Термоэлектроматы для прогрева бетона

Прогрев бетона при помощи термоматов

Потребность в прогреве бетона возникает как при ведении строительства в зимнее время, так и при необходимости организации ускоренного набора им прочности. Одним из вариантов является накрытие заливаемых участков термоматами – инфракрасными нагревателями во влагозащищенной оболочке, работающими от обычной сети. При относительно небольших энергозатратах и простой технологии они позволять прогреть строительные конструкции быстро и равномерно, хорошие результаты наблюдаются как при самостоятельном использовании, так и при комбинировании с другими способами.

Стандартная схема ТЭМС содержит нагревательный элемент на основе инфракрасной пленки, теплоизолирующую и отражающую прослойки, влагостойкую оболочку из поливинилхлорида и биметаллические термостаты. Термоматы используются для обогрева только уложенного раствора, в среднем для достижения с их помощью 70 % прочности требуется около 20 часов, в особо сложных случаях сроки увеличивают до 2 суток. Тепло от них распространяется равномерно (зоны локального перегрева исключены), что положительно сказывается на характеристиках строительных объектов и сводит риск образования трещин к минимуму. Глубина воздействия достигает 25 см, при бетонировании монолитных крупногабаритных конструкций этот метод прогрева бетона может не подойти, но для частных целей его вполне достаточно.

К преимуществам таких матов относят возможность многократного применения (в отличие от кабеля, оставляемого в толще раствора), простоту обслуживания, работу от обычной сети, относительную экономичность (величина потребления на 20 % меньше в сравнении с проводом) и дистанционное регулирование температуры. Прогрев бетона термоматами позволяет сократить сроки строительства и снизить расходы на противоморозные добавки. Максимальный эффект наблюдается при их эксплуатации зимой, но в целом временных ограничений нет. Маты используют для прогревания поверхностей с любым наклоном, но к вертикальным их нужно привязывать специальными хомутами (подходящие характеристики имеют крепления Хилти).

Особенности применения ТЭМС

Помимо соблюдения основных требований производителя (выдержки рабочего диапазона, контроля за температурной поверхности, незамедлительного отключения при перегреве) при работе с термоматами придерживаются ряда правил:

1. Укладку и подключение проводят в обесточенном состоянии, сторону с зоной нагрева поворачивают к рабочей поверхности. Несмотря на наличие влагостойкой оболочки между термоматом и бетоном стоит разместить полиэтиленовую пленку, это исключит выпаривание воды из раствора при прогреве и прилипание его частиц.

2. Полотна располагают с плотным прилеганием друг к другу, но без нахлестов. Максимально разрешенное расстояние между соседними матами составляет 10 см. Сгибы допустимы только по обозначенным линиям, чем ниже температура окружающего воздуха, тем выше риск повреждения нагревательной полимерной прослойки при грубом деформировании.

3. На вертикальных конструкциях (при строительстве колонн, к примеру) термоматы для бетона нуждаются в фиксации пластиковыми хомутами или полиамидными затяжками для электрокабелей. Следует помнить, что их температура применения уступает нагревательным элементом, даже системы Хилти фиксируются при морозе не ниже -12 °C.

4. Питание подключают через обычную вилку, с целью продления срока службы и исключения перекосов отслеживается величина нагрузки.

5. В процессе прогревания отслеживается температура поверхности бетона, при превышении свыше +70 °С устройства незамедлительно выключают, не дожидаясь срабатывания датчиков и термостатов. Контроль осуществляется с помощью пирометров, автоматических термодатчиков или просто вручную.

6. По окончании процесса нагрева термоматы обесточивают и оставляют неподвижными вплоть до остывания рабочих поверхностей и всех элементов до температуры окружающей среды.

По поверхности нагревательных пленок запрещено ходить вне зависимости от того будут ли они подключены к сети или нет, также на них не ставят тяжелые предметы. Между бетоном и рабочей стороной исключают размещение материалов с высоким термическим сопротивлением, а сверху, наоборот, в особо холодное время года допускается закрытие минватой или специальными тентами. Такая защита сохраняет оболочку от растрескивания и сокращает расход электроэнергии при прогреве. В целом, эффект и экономичность работ зависит от плотности прилегания зоны нагрева к раствору.

К учитываемым эксплуатационным показателям термоматов для прогрева бетона относят:

1. Размеры и вес, стандартный диапазон в развернутом положении варьируется от 1 до 3,8 м2 (до 2,5 кг/м2, соответственно). Также обращается внимание на допустимое число сгибов (при наличии, обычно не более 2), при укладке на поверхности с уклоном менять плоскость мата разрешается только по отмеченным пунктиром линиям. Изделия с небольшими размерами используются без сгибания.

2. Требуемые параметры питающей сети – 220 В, 50 Гц.

3. Величина потребляемой энергии – в пределах 300-800 Вт/м2. Максимальная мощность требуется при необходимости одновременного прогрева грунта и бетона, на сильно промерзших почвах используются более мощные специализированные разновидности.

4. Температура нагрева элементов – до +70 °C. Термоматы имеют встроенные датчики для ограничения, при достижении верхнего предела они выключаются, при падении до +55 включаются повторно.

5. Условия эксплуатации в режиме прогрева: до 100% влажности, с температурой окружающего воздуха от -40 до +40°С.

Наименование	Потребляемая мощность, Вт/м2	Размеры, мм	Площадь, м2	Цена за 1 м2, рубли	Цена за мат, рубли
ТМ-400	400	1,2×3,25	3,9	2200	8580
		1,2×2,75	3,3		7260
		1,2×2,2	2,6		5720
		1,2×1,1	1,3		2860
		1×1	1		2200
ТЭМ-450	450	1,2×3,2	3,84	2500	9600
ТЭМ-800	800			2800	10750

Для разового прогревания строительных конструкций можно купить б/у маты или взять их в аренду. В последнем случае расценки будут приемлемыми – в пределах 200-300 рублей в сутки за лист стандартного размера.

При приобретении новых термоматов для прогрева важно проверять наличие паспорта, продукция относится к сертифицированной. При необходимости строительства систем с нестандартной формой ТЭМС изготавливаются под заказ, цены на такую услугу колеблются в пределах 2300-2800 рублей/м2.

Альтернативным вариантом термоматов являются многослойные тенты с оболочной из полиэстера, полиуретана, пропитанного влагозащитными составами нейлона и 1,5 см прослойкой из синтепона. Их крепят с помощью шнура или проволоки с целью защиты бетона от промерзания, ветра и осадков. Они не обеспечивают полноценный прогрев и ускоренный набор прочности, их рекомендуют купить прежде всего для увеличения эффективности работы ТЭМС. Средняя стоимость 1 м2 таких тентов составляет 600 рублей, стандартная площадь – 24 м2.

Виды и особенности использования термоматов для прогрева бетона

Укладка бетона производится круглогодично независимо от температуры окружающей среды. В весенне-летний период строительный материал набирает требуемую прочность за несколько недель (при температуре от +17 до +20 °C). Однако при низких температурах, вода, содержащаяся в монолите, замерзает, процесс твердения замедляется, и прочностные характеристики раствора ухудшаются. В этом случае требуется дополнительно использовать: термоматы для прогрева бетона, прогревочные кабели, работающие от трансформатора и специальные пластифицирующие добавки, повышающие морозоустойчивость смеси.

Самым дешевым и простым вариантом является использование «нагревательных покрывал».

Что такое термоматы

Обогревательные маты представляют собой специальные приборы, напоминающие покрывала, благодаря которым бетонный состав твердеет при нужной для правильной гидратации температуре.

Изделия состоят из нескольких прослоек:

• ИК нагревательного слоя (изготавливается из полимерных материалов);
• теплоизолирующей прослойки, которая наполняется воздухом;
• нескольких слоев специального теплоотражающего материала;
• влагоустойчивого слоя (изготавливается из ПВХ);

Кроме этого, в приборе установлены специальные термостаты (биметаллические), которые при достижении нужного температурного уровня (до +70 °C) отключаются и снова начинают работать, когда температура понижается до +60 °C.

Чаще всего инфракрасный прогрев залитого бетона осуществляется за счет электропитания (220 В), которое подается к термомату по питающему проводу.

В зависимости от принципа действия, изделия бывают двух типов: изотермические и термоэлектрические.

Применения термоматов ТМ-400 при изготовлении нестандартных изделий.

Термоматы ТМ-400 также применяются и для прогрева бетона при изготовлении нестандартных изделий из железобетона.

Технология уже описана выше, а вот сами термоматы изготавливаются под конкретный размер формы если её размеры позволяют эксплуатацию термоэлектрических матов согласно инструкции по применению или набираются из нескольких штук.

Например для изготовления дорожной плиты размером 2 х 6 метров применяются пять нестандартных термоматов ТМ-400 размером 1,2 х 2 метра, что позволяет проводить их обслуживание одному рабочему.

При интенсивной эксплуатации термоматов на производстве ЖБИ следует учесть, что ресурс их работы ограничен из-за применения встроенных регуляторов температуры на 70 °С (примерно 50 тыс. включений-выключений).

Отсюда вывод: Для увеличения срока службы термоматов при интенсивной эксплуатации необходим использовать термоматы без встроенных датчиков, а для контроля температуры применять внешние терморегуляторы.

Автор статьи: Самойлов Максим Николаевич. тел.+7 (915) 047-0084

Прогрев бетона с помощью термоматов

Один из недорогих и вполне хороших способов прогрева бетонного раствора в строительстве – это термоматы. Многослойные полотнища со встроенными нагревателями или без них экономичны по сравнению с другими методами обогрева, но при этом не менее эффективны. По принципу действия термоматы для прогрева грунта и бетона делятся на две основные категории.

У электрических термоматов довольно простая конструкция, работающая по принципу пленочного «теплого пола». В них также встроен нагревательный элемент из мелкодисперсного графита, который и осуществляет прогрев бетона.

Термоэлектрические маты поднимают температуру свежезалитого раствора до +50-70 °С и поддерживают ее на этом уровне в течение суток-двух до набора требуемой прочности. Полимерная пленка после подачи на нее напряжения создает инфракрасное излучение, постепенно прогревающее бетонную заливку на глубину до 60 см (если прогрев осуществляется в 2 этапа). Снижение теплопотерь через окружающую среду обеспечивает воздушная прослойка и отражающий слой изоляции термоматов.

• ускорение твердения бетона при сложных погодных условиях строительства;
• простота в использовании;
• равномерный прогрев бетона по всей поверхности заливки, что исключает его растрескивание из-за разницы температур;
• относительно невысокие энергозатраты;
• возможность многоразового применения и комбинирования с другими эффективными способами прогрева.

Электрические маты ТЭМС работают от сети 220 В и имеют невысокое энергопотребление – 0,3-0,6 кВт на каждый квадратный метр. В зависимости от параметров встроенного биметаллического термостата они поддерживают температуру бетонной поверхности около +70 °С, после чего отключаются. Повторное включение происходит при остывании конструкции до +55-60 °С.

Для увеличения эффективности прогрева в сильные морозы допускается укладывать поверх термоматов дополнительный слой легкого утеплителя (минваты), чтобы сократить потери энергии.

Особенности применения ТЭМС

Использование термоматов допускается при температуре окружающей среды в диапазоне -40 – +45 °С. Такой высокий верхний порог предусмотрен неслучайно – даже в теплое время года методом инфракрасного прогрева можно ускорить затвердевание бетона и строительство в целом. Примерно через 20 часов в зависимости от марки раствора монолитная конструкция наберет около 70% своей номинальной прочности, хотя в нормальных условиях твердения это заняло бы от недели до двух.

Правила эксплуатации достаточно строги, но выполнимы:

1. При раскладке матов следить, чтобы не было перегрева. Для этого все они должны укладываться без нахлеста вплотную друг к другу.

2. При укладке на криволинейные поверхности термоматы можно сгибать только по обозначенным на оболочке линиям, чтоб не повредить нагревательный элемент.

3. В процессе нагрева бетона следить за его температурой и отключить сеть при увеличении t до +70°С, если не сработали термостаты.

4. После окончания прогрева термоматы нужно отключить от сети и не трогать их до полного остывания. Только когда и сами нагреватели, и бетон сравняются по температуре с окружающей средой, их можно будет снять.

К вертикальным поверхностям или колоннам ТЭМС придется привязывать, скрепляя имеющимися ремешками, пластиковыми хомутами типа Хилти ECT-S или более стойким к излучениям полиамидными затяжками Хилти ECT-UVHB.

Это многослойные утепленные строительные тенты (термоматы) из полиэстера, брезента или оксфорда. Оболочки пропитываются влагозащитными составами на полиуретановой основе, а внутрь укладывается слой синтепона толщиной 15 мм. Он и обеспечивает длительное сохранение тепла в бетонной заливке во время ее прогрева.

Изотермические тенты из-за их относительно небольшого веса (500-1100 г/м2) следует надежно крепить на месте. Для этого они снабжены металлическими люверсами. Через них легко протягивается шнур или проволока, фиксирующая мат и обеспечивающая его плотное прилегание к поверхности бетона.

• невысокая стоимость;
• широкая сфера применения;
• большие размеры – стандартный тент имеет величину 4х6 м;
• дополнительная защита конструкций от ветра и дождя.

В отличие от более сложных термоэлектрических матов, синтепоновые тенты просто играют роль «одеяла» для бетона, не увеличивая его температуру, а лишь замедляя остывание. Поэтому наибольшего эффекта можно добиться, только если использовать изотермические термоматы вместе с прогревом проводами или электродами.

Несмотря на водонепроницаемость оболочки мата, при прогреве на бетон необходимо укладывать пленочную гидроизоляцию, чтобы из раствора не испарялась влага. Кроме того, пленка не даст нагревателю прилипнуть к свежей смеси.

Любой вид термомата с ПВХ-оболочкой нельзя разворачивать или резко складывать на улице при отрицательных температурах, чтобы не повредить поверхность. На морозе полимерная ткань становится особо хрупкой.

Характеристики матов и стоимость

Прогрев бетона термоматами выполнить достаточно просто и подыскать оборудование для этих целей не составит труда. Гораздо сложнее, если технология строительства требует оттаивания мерзлого грунта перед началом бетонных работ. В этом случае потребуются более мощные нагреватели и устройство ровной песчаной подушки на дне траншеи или котлована, чтобы прогрев был максимально эффективным.

Термоматы для бетона можно купить или взять в аренду, если они нужны только для разового использования. Цены «проката» вполне приемлемы – за каждый мат нужно будет отдать 200-250 рублей в сутки. Это немного, если учитывать, что ТЭМС понадобятся всего на день-два. В некоторых организациях придется оставить возвращаемый залог от 2 000 и выше.

Характеристики термомата	ТМ-400	ТЭМ-450	ТЭМ-800	Тент ПВХ
Размер, м2	1 – 3,8	3,8	3,8	24
Вес, кг/м2	1,6 – 5,1	7	8	0,5-1,1
Мощность, Вт/м2	400	450	800	—
Коэффициент теплопроводности, ккал/м/ч×°С	—	—	—	0,037
Стоимость, рубли	2 200 8 450	9600	10 750	14 760

В случае, когда в прогреве нуждается бетонная конструкция нестандартных размеров или формы, придется заказывать изготовление ТЭМС по своим параметрам. Такая покупка обойдется в 2 000 — 2 500 за квадратный метр.

Стоимость матов для электрического прогрева напрямую зависит от площади и мощности нагревательного слоя, изотермических тентов – от основных размеров и материала наружной оболочки.