются монтажные и принципиальные схемы СЭПБ конструкции.

7. В дальнейшем, если по командам службы температурно-прочностного мониторинга регулярно приходится корректировать мощность прогрева более, чем на одну ступень трансформатора, следует внести в схемы СЭПБ соответствующие коррективы.

Для определения необходимого сечения линий питания электрического прогрева бетона составлена таблица.

Таблица

Нагрузочная способность проводников при электропрогреве бетона.

Характер подключения:	АПВ-4	АПВ-6	АПВ-10	КГ-25	КГ-35	КГ-50	КГ-70
двухфазное, ниток
трехфазное, ниток на три провода
трехфазное, троек на три провода

 

Монтажные длины ТЭНов. Разработка монтажной схемы, основанной на использовании свитых в спираль ТЭНов, затрудняется некоторыми обстоятельствами:

· длина ПНСВ, входящего в ТЭН, нестабильна;

· свитые в спираль ТЭНы не разворачиваются на полную длину входящего в них ПНСВ;

· трасса, по которой растянут свитый в спираль ТЭН, не может быть короче определенного значения (чтобы витки ТЭНа не подогревали друг друга).

Практическим путем были определены монтажные длины различных типов ТЭНов, представленные в таблицах.

Таблица

Монтажные длины ТЭНов из ПНСВ–1.2.

Тип ТЭНа из ПНСВ–1.2	Монтажная длина, м
от	до
нитка на 75 Вольт
тройка на 75 Вольт
нитка на 36 Вольт
тройка на 36 Вольт

 

Таблица

Монтажные длины ТЭНов из ПНСВ–1.4.

Тип ТЭНа из ПНСВ–1.4	Монтажная длина, м
от	до
нитка на 75 Вольт
тройка на 75 Вольт
нитка на 36 Вольт
тройка на 36 Вольт

 

Рекомендации по энергосбережению.

В целях энергосбережения при производстве работ рекомендуется:

- при определении средств и продолжительности транспортирования бетонной смеси исключать возможность охлаждения ее более чем установлено технологическим расчетом, нарушение однородности и снижение заданной подвижности на месте укладки;

- применение бетонов возможно более высокой относительной прочности при малой продолжительности прогрева (портландцемент, быстротвердеющий портландцемент);

- применение химических добавок для сокращения продолжительности термообработки бетона и получения повышенной прочности бетоном сразу после обогрева;

- применение максимально допустимой температуры термообработки бетона с учетом нарастания прочности бетона при остывании;

- надежно проводить теплоизоляцию поверхностей бетона и опалубки, подвергающихся охлаждению;

- соблюдать режим электрообработки;

- следить за качеством и плотностью соединений контактов проводов и кабелей;

- не допускать намокания теплоизоляции.

При производстве работ поэлектрообогреву нагревательными проводами монолитных конструкций следует руководствоваться правилами производства и приемки работ согласно:

- СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»;

- СНиП12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования»;

- СНиП12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство».

 

Электропрогрев бетона саморегулирующимися нагревательными кабелями________

Саморегулирующийся нагревательный кабель – проводниковый нагревательный элемент, мощность тепловыделения которого автоматически снижается либо повышается в зависимости от изменения температуры нагреваемого объекта. Саморегулирующийся ленточный нагревательный кабель широко используется в системах обогрева и защиты труб от промерзания и обледенения.

Принцип действия саморегулирующегося нагревательного кабеля основан на использовании прямой зависимости сопротивления проводящих элементов от температуры окружающей среды. То есть, при снижении температуры окружающей среды значение сопротивления проводящего элемента падает, что приводит к возрастанию тока через него и, как следствие, повышению выделения тепла в нём. При повышении температуры среды наблюдается обратный процесс. При этом каждый участок кабеля реагирует на температуру непосредственно той части пространства, с которой он находится в контакте, что позволяет исключить взаимное влияние отдельных участков кабеля друг на друга.