Технология прогрева бетона: Технология прогрева бетона

Технология прогрева бетона

%PDF-1.5
%
2 0 obj
>
/Metadata 4 0 R
/Pages 5 0 R
/StructTreeRoot 6 0 R
/Type /Catalog
>>
endobj
4 0 obj
>
stream

application/pdf

2011-11-17T13:42:38+03:00Microsoft® Word 20102019-10-25T21:14:53+03:00Microsoft® Word 2010uuid:05ba8cc8-4e36-4256-968f-4505cb53fa35uuid:ce24bd30-3a55-4c3a-9e3b-9f1ba01ce0b7

endstream
endobj
25 0 obj
>
stream
x\ˎ0º|lw;Hd1$6= %Quԩ. n>pq̾Eh4hY9y;f

Прогрев бетона трансформатором — технология, расчет длины провода и мощности

Прогрев бетона трансформатором хорошо зарекомендовал себя при бетонировании в зимнее время. Этот способ относится к категории электропрогрева, из чего становится понятно, что тепло вырабатывается при помощи электрического тока.

Совместно с трансформаторами можно использовать либо провода, либо электроды. В первом случае провода погружаются в опалубку и крепятся к арматуре, затем в нее заливается раствор. Во втором случае в уже замоноличенную конструкцию вставляются или размещаются на поверхности электроды. Затем в обоих случаях провода или электроды подключают к сети 200/380 В через трансформатор и производят обогрев.

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.

Расчет мощности трансформатора и длины провода

Для расчета необходимой мощности обычно принимают следующие значения: для прогрева одного кубометра бетона требуется примерно 1,3 кВт мощности. Если температура воздуха слишком низкая, то значение увеличивается, если высокая – уменьшается. Длина ПНСВ провода на 1 м³ раствора составляет примерно 30-50 м. Хотя в каждом случае необходимо проводить индивидуальные расчеты, руководствуясь тем фактом, чтобы в каждом отрезке провода сила тока была в районе 15 А для схему «звезда» и 18 А для «тройки» (для ПНСВ–1. 2).

Как правило, для бетонирования в холодных условиях используют трехфазные трансформаторы. Соответственно и нагружать эти фазы надо равномерно. При этом очень важно соблюдать одинаковую и верно рассчитанную длину петель провода во избежание перекоса фаз и выгорания кабеля.

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.

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.

проводами, кабелем, термостатами, электродами, сварочным аппаратом

С наступлением холодов монолитное строительство сталкивается с проблемой обеспечения достаточной прочности бетона. При понижении температуры до отрицательного значения вода, находящаяся в растворе, замерзает, превращается в кристаллы льда, которые оказывают разрушающее воздействие на структуру бетона и значительно снижают его конечную прочность. Чтобы нивелировать негативное воздействие мороза, осуществляют прогрев бетона в зимнее время, обеспечивающий оптимальный температурный режим для его застывания.

При правильном подходе процедура обеспечивает:

• равномерный прогрев всей поверхности;
• застывание бетона без трещин и дефектов;
• высокую скорость набора марочной прочности;
• сокращения сроков строительства.

Технология прогрева бетона в зимний период

В зависимости от температуры окружающей среды, особенностей строительной конструкции, экономической целесообразности применяются различные способы создания и поддержания уровня влажности и температурного режима, необходимых для набора бетоном прочности в самые сжатые сроки.

В рамках работ используют кабель для прогрева бетона, термоматы, электроды и другие методы. Профессиональные строители рекомендуют использовать одновременно несколько методов, чтобы добиться максимальной эффективности процедуры.

Технология каждого способа имеет свои особенности. Например, при использовании установки для сварки необходим доступ к подключению к электросети. Также у каждого метода есть свои преимущества и недостатки. Поэтому рассмотрим отдельно каждый из них.

Как прогреть бетон зимой?

При выборе конкретной технологии анализируются метеорологические условия, масштаб работ, энергозатраты  и рассчитывается экономическая эффективность.

Трансформатор (генератор)

Данный способ является самым распространенным и применяется как минимум в 70-ти случаях из 100. Для прогрева предварительно прокладывается провод ПНСВ, после этого проводят заливку бетонного раствора. Провод нагревается с помощью трансформатора, создающего пониженное напряжение.

В данном случае большое значение имеет правильная укладка кабеля, который будет греть смесь.

Основные этапы работы выглядят так:

• поверхность тщательно очищается, чтобы камни или мусор не повредили изоляционную оболочку кабеля;
• аккуратно в виде «змейки» укладывается провод, не допускаются перегибы, которые могут повредить токопроводящую жилу;
• проводить пуск желательно при стабильном напряжении в сети;
• греющий кабель подводится к источнику питания и подключается по стандартной схеме;
• скорость разогрева раствора должна составлять 10 градусов за два часа, при основном нагреве температура должны быть не выше 80 градусов, скорость остывания – до 5 градусов в час.

Основные преимущества использования провода ПНСВ (одножильного провода со стальной жилой):

• Невысокая стоимость, поскольку трансформатор потребляет намного меньше энергии, чем другие электроагрегаты.
• Возможность получить дополнительную экономии за счет аренды оборудования.
• Можно использовать в любую погоду.

Сварочный аппарат

В случаях, когда температура воздуха понижается до +5С, электрики рекомендуют использовать для прогрева сварочный агрегат масляного или воздушного типа. Алгоритм работы такой же, как и при использовании трансформатора.

Термоматы

В основном, их применяют в северных регионах, где вопросы создания необходимого температурного режима являются наиболее актуальными. Термоматы – это приспособления, которые функционируют в автономном режиме.

Положительными сторонами их использования является:

• экономное потребление электроэнергии;
• равномерный прогрев, исключение зонального перегрева;
• контроль температуры происходит в автоматическом режиме;
• бетон набирает 70,0% прочности в течение 12 часов.

Оборудование имеет достаточно высокую стоимость.

Электроды

Трансформатор может понадобиться и при использовании в качестве нагревательного элемента электродов. Этот способ подходит при устройстве вертикальных конструкций — стен, колонн. К трансформатору подключаются металлические стержни, которые устанавливаются в раствор на расстоянии 60 — 100 см друг от друга. С помощью трансформатора можно понижать напряжение, за счет чего происходит нагрев.

В зависимости от особенностей конструкции используются следующие виды электродов:

• стержневые – для элементов со сложной конфигурацией;
• пластинчатые – крепятся на внутреннюю часть опалубки;
• струнные – подходящий вариант для обогрева колонн;
• полосовые – можно устанавливать с одной или с обеих сторон конструкции.

Преимуществом метода является:

• быстрая и простая установка обогревательных элементов;
• невысокая стоимость используемых материалов.

В данном случае электроэнергия расходуется не самым экономным образом.

Кроме перечисленных технологий,  при устройстве массивных конструкций с небольшой поверхностью охлаждения широко применяется доступный и недорогой метод «термоса».

Работы выполняются в таком порядке:

• бетонный раствор заливается в опалубку;
• после выравнивания поверхности все открытые участки накрываются теплоизоляционным материалом;
• для ускорения процесса рекомендуется использовать специальные добавки при приготовлении рабочего раствора.

Также на практике используется индукционный способ, термоактивные щиты, инфракрасные установки. Последний метод также широко применяется. Для его реализации используется инфракрасная установка, которая не требует специального монтажа и подходит для работы с конструкциями, которые имеют разную конфигурацию.

Регулировать температурный режим можно путем перемещения установки на другое место. ИК-установка качественно прогревает раствор при невысоком расходе электроэнергии. Для контроля температуры бетонного раствора используют пирометр — специальный прибор, который может быть погружным или поверхностным.

Технология прогрева бетона в зимнее время (видео)

В зимний период строители сталкиваются с рядом проблем, которые подчас бывает трудно решить. Прогрев бетона помогает справиться с одной из них. Бетон включает в свой состав воду, которая замерзает при отрицательных температурах и начинает расширяться, разрушая материал.

Чтобы в зимнее время вода, входящая в состав бетона не замерзала, его необходимо прогревать.

Чтобы этого избежать, следует поддерживать температуру и не давать ей опускаться ниже ноля градусов. Существует несколько технологий, позволяющих производить электропрогрев бетона в зимний период. Все они проверены временем, имеют свои достоинства и недостатки.

Прогрев бетона проводом ПНСВ

Такой способ работает по достаточно простому принципу. Прежде чем выполнить заливку, закладывается провод для прогрева бетона, нагрев которого происходит от пониженного напряжения, подающегося специальным трансформатором.

Схема проводов ПНСВ для прогрева бетона.

Описанный метод использует приемлемое энергопотребление, не требует значительных денежных затрат. Чтобы выполнить прогрев материала проводом в объеме порядка 90 куб. метров, достаточно понижающего трансформатора, рассчитанного на 80 kW.

Однако требуется много времени и физических усилий на проведение подготовительных работ. Нужно принять во внимание, что закладка прогревочных петель осуществляется обычно при малоприятной погоде.

Вернуться к оглавлению

Электродный прогрев бетона

Производить электропрогрев бетона можно с использованием электродов, заменяющих собой провода ПНСВ.

В этом случае в качестве электродов может выступать арматура или толстая проволока порядка 1 см в диаметре. Такой способ следует применять при вертикальных заливках, когда проявляется его большое удобство.

Схема раскладки и подключения нагревательного провода при электрообогреве бетонного перекрытия.

Принцип его следующий. Как только заливка стен, колонн или других вертикальных элементов произведена, в них втыкаются электроды, после чего на них нужно подать напряжение таким же понижающим трансформатором, как и в предыдущем методе.

Расстояние между проволокой следует выставлять 0,6 метра и больше, это будет зависеть от погодных условий. Подача трех фаз на электроды от трансформатора приводит к тому, что имеющаяся в бетоне вода начинает нагреваться на участках, расположенных между ними. Прогрев колонны не требует больше одного электрода. Обогрев бетона будет происходить за счет фазы, поступающей с трансформатора, а арматура колонны образует землю.

Электродный прогрев прост в использовании и монтаже, но на его проведение требуются значительные затраты электроэнергии, а сами электроды не подлежат повторному применению. Однако считается, что этот метод наиболее эффективен среди всех возможных.

Вернуться к оглавлению

Греющая опалубка (термос)

Для обогрева бетона таким методом в опалубку монтируются нагревательные элементы, замена которых производится по мере необходимости. Типы элементов, их мощность и плотность распределения подбираются в соответствии с качеством бетонной смеси и погодных условий. При произведении расчетов за основу берется условие набора критической прочности с охлаждением бетона до ноля.

Схема подключения базовых и доборных щитов греющей опалубки.

Также возможно использование добавок, предотвращающих раннее замерзание, снижая скорость течения этого процесса, и ускоряющих затвердевание.

Многоэтажное строительство подразумевает многократное использование опалубки в силу однотипности каждого этажа. Этот метод отличается высокой эффективностью и справляется с заливкой при довольно низких температурах до 25 градусов ниже ноля. Подготовка монтажа занимает совсем немного времени, что может оказаться критичным в условиях сильных морозов, после однократной заливки бетона опалубку можно использовать повторно не один раз.

В качестве недостатков греющей опалубки выделяют высокую стоимость и неприменимость на объектах с нестандартным проектированием.

Также существует индукционный подогрев бетона. Но это почти не используемая на практике технология. Тепло образуется за счет возникновения вихревых токов от электромагнитного индуктора. Иными словами, энергия магнитного поля, возникающего вокруг витков провода, переходит в тепловую.

Такой способ редко где используется в силу сложности реализации в условиях стройки. Требуется точный расчет того, сколько нужно применять витков для обогрева, в зависимости от использованного металла в строительной конструкции.

Вернуться к оглавлению

Инфракрасный нагрев

Устройство инфракрасного обогрева бетона.

Обогрев таким способом осуществляется за счет воздействия инфракрасного излучения. При этом нагрев происходит непосредственно в той части, на которую направлены лучи, а не вокруг прибора в окружающей атмосфере. Направляемая установка располагается в нужном месте, бетон при этом прогревается сквозь опалубку. Также возможен непосредственный обогрев поверхности бетона. Уровень тепла можно регулировать путем корректировки расстояния между обогреваемой поверхностью и самой установки.

Такой метод высокоэффективен, прост в использовании и не требует больших затрат по энергопотреблению. С другой стороны, сама установка стоит достаточно дорого, и в условиях объемной стройки, когда одного устройства недостаточно, это может повлечь за собой приобретение дорогостоящего оборудования на несколько единиц техники. Кроме того, при применении такого способа происходит излишне быстрое и активное испарение влаги, содержащейся в бетоне, что требует дополнительных усилий по борьбе с этим явлением. В качестве доступного варианта чаще всего используется обыкновенная полиэтиленовая пленка.

Помимо того, имеется и тепловой шатер. Такая технология прогрева бетона имеет достаточно давнюю историю применения, ее использовали еще наши деды. Вокруг конструкции, которой требуется обогрев, сооружается каркас, обтягиваемый сверху брезентовым куполом. Внутри помещается тепловая пушка, задачей которой является прогрев воздуха, заполняющего шатер, от чего обогревается и сам бетон.

Это несложный способ, имеющий высокую эффективность и вполне приемлемый уровень энергозатрат. Однако его невозможно использовать в условиях крупномасштабной стройки, он подходит больше для частного строительства.

Вернуться к оглавлению

Предварительное разогревание

Схема обогрева бетона с помощью кабеля.

Наконец, самым очевидным способом можно назвать простой разогрев бетонной смеси перед ее заливкой. Для этого соблюдается определенный температурный режим, смесь выдерживается какое-то время, после чего используется непосредственно для строительства.

Как недостаток такого способа можно отметить то, что сложно рассчитать, каким образом нужно нагреть смесь, чтобы этого хватило при имеющихся погодных условиях. Вполне может случиться такое, что потребуется дополнительный обогрев одним из описанных выше способов.

Каждый метод имеет свои зоны применения. Одни уместны на масштабных стройках с большими объемами бетонирования, другие подходят только для небольшого частного строительства.

Кому-то подходит кабель для обогрева, а кому-то проще использовать пушку. Часто можно встретить комбинирование различных способов для достижения наилучшего результата, использование их в комплексе. Подогревание бетона нагревательными проводами может быть дополнено другими технологиями. Работа на открытом воздухе при низком уровне температур вынуждает выбирать методы, которые наиболее удобны и быстры для реализации.

Технология прогрева бетона электроматами — «ТЕНТ МАРКЕТ

Термоэлектрические маты для прогрева бетона

Технология прогрева бетона с использованием термоматов позволяет сократить твердение бетона с 28 дней до 12 — 24 часов. На залитый бетон укладывается полиэтиленовая пленка и сверху термоматы мощностью 400 Вт/м2, подается напряжение 220 В и все. Дальше остается подождать некоторое время, в течении которого происходит нагрев бетона до 60-70 градусов по Цельсию. При использовании термоматов бетон прогревается равномерно на всю толщину слоя.

Эффективность работы Термомата для прогрева бетона обусловлена следующими критериями:

• непосредственная передача тепла от рабочей греющей поверхности термомата к прогреваемому бетону
• прогрев инфракрасным излучением проникающими вглубь массы бетона до 25 см
• равномерное распределение тепла в бетонной массе, обусловленное теплопроводностью бетона

Термоматы для прогрева бетона имеют такие преимущества, как:

• сокращение сроков строительства в несколько раз
• оптимизация использования трудовых ресурсов, опалубки и оборудования
• исключение замерзания на ранних стадиях жизни бетона в зимнее время
• исключение статьи расходов на дорогостоящие бетонные добавки
• гарантия высокого качества возводимых конструкций

Прогрев бетона термоматами

Технология производства ЖБИ за прошедшие годы хорошо отлажена и применяется на заводах железобетонных изделий и строительных объектах. Раньше перед специалистами не редко стояли задачи о повышении качества ЖБИ, теперь же наличие на рынке качественного цемента и различных технологий по изготовлению напряженного бетона, вибропрессованию, центрифугированию позволяют не особенно ломать над этим голову, достаточно соблюдать уже наработанные технологии и иметь соответствующее оборудование.

Сегодня встают вопросы:

• Как ускорить твердение бетона?
• Как снизить себестоимость производства бетона?
• Как изготовить нестандартные ЖБИ?

Технология прогрева бетона термоэлектрическими матами

Одним из способов решения этих вопросов является технология прогрева бетона электрическими термоматами, применение которых позволяет сократить твердение бетона с 28 дней до 8 — 12 часов. Термоматы для прогрева бетона не заменимы для прогрева бетона в зимнее время, когда температура воздуха опускается ниже + 5 °С, а критическая прочность бетоном еще не набрана. Прогрев бетона термоматами зачастую является единственным средством для ускорения твердения бетона при возведении частных домов, коттеджей в условиях пониженных температур.

Прогрева бетона термоматами в зимнее время

1. Подготовительный этап

• На залитый бетон укладывается полиэтиленовая пленка. Пленка применяется для предотвращения преждевременного испарения воды из бетона и сохранения внешней оболочки.
• Поверх пленки один к одному укладываются термоэлектрические маты мощностью 400 Вт/м².
• С помощью удлинительного кабеля или другим удобным способом подсоединяются термоматы к источнику питания. Схема подключения параллельная.

2. Основной этап

• На термоматы подается напряжение 220 В.
• За 8 – 12 часов происходит набор прочности до 70 % от r28 (прочность в возрасте 28 суток).

При использовании термоэлектрических матов бетон прогревается равномерно на всю толщину слоя. Нагрев бетона основан на каталитическом действии инфракрасного тепла. ИК-излучение глубоко проникает в массу бетона и локализуется в объеме, ограниченном опалубкой, за счет чего достигается исключительная экономичность процесса по сравнению с пропариванием и внешним подогревом. Равномерность прогрева исключает возникновение внутренних напряжений. Кроме того, отпадает необходимость в дополнительном обогреве опалубки.

Термоматы для прогрева бетона оборудованы встроенными ограничителями температуры на 70 °С, то есть не требуется дополнительного контроля температуры. Термоматы автоматически выйдут на изотермический режим и будут поддерживать заданные параметры в течение всего процесса.

• После прогрева бетона термоэлектрические маты отключаются от сети и в течении 2-х часов происходит постепенное выравнивание температуры изделия с окружающей средой. 

3. Заключительный этап

Бетонное основание готово к проведению дальнейших мероприятий.

Электропрогрев бетона проводом ПНСВ: технология прогрева, расчет длины

Процедура заливки бетона заметно усложняется, если проводить ее в холодное время года. Связано это с возникновением вероятности замерзания воды, что не позволит раствору набрать необходимой технологической прочности. Даже если получится избежать такого эффекта, то рентабельность проводимых работ окажется под вопросом, так как высыхать состав будет на протяжении довольно длительного времени. Решить проблему можно с помощью прогрева бетона. Для этих целей используется провод ПНСВ.

Для прогрева бетона вам потребуется приобрести или арендовать станцию или трансформатор для прогрева бетона, а также греющий кабель. Обратитесь в компанию АО «ДАКСпол» за всем необходимым оборудованием:

Электропрогрев позволяет придать материалу нужную твердость. Данная процедура регламентируется нормами СП 70.13330.2012. Его применение допускается в ходе выполнения абсолютно любых строительных работ. С экономической точки зрения целесообразно использовать дешевый провод ПНСВ, так как после затвердевания бетона он остается внутри конструкции.

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.

Характеристики провода

Кабель ПНСВ состоит из жилы сечением 0,6-4 мм² и диаметром 1,2-3 мм. Некоторые марки покрываются оцинковкой для подавления негативного воздействия агрессивных составляющих раствора. В качестве дополнительного покрытия используется поливинилхлорид или полиэстер. Такая термоустойчивая изоляция отличается высокой прочностью и удельным сопротивлением, хорошо гнется, не повержена истиранию.

Технические характеристики кабеля ПНСВ:

• Диапазон рабочих температур – от -60⁰С до +50⁰С.
• Удельное сопротивление – 0,15 Ом/м.
• Расход провода – 60 м на каждый куб бетона.
• Допустимая температура монтажа – -15⁰С.
• Нижний температурный порог применения – -25⁰С.

Кабель соединяется с холодными краями посредством алюминиевого провода АПВ. Питается провод от трехфазной сети 380В. В некоторых случаях при правильных расчетах допускается использование домашней сети 220В. Главное условие – длина кабеля должна быть минимум 120 м. Также необходимо, чтобы по системе протекал ток номинальной величиной 14-16 А.

Процедура укладки и технология прогрева

Прежде, чем устанавливать систему прогрева, необходимо смонтировать арматуру и опалубку. Только после этого можно приступать к раскладке ПНСВ. Интервал между поворотами должен составлять 80-200 мм. Конкретное расстояние выбирается в зависимости от наружной температуры, уровня влажности и скорости ветра. Провод не должен иметь натяжение. Для его крепления к арматуре нужно использовать специальные зажимы. Минимальный радиус изгиба – 25 см. Также необходимо позаботиться об отсутствии перехлестов жил, по которым передается ток. Они должны прокладываться на расстоянии 15 мм друг от друга. При нарушении этого правила возникает рис короткого замыкания.

Наибольшей популярностью пользуется схема укладки под названием «змейка». Укладка ПНСВ в данном случае чем-то напоминает процедуру монтажа теплого пола. При таком методе расход греющего кабеля будет минимальным, а обогреть получится максимальный объем массива. Заливать бетон нужно в сухую опалубку, при этом температура раствора должны быть выше +5⁰С, а схема подключена правильно. Также необходимо проверить, чтобы холодные концы были выведены на необходимую длину.

Перед началом прогрева бетона необходимо ознакомиться с инструкцией, которая идет в комплекте с проводом ПНСВ. Подключение через секции шинопроводов может осуществляться двумя способами: через «звезду» или «треугольник». Первая схема подразумевает соединение трех проводов в один узел. Подключение к трансформатору выполняется через свободные контакты. Во втором случае система делится на 3 участка, каждый из которых подключается к выводам трехфазного трансформатора.

Прогрев бетонной смеси с помощью кабеля ПНСВ выполняется в несколько этапов:

1. Каждый час температура плавно повышается на 10⁰С. Так удастся обеспечить равномерность прогрева.
2. В условиях постоянной температуры прогрев нужно осуществлять до момента набора смеси половины своей технологической прочности. Оптимальным показателем является 60⁰С, а максимальным – 80⁰С.
3. Остывать бетон должен на 5⁰С в час. При несоблюдении данной рекомендации существует вероятность растрескивания монолита.

Если все технологические требования были соблюдены, то материал наберет необходимую прочность. ПНСВ после завершения работ остается в массиве и выполняется функции дополнительного армира.

Применять такие кабели, как ВЕТ или КДБС намного проще, так как их подключение производится напрямую в бытовую сеть или щитовую с напряжением 220В. Разделение на секции устраняет возможность перегрузок. Единственным недостатком таких этих кабелей является высокая стоимость. В связи с этим их реже используют при масштабном строительстве.

Также довольно большой популярностью пользуется технология, при которой опалубка оснащается электродами и ТЭНами. В этом случае греющий кабель не нужен, однако данный способ требует больших энергозатрат. Связано это с тем, при затвердевании бетона его сопротивление повышается, что делает проводимость воды ниже.

Расчет длины

При расчете длины кабеля ПНСВ необходимо учитывать ряд факторов, основным из которых является количество тепла, подаваемое к монолиту с целью его качественного затвердевания. На данный параметр влияет температура воздуха, форма и размеры конструкции, влажность, а также наличие теплоизоляции.

Также нужно определить шаг укладки провода, учитывая в расчетах среднюю длину петли (28-36 м). Если температура воздуха составляет -5⁰С, то шаг должен быть 200 мм, -10⁰С – 160 мм, -15⁰С – 120 мм.

Рассчитывая длину кабеля, нужно знать его мощность. Для провода диаметром 1,2 мм – 0,015 Ом/м, 2 мм – 0,044 Ом/м, 3 мм – 0,02 Ом/м. Величина рабочего тока не должна превышать 16 А. В случае с ПНСВ 1,2 мм удельное сопротивление будет равняться 38,4 Вт. Для расчета суммарной мощности нужно это число умножить на длину использованного провода.

Для расчета напряжения понижающего трансформатора используется эта же схема. Если диаметр ПНСВ составляет 1,2 мм, а всего его уложено 100 м, то общее сопротивление будет равняться 15 Ом. Сила тока все та же (16 А). Напряжение – это произведение сопротивления и силы тока. В рассматриваемом примере оно будет составлять 240 В.

Заключение

Прогрев бетонной смеси с помощью провода ПНСВ является одним из самых бюджетных способов. Однако использовать его лучше при наличии достаточного опыта в сфере строительства. Кроме этого, для укладки ПНСВ может понадобиться специальное оборудование. Этот вид кабеля можно использовать в быту. Главное, верно рассчитать потребляемую мощность. Для снижения расходов на прогрев бетона рекомендуется применять теплоизоляционные материалы. Они ускорят процесс и будут способствовать более равномерному остыванию, что положительно скажется на качестве монолита.

Статьи по теме:

Прогрев бетона зимой: способы разогрева, температура

Отрицательная температура воздуха – не повод для простоя. Прогрев бетонной смеси поможет получить материал марочной прочности. Строительные работы ведутся круглогодично. Одной из главных проблем зимнего строительства является бетонирование.

СодержаниеСвернуть

Из-за воздействия низкой температуры может прерваться процесс гидратации в бетонной смеси, что приведёт к нарушению прочности готового материала. Поэтому прогрев бетона зимой – необходимый и важный момент.

Особенности зимнего бетонирования

Можно ли заливать бетон зимой без прогрева? Специалисты утверждают, что можно, но рискованно. Для набора прочности бетона решающее значение имеет температурный режим. Если свежеуложенная бетонная масса замёрзнет, вода, не вступившая в реакцию с цементом, превратится в лёд. Это приведёт к увеличению внутреннего давления. Неокрепшая бетонная структура станет разрушаться.

В дальнейшем лёд может растаять, и процесс гидратации возобновится, но нужную прочность материал уже не наберёт.

Для ускорения взаимодействия компонентов бетонной смеси в зимнее время необходимо создать и поддерживать оптимальные температурные условия. Для этого надо знать, как прогреть бетон зимой.

Предлагается много методик решения подобной задачи. Их применение осуществляется в соответствии с утверждёнными правилами: СНиП 3.06.04-91, СНиП 3.03.01-87.

Технология прогрева бетона зимой

Утеплённая опалубка. Термоактивные щиты вставляются непосредственно в конструкцию, что удобно для прогревания монолитных строений, позволяет поэтапно прогревать каждый этаж.

Преимущества:

• небольшие затраты электроэнергии;
• несложный монтаж;
• возможность многократного использования.

Недостатки:

• высокая стоимость.

Тепляк – старый проверенный способ. Каркас, возведённый над строительным объектом, накрывают плотной тканью. Внутрь помещают тепловую установку.

Плюсы:

• быстрый прогрев;
• использование как электричества, так и других видов топлива.

Минусы:

• невозможность применения на больших площадях.

Индукционный метод. Данная технология применяется в армированных конструкциях, где металлические элементы являются сердечниками. Вокруг объекта с залитой бетонной массой размещают петлями кабель. Ему отводится роль индуктора. Сечение провода, количество витков определяются методом расчёта.

По кабелю пускают переменный ток. Появившееся в объекте электромагнитное поле нагревает расположенные внутри элементы армирования. Те, в свою очередь, прогревают бетон. Имеет существенный изъян: трудность в точных расчётах витков провода. Из-за этого применяется редко.

Инфракрасный прогрев возможен благодаря энергии, полученной от работающего в инфракрасном излучении прибора. Установку располагают перед опалубкой. Регулировка тепла осуществляется путём приближения или отдаления греющего элемента к сооружению.

Энергия за счёт лучей доходит до самых глубоких слоёв бетонной массы. Прогрев идёт постепенно, одновременно в верхних и нижних слоях.

Положительные моменты:

• нет нужды в монтаже;
• легко работать с любой формой объекта.

Отрицательные моменты:

• из бетона вытравливается влага, что может плохо отразиться на его прочности;
• высокая цена оборудования.

Термоэлектроматы – устройства, работающие в автономном режиме. Укладываются сверху бетонной массы, способствуют поддержанию заданного температурного режима по всей поверхности.

Преимущества:

• качественный равномерный прогрев;
• невозможность локального перегрева;
• автоматический контроль температуры.

Недостатки:

• дорогостоящее оборудование;
• трудно найти качественный товар.

Отлично зарекомендовали себя методы прогрева бетона зимой с помощью понижающих трансформаторов. Существуют 2 способа: с применением провода ПНСВ и электродов.

Прогрев бетона зимой проводом ПНСВ находит наиболее частое употребление. Кабель бывает двух диаметров – 1,2 и 1,4 мм; внутри него проходят 1 или 2 стальные жилы.

Схема прогрева бетона зимой с помощью кабеля ПНСВ

1. Провод наматывается на армопояс витками, количество которых определяется расчётным путём. Для равномерного прогревания витки надо располагать на одинаковом расстоянии друг от друга.
2. Крепление к арматуре осуществляется специальными зажимами или обычной проволокой.
3. Производится монтаж опалубки.
4. Заливается бетон.
5. Свободные концы кабеля подключаются к понижающему трансформатору.
6. Тепло от нагретых проводов передаётся бетонной смеси, что способствует ускорению процесса гидратации.

Важно! Кабель ПНСВ нельзя использовать на воздухе. На выводы устанавливаются «холодные концы» из другого, более толстого провода.

Плюсы:

• бюджетный способ использования электроэнергии;
• лёгкая регуляция интенсивности подачи тепла;
• недорогое оборудование.

Минусы:

• необходимость точных электротехнических расчётов;
• не всегда в месте строительства имеются необходимые мощности для работы с большими объёмами бетона.

Прогрев бетона зимой электродами

Прогрев бетона зимой электродами востребован в основном при заливке некрупных сооружений. Стальные стержни – электроды – могут располагаться внутри или снаружи объекта. Расстояние между ними зависит от температуры окружающей среды. При сильных морозах – не менее 30 см, при положительных значениях – 60-70 см.

После заливки бетона ток идёт от трансформатора к электродам и нагревает их.

Преимущество:

• скорый монтаж.

Недостаток:

• неэкономное потребление электроэнергии.

Прогрев проводом без трансформатора

Кабели КДБС, ВЕТ работают от обычной электросети с напряжением 220 вольт. Греющая система собирается быстро, с применением минимального набора инструментов. Кабели не боятся вибрации, поэтому возможно уплотнение бетонной массы.

Минус:

•  большой расход электроэнергии.

Температура прогрева бетона зимой

На каждый объект разрабатывается технологическая карта на прогрев выбранным методом. В документе указываются все технико-экономические показатели, в том числе и температура прогрева.

Чтобы правильно определить температурный режим, следует учесть множество факторов. Поэтому в каждом конкретном случае значения рабочей температуры будут индивидуальны.

Вместе с тем, согласно СНиП, они не должны превышать 80⁰С. По окончании тепловой обработки скорость остывания должна быть не более 5⁰С в час.

В процессе работы необходим тщательный температурный контроль. Температуру проверяют каждые полчаса в период нагревания, 1 раз в 12 часов на этапе остывания.

Время прогрева бетона зимой

Этот показатель зависит от многих обстоятельств, но важнейшим является выбранная технология прогрева. Так, термоматы за 11 часов применения дадут такую же прочность, какую бетон приобрёл бы в естественных условиях за 28 дней.

При прогреве бетона проводом ПНСВ нужная прочность набирается в течение 7-10 дней.

Заключение

Зима – не самое подходящее время для заливки бетона. Но и остановка строительства тоже не выход. Стоит выбрать один из методов прогрева бетона зимой, и холодное время года станет вполне приемлемым для строительных работ.

Гипсобетон | Warmboard, Inc.

На протяжении десятилетий лучистое отопление большой массы было методом по умолчанию для лучистого отопления. Но у него много-много недостатков. Ниже приводится сравнительный анализ гипсобетона и плиты Warmboard.

Производительность

В этом видео показано параллельное сравнение двух систем. Оба продукта имеют одинаковую температуру воздуха 65 ° F (18,3 ° C), одинаковую температуру воды 120 ° F (49 ° C) и одинаковый расход.И все же при расстоянии между трубками 12 дюймов Warmboard может производить 10 БТЕ тепла за 20 минут, в то время как гипсовому бетону требуется 2,5 часа, чтобы достичь такой же мощности. Позже Warmboard вырабатывает 20 BTU / час / sf (британских тепловых единиц в час на квадратный фут), в то время как другая система выдает только 12. Это ясно показывает, что Warmboard намного быстрее реагирует и потребляет энергию.

Полосы (изменение температуры на панели) на Warmboard изменяется только на 2,4 ° F, а для гипсобетона — на 5 ° C.9ºF. В то время как колебания температуры ниже 3º неразличимы на ощупь, разница в 6º будет ощущаться, когда вы идете по полу.

Благодаря удвоению количества труб гипсобетон имеет гораздо лучшее время отклика. И все же он по-прежнему работает не так хорошо, как Warmboard. Здесь Warmboard снова достигает мощности 10 БТЕ за 20 минут, а гипсобетон — за час. Полосы ниже порога для Warmboard и чуть выше для гипсобетона.

Как правило, Warmboard использует воду при температуре 80–110 ° F, в то время как для гипсобетона используется вода при температуре 120–140 ° F (в зависимости от расстояния между трубками, потерь тепла и отделки пола). Это не только означает более низкие счета за электроэнергию для владельцев Warmboard, но и позволяет конденсационным водонагревателям работать более эффективно и упрощает взаимодействие с солнечными и геотермальными технологиями. Низкая температура воды также продлевает срок службы вашего отопительного оборудования.

Примечание. Температуры были взяты чуть выше центра каждой панели.Различия в полосах также были собраны в этой области. Температуры сверху трубки сравнивались с температурами в средней точке между узором трубок.

Установка

Гипсобетон весит 15 фунтов на квадратный фут в сухом виде (25 фунтов во влажном состоянии). Из-за этого структурные изменения должны быть спроектированы с учетом веса, включая соблюдение кодекса и сейсмические соображения для определенных частей страны. Гипсобетон сохнет в течение многих дней и может привести к появлению плесени, если он не высушен должным образом.

Поскольку гипсобетон плохо проводит тепло, монтажники часто удваивают или утраивают количество труб для повышения производительности. Хотя это действительно улучшает время отклика (как показано выше), это также увеличивает количество требуемых трубок, количество коллекторов и сложность системы управления, не говоря уже о дополнительных трудозатратах.

Для тех, кто устанавливает системы из твердой древесины, в системах с большой массой также потребуются шпалы (не используемые в наших видеороликах). Шпалы — это деревянные шпалы 2х4, расположенные через каждые 12 дюймов в бетонной засыпке, что позволяет правильно прибивать твердую древесину.Эти 2×4 разрушают цементное пространство и прерывают передачу тепла по поверхности. В результате получается намного больше полос и гораздо более заметная разница температур. А установка из твердых пород дерева становится крайне проблематичной и дорогостоящей. Шпалы деформируются по мере высыхания бетона, создавая неровную поверхность для укладки пола. Увеличенные полосы могут неравномерно состарить пол, вызвать коробление и трещины. Ярким контрастом является Warmboard, который позволяет избежать всех этих проблем и упростить процесс установки.Другой вариант — наклеить один-два слоя фанеры на поверхность просохшего бетона. Это исключает использование шпал, но также резко препятствует передаче тепла, добавляя более дюйма материала между источником тепла и внутренним пространством.

Сводка

Природа гипсобетона ограничивает возможности для покрытия полов. Укладка из твердой древесины может быть чрезвычайно сложной (и дорогой), в то время как толстые шерстяные ковры действительно могут предотвратить попадание тепла в комнату. С Warmboard ваш выбор напольных покрытий не ограничен.

Время отклика для гипсобетона очень медленное, требуется несколько часов, чтобы немного увеличить или уменьшить. Кое-где это способствует еще большему дискомфорту. Если погода быстро изменится, системы с большой массой не смогут угнаться за ними. Тепло придет через несколько часов после того, как оно вам понадобится, а затем в вашем доме будет слишком жарко, когда снова станет теплее. Фактически, у некоторых современных термостатов есть «режим излучения», который пытается преодолеть эту медленную реакцию, угадывая тепловую мощность, которая вам понадобится за 3 часа.Но даже при использовании всех наших современных технологий погода непредсказуема и может быстро измениться.

Warmboard также будет работать с такими функциями термостата, как ночной режим. Эта функция позволяет температуре в вашем доме понижаться на несколько градусов, пока вы спите. Но гипсобетон медленно реагирует, чтобы извлечь выгоду из этой функции.

Выберите современную альтернативу, основанную на науке и здравых принципах строительства. Выберите Warmboard.

Технология солнечного нагрева

Heliogen 1000C может стать ключом к производству цемента с низким уровнем выбросов

Американской компании Heliogen удалось сконцентрировать солнечную энергию до температуры более 1000 градусов по Цельсию — достаточно горячей, чтобы обеспечить способ изготовления бетона без использования ископаемого топлива.

Компания создает сверхвысокое тепло, используя точно выровненный массив зеркал для фокусировки солнечного света на единственной цели — технологию, которую она описывает как «увеличительное стекло на несколько акров».

Его прорыв означает, что в будущем солнечная тепловая энергия может использоваться для промышленных процессов, которые в настоящее время требуют сжигания ископаемого топлива.

Главным из них является производство цемента, которое требует высоких температур для образования композита из смеси таких материалов, как известняк, мел и сланец, которые затем измельчаются в порошок.

Гелиоген создает сверхвысокое тепло, используя точно выровненный массив зеркал для фокусировки солнечного света на единственной цели

Как ключевой ингредиент бетона, цемент является причиной примерно восьми процентов глобальных выбросов парниковых газов, что вызывает призывы к архитекторам переключиться на другие материалы.

Но технология Heliogen может создавать сверхвысокое тепло, необходимое для его производства, с помощью солнца, снижая углеродный след бетона. Однако около 50 процентов выбросов CO2 цементом происходит в результате химической реакции преобразования карбоната кальция в гидроксид кальция, поэтому они останутся.

Основатель и генеральный директор компании Билл Гросс сказал, что технология Heliogen представляет «возможность внести значительный вклад в решение климатического кризиса».

«Мы добились больших успехов в использовании чистой энергии в нашей электроэнергетической системе», — сказал он. «Но на электричество приходится менее четверти мирового спроса на энергию».

Исследователи Массачусетского технологического института разработали процесс производства цемента без выбросов

«Гелиоген представляет собой технологический прорыв в удовлетворении остальных 75 процентов спроса на энергию: использование ископаемого топлива для промышленных процессов и транспорта.«

Компания назвала сталелитейное и нефтехимическое производство двумя другими промышленными процессами, которые она потенциально может обеспечить.

Запатентованная система

Heliogen основана на управляемом компьютером массиве зеркал, которые точно направляют солнечный свет на цель на ближайшей вышке и приемнике. По словам Гелиогена, увеличенный в зеркалах солнечный свет эквивалентен более чем 1200 солнцам.

Heliogen намерен использовать эту технологию для создания двух продуктов. Компания планирует использовать солнечную тепловую энергию для промышленных процессов, таких как производство цемента, которое она называет HelioHeat.Но он также надеется, что сможет использовать эту технологию для создания собственной марки чистого топлива, которое называется HelioFuel.

Уловленный солнечный свет, который направлен на цель на ближайшей вышке и приемнике, эквивалентен более чем 1200 солнцам, согласно Heliogen

. Для производства топлива компании потребуется достичь еще более высоких температур — не менее 1500 градусов по Цельсию. . При такой высокой температуре его можно использовать для производства топлива, такого как водород или синтез-газ — топлива, содержащего смесь водорода и окиси углерода.

Система Heliogen отличается от фотоэлектрических (PV) солнечных панелей, которые используются для питания электросети, и больше похожа на солнечные системы горячего водоснабжения, которые есть у некоторых людей в своих домах.

В масштабе Heliogen солнечная тепловая система могла бы быть более эффективной и занимать меньше места, чем эквивалентные фотоэлектрические системы.

В настоящее время компания владеет одним коммерческим предприятием в Ланкастере, Калифорния. Он был запущен на этой неделе с объявления о том, что соучредитель Microsoft Билл Гейтс, самый богатый человек в мире, входит в число его крупных инвесторов.

Морковь может быть ключом к укреплению бетона

Гейтс сказал, что технология Heliogen является «многообещающим достижением в стремлении однажды заменить ископаемое топливо».

«Сегодня промышленные процессы, подобные тем, которые используются для производства цемента, стали и других материалов, являются причиной более пятой части всех выбросов», — сказал Гейтс. «Эти материалы встречаются повсюду в нашей жизни, но у нас нет проверенных достижений, которые позволили бы нам получить их доступные версии с нулевым выбросом углерода.«

«Если мы хотим добиться полного отсутствия выбросов углерода, нам нужно много изобретать».

Выбросы углерода из бетона в один прекрасный день можно будет еще больше снизить, объединив солнечную тепловую энергию Heliogen с настройками химического процесса, такими как предложенная Массачусетским технологическим институтом технология улавливания углерода и усиление нанопластинок из моркови Ланкастерским университетом.

Однако некоторые архитекторы и эксперты утверждали, что чрезвычайная климатическая ситуация не оставляет времени для дополнительных мер и что промышленность должна переключиться на более экологичные материалы, такие как древесина.

Технология бетона с использованием СВЧ: производство, снос и рекомендация

Содержание

Введение

СВЧ-нагрев

Применение микроволнового нагрева в технологии бетона

Основы микроволнового нагрева

Электромагнитные свойства

Механизм микроволнового нагрева

Электромагнитная передача энергии

Глубина проникновения и коэффициент затухания

Формула рассеяния СВЧ мощности (диэлектрические потери)

Теплопередача и повышение температуры при микроволновом нагреве бетона

Явление массопереноса и развитие порового давления в бетоне, нагреваемом микроволновым излучением

Безопасность микроволнового нагрева

Сводка

Список литературы

Ускоренное отверждение сборного железобетона с помощью СВЧ

Фон

Гидратация цемента и развитие прочности

Отверждение бетона

Ускоренное твердение сборного железобетона

СВЧ-отверждение бетона

Сводка

Список литературы

Селективный снос бетона с помощью СВЧ

Введение

Применение методов выборочного удаления бетона

Современные методы избирательного сноса бетонных конструкций

Снос бетона с помощью СВЧ

Конфигурация инструментов для выборочного сноса с помощью СВЧ

Принцип работы избирательного разрушения бетона с помощью СВЧ

СВЧ-сверление бетона

Сводка

Список литературы

Переработка бетона с помощью СВЧ

Введение

Современная технология переработки бетона

Свойства заполнителя из вторичного бетона

Доступные стандарты для RCA

Основные факторы, снижающие качество RCA

Удаление примесей / загрязнений

Удаление приставшего раствора

Сводка

Список литературы

Управление процессом микроволнового нагрева бетона

Введение

Измерение температуры при микроволновом нагреве бетона

Контроль температуры бетонных процессов с использованием микроволн

Сводка

Список литературы

Полости и аппликаторы для микроволнового нагрева

Введение

Основные компоненты систем микроволнового нагрева

Аппликаторы для СВЧ: введение и основы проектирования

Аппликаторы, применяемые в системах отопления

Сводка

Список литературы

Индекс

Электрифицированный цемент, созданный в рамках партнерства MIT-CNRS

MIT News сообщает, что партнерство между Центром устойчивости бетона MIT и Французским национальным центром научных исследований (CNRS) привело к разработке цемента с электронной проводимостью.Целью исследования было создание более устойчивого бетона и поиск новых применений для этого материала. Электронная проводимость, создаваемая добавлением к смесям наноуглеродной сажи в количестве 4% по объему, позволяет использовать цемент и бетон в новых областях применения.

Напряжение всего 5 вольт увеличивало температуру поверхности их образцов (размер примерно 5 см ³ ) до 100 градусов по Фаренгейту.

Образцы проводящего цемента. Эндрю Логан / MIT News

Новые возможности применения цемента и бетона

«Эта технология может быть идеальной для излучающего теплого пола в помещениях», — говорит Николас Чанут, соавтор соответствующей исследовательской статьи, и постдок в MIT CSHub.«Обычно внутреннее лучистое отопление осуществляется за счет циркуляции нагретой воды по трубам, проходящим под полом. Но создать и поддерживать эту систему может быть непросто. Однако когда цемент сам становится нагревательным элементом, система отопления становится более простой в установке и более надежной. Кроме того, цемент обеспечивает более равномерное распределение тепла благодаря очень хорошей дисперсии наночастиц в материале ».

Самонагревающийся бетон можно использовать не только для обогрева полов внутри помещений, но и для бетонных покрытий, которые уязвимы для повреждений от солей, препятствующих обледенению.

«В Северной Америке мы видим много снега. Чтобы убрать этот снег с наших дорог, необходимо использовать антиобледенительные соли, которые могут повредить бетон и загрязнить грунтовые воды », — отмечает Солиман. Тяжелые грузовики, используемые для работы с солеными дорогами, также являются источниками больших выбросов и дороги в эксплуатации.

Согласно пресс-релизу:

Включив лучистое отопление в тротуарах, наноуглеродный цемент можно использовать для удаления льда с тротуаров без дорожной соли, что потенциально позволяет сэкономить миллионы долларов на ремонте и эксплуатационных расходах при одновременном устранении проблем безопасности и защиты окружающей среды.В некоторых областях применения, где поддержание исключительных условий покрытия имеет первостепенное значение, например, на взлетно-посадочных полосах в аэропортах, эта технология может оказаться особенно полезной.

Исследователи проверили механические свойства своих образцов с помощью царапин. Результаты тестирования можно увидеть на поверхности образцов. Эндрю Логан / MIT News

Электропроводка и извилистость

Достижение многофункциональности поставило множество технических проблем. Например, без способа выровнять наночастицы в функционирующую цепь — известную как объемная проводка — внутри цемента, их проводимость невозможно было бы использовать.Чтобы обеспечить идеальную объемную проводку, исследователи исследовали свойство, известное как извилистость.

«Извилистость — это концепция, которую мы ввели по аналогии из области распространения», — говорит Франц-Йозеф Ульм, руководитель и соавтор статьи, профессор кафедры гражданского и экологического строительства Массачусетского технологического института и консультант факультета. в CSHub. «В прошлом он описывал, как текут ионы. В этой работе мы используем его для описания потока электронов через объемную проволоку ».

Ульм объясняет извилистость на примере автомобиля, движущегося между двумя точками города.Хотя расстояние между этими двумя точками по прямой может составлять 2 мили, фактическое пройденное расстояние может быть больше из-за округлости улиц.

То же самое и с электронами, проходящими через цемент. Путь, который они должны пройти внутри образца, всегда длиннее, чем длина самого образца. Степень, в которой этот путь длиннее, — извилистость.

Достижение оптимальной извилистости означает балансирование количества и дисперсии углерода. Если углерод слишком сильно диспергирован, объемная проводка станет разреженной, что приведет к высокой извилистости.Точно так же без достаточного количества углерода в образце извилистость будет слишком большой для образования прямой эффективной проводки с высокой проводимостью.

Оптимизация смесей

Даже добавление большого количества углерода может оказаться контрпродуктивным. В определенный момент проводимость перестанет улучшаться и, теоретически, приведет к увеличению затрат только в случае масштабной реализации. В результате этих сложностей они стремились оптимизировать свои миксы.

«Мы обнаружили, что путем точной настройки объема углерода мы можем достичь значения извилистости 2», — говорит Ульм.«Это означает, что путь, по которому проходят электроны, всего в два раза превышает длину образца».

Количественная оценка таких свойств была жизненно важна для Ульма и его коллег. Целью их недавней статьи было не только доказать, что многофункциональный цемент возможен, но и то, что он пригоден для массового производства.

«Ключевым моментом является то, что для того, чтобы инженер мог понять, ему нужна количественная модель», — объясняет Ульм. «Перед тем, как смешивать материалы вместе, вы хотите получить определенные воспроизводимые свойства.Именно об этом и говорится в этой статье; он отделяет то, что обусловлено граничными условиями — [внешними] условиями окружающей среды — от того, что на самом деле обусловлено фундаментальными механизмами в материале ».

Выделив и количественно оценив эти механизмы, Солиман, Чанут и Ульм надеются предоставить инженерам именно то, что им нужно для реализации многофункционального цемента в более широком масштабе. Путь, который они наметили, является многообещающим и, благодаря их работе, не должен оказаться слишком сложным.

Исследование было поддержано через Concrete Sustainability Hub Ассоциацией портлендского цемента и Фондом исследований и образования готового бетона.

Индивидуальные электрические системы для плавления снега с электрообогревом

Системы снеготаяния с электрическим обогревом используются для защиты пешеходных дорожек, подъездов, проездов, пандусов к гаражам, погрузочных пандусов, лестниц и других участков от снега и льда, чтобы избежать возможных травм при скольжении и падении.Эти системы также играют ключевую роль в продлении срока службы брусчатки, бетона или асфальта, поскольку вы можете исключить необходимость использования агрессивных химикатов для плавления снега и физический ущерб, который может быть нанесен традиционными методами уборки снега.

Эти электрические системы снеготаяния превосходят свои гидравлические (жидкостный теплообмен) аналоги, поскольку они наиболее экономичны в установке, менее дороги в обслуживании и имеют аналогичные эксплуатационные расходы.

Liberty Electric Products предлагает полную линейку датчиков и датчиков таяния снега, от одноточечных переключателей включения / выключения снега до многоточечных распределенных систем.Существует множество вариантов: от нестандартных конструкций кабелей с минеральной изоляцией до матов, разработанных и изготовленных на заводе, до низковольтных систем постоянного тока. Мы можем помочь вам разработать лучшую систему для ваших уникальных потребностей в вашем приложении.

Кабель с минеральной изоляцией Snow Melt

Liberty Electric Products может поставлять одно- и двухжильные кабельные сборки с минеральной изоляцией (MI) для таяния снега с внешней оболочкой из полиэтилена высокой плотности, которые являются влагонепроницаемыми и поставляются с запатентованной заводской заделкой.Они внесены в списки UL и сертифицированы CSA для встраивания на открытом воздухе в бетон, асфальт и песок. Сборки нагревательных кабелей MI обеспечивают таяние снега для бетона, асфальта и брусчатки и поставляются в виде готовых кабелей заводской сборки, готовых к подключению к распределительной коробке. Наши специально разработанные системы MI для плавления снега обеспечивают необходимую тепловую мощность (Вт / фут ² ) для таяния снега и льда на пандусах, плитах, проездах, тротуарах, платформенных весах и лестницах, а также для предотвращения накопления снега при нормальных снежных условиях.

Для максимальной производительности любой системы снеготаяния мы должны сначала принять во внимание местные модели снегопадов при разработке системы, поскольку количество энергии, необходимое для таяния снега, зависит от температуры воздуха, скорости ветра, влажности, плотности снега и количества снега. снег на поверхности.

Есть много мелких деталей, которые необходимо учитывать при проектировании электрической системы снеготаяния MI, некоторые из которых можно найти ниже. Преимущество системы MI заключается в том, что она идеально спроектирована для вашего приложения, поэтому она прибывает на вашу строительную площадку в предварительно собранном виде, чтобы подрядчик мог быстро установить с полным чертежом и установочным пакетом.Изучив эти элементы, свяжитесь с нашей технической командой, чтобы обсудить особенности ваших приложений.

ПОЖАЛУЙСТА, ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: Один из ключевых моментов при установке этого типа продуктов — убедиться, что все работает перед заливкой бетона или установкой брусчатки. Это сделано не только для минимизации затрат на укладку бетона, но и для гарантии того, что у вас есть данные, чтобы сделать вашу гарантию действительной. Нагревательный кабель следует испытывать с помощью мегомметра (мегомметра) между проводами шины нагревательного кабеля и металлической оплеткой нагревательного кабеля.Это испытание следует проводить как минимум четыре раза: перед установкой, когда кабель еще намотан, после установки нагревательного кабеля перед укладкой бетона или асфальта, во время укладки бетона или асфальта и после завершения укладки бетона или асфальта. . Результаты показаний мегомметра должны быть записаны и представлены в соответствии с гарантийным талоном.

Дренаж

Дренаж должен быть основным соображением при проектировании любой системы снеготаяния, поскольку плохой дренажный путь вдали от обогреваемой зоны может создать ледяную плотину и помешать надлежащему дренажу, когда система находится под напряжением.

Отапливаемая зона

Чтобы спроектировать эффективную сборку нагревательного кабеля MI, вам необходимо знать размер поверхности, которую вы будете защищать от накопления снега. Если отапливаемая площадь превышает 400 футов ² (37,2 м ² ) или более 20 футов в длину, мы разделим нашу конструкцию на несколько частей, и это потребует нескольких цепей в нашей панели управления и с точки зрения мощности.Бетонные плиты обладают уникальными характеристиками, которые требуют от человека, проектирующего систему, понимания, где они расположены и сколько их может существовать.

Расположение стыков, контролирующих трещины, и компенсаторов необходимо сообщить проектировщику, так как в большинстве наших систем мы вообще избегаем пересечения этих стыков. У нас есть способы обойти эти стыки, если это необходимо, но это требует значительных затрат времени на установку и необходимых знаний. Наряду с этим размер и расположение любых перил или других последующих конструкций, требующих резки или сверления в бетоне, должны быть сообщены во время проектирования системы.Наши инженеры спланируют систему таким образом, чтобы оставалось не менее 4 зазоров между нагревательным кабелем и любыми запланированными разрезами или отверстиями.

Лестница с подогревом

При включении системы снеготаяния в новую уличную лестницу возникает несколько особых проблем, которые необходимо решить, поскольку потеря тепла в лестнице происходит как сверху, так и сбоку.

Несколько вещей, которые мы помним:

• Ступени лестницы должны находиться на расстоянии 11–12 дюймов от передней части / носа до задней части / подступенка. Это необходимо для того, чтобы мы могли протопить кабель по протектору достаточно, чтобы растопить снег.
• Убедитесь, что ваш нагревательный элемент находится на расстоянии 2-3 дюймов от конечной поверхности.
• Убедитесь, что мы оставили зазор не менее 4 дюймов вокруг перил.
• К каждому кабелю прилагается «холодный конец». Это секция, которая не нагревается при подаче напряжения и используется для подключения к источнику питания кабеля MI. Во время установки рекомендуется, чтобы часть этого «холодного провода» была закопана в плиту / песок, как если бы какой-либо нагревательный кабель подвергался воздействию воздуха, он может перегреться и выйти из строя.
• Поскольку ваш проект, скорее всего, будет включать в себя несколько лестниц с подогревом, вам нужно будет вставить нагревательный кабель в подступенки между каждой ступенькой, и мы можем порекомендовать несколько способов решения этой проблемы.
• Если вы планируете установить эту систему под кирпичную или каменную брусчатку, она НЕ должна быть толще 2,5 дюйма.

Коврики из расплава снега

Коврики для плавления снега

— это система по запросу, которая обеспечит вам повышенную безопасность и долговечность конструкции, обеспечивая мгновенное избавление от нарастания снега и льда.Системы матов для плавления снега состоят из двухжильного нагревательного кабеля, прикрепленного лентой к полипропиленовому мату для быстрой и легкой установки.

Нагревательный кабель уложен в виде намотки, так что они расположены на равном расстоянии (3 дюйма) и равномерно распределены по коврику, что обеспечивает высокую выходную мощность и повышенную эффективность. Экономичные коврики для таяния снега стандартного размера соответствуют стандартам IEEE 515.1 и бывают шириной 18 дюймов и 36 дюймов, различной длины и напряжения для заделки в бетон или асфальт.

Контроль таяния снега

Поскольку системы снеготаяния являются системами по требованию, есть три варианта управления этими системами:

1. Ручное включение / выключение : Управляется переключателем, который управляет системой, этот метод требует постоянного наблюдения для обеспечения работы во время снегопада. Ручная система также может управляться системой управления зданием.
2. Датчик плиты : Датчик плиты устанавливается заподлицо с нагретой поверхностью плиты, чтобы определять состояние поверхности, включая наличие влаги в плите и температуру плиты, для контроля кабелей для таяния снега.Датчик плиты залит эпоксидной смолой и помещен в коррозионно-стойкий алюминиевый сплав 6061-T6 и покрыт нейлоновым порошковым покрытием для дополнительной защиты окружающей среды от щелочей в бетоне. В нем находится чувствительный элемент, твердотельный переключатель и нагреватель.
3. Автоматический контроллер снеготаяния : С автоматическим контроллером снеготаяния система снеготаяния автоматически активируется при обнаружении как осадков, так и низкой температуры. Когда осадки прекращаются или температура окружающей среды поднимается выше нуля, система обесточивается.Эти контроллеры используются с установленными на антенне датчиками температуры и влажности окружающей среды.

Каждый метод предлагает компромисс, уравновешивая первоначальную стоимость с эффективностью использования энергии и способностью обеспечить эффективное таяние снега. Если в систему не подается напряжение, когда это необходимо, будет скапливаться снег. Если система находится под напряжением, когда она не нужна, будет ненужное потребление энергии. Системы с четырьмя или более цепями должны использовать выделенную распределительную панель и контакторную панель, которая будет разработана и изготовлена ​​специально для системы в рамках нашего предложения.

Размещение лучистого тепла в плитах | Журнал Concrete Construction

Производство бетона и сборное железобетон

Опубликовано:
01 октября 2004 г.

Проблемная клиника

В. Мы — производитель товарных смесей в северном Висконсине. Некоторые поставленные нами подрядчики установили теплый пол в гаражах или цокольных этажах. Два из этих этажей треснули после включения отопления. Нам сказали, что это может произойти из-за термического растрескивания или сотрясения. Мы хотели бы, чтобы информация передала подрядчикам надлежащие процедуры установки этих труб. Как и когда домовладельцам следует начать использовать тепло?

A. Если уже наступили холода и плита была тщательно охлаждена или заморожена, то внезапное включение нагрева может привести к термическому растрескиванию.Если исключить это, включение тепла могло только ускорить процесс сушки, а упомянутые вами трещины могли в конечном итоге образоваться даже без нагрева пола.

Конкретный рисунок трещин может дать некоторые подсказки о том, было ли это трещинообразование при обычной усадке или вызвано термическим воздействием. Чтобы избежать проблем во время будущих запусков в холодную погоду, температуру плиты следует повышать постепенно в течение нескольких дней.

Вы не можете сказать, были ли это электрические или гидравлические установки, но в любом случае системы лучистого отопления только поднимают температуру пола до 80 ° F.В этих системах важно внимание к деталям. Например, при установке в полу должна быть предусмотрена изоляция под и вокруг краев плиты.

Ассоциация излучающих панелей (www.radiantpanelassociation.org) является хорошим источником информации об этой технологии. Он предлагает руководства по проектированию и установке, а также детали САПР. Многие производители труб из PEX, очень популярной среды для гидравлических систем, также предлагают полезную информацию. Вы можете начать с Wirsbo и Watts Radiant.

Бетон как носитель тепловой энергии для систем накопления солнечной энергии термоклин

Основные моменты

•

Бетонные кирпичи потенциально могут заменить заполнители в качестве носителя хранения тепловой энергии.

•

Бетон и строительные растворы показали снижение прочности при циклической обработке в солевом расплаве.

•

Кондиционирование бетона повышенной огнеупорности.

•

Дополнительные вяжущие материалы, улучшающие огнеупорность.

•

Смеси кальциевоалюминатного цемента и летучей золы несовместимы с расплавом солей.

Реферат

Рост стоимости энергии и неблагоприятное воздействие на окружающую среду, вызванное сжиганием ископаемого топлива, вызвали обширные исследования альтернативных источников энергии. Использование обилия солнечной энергии было одной из самых привлекательных альтернативных источников энергии.Однако разработка эффективных и экономичных систем хранения солнечной энергии вызывает серьезную озабоченность. По данным Министерства энергетики (DOE), стоимость киловатт-часа электроэнергии при существующих технологиях, использующих солнечную энергию, высока и оценивается примерно в 0,15–0,20 доллара США / кВт-ч _{, электрическая} , в то время как удельная стоимость хранения тепловой энергии составляет примерно 30,00 $ / кВт ч _{тепловой} . При использовании традиционных способов производства электроэнергии (за счет сжигания ископаемого топлива) удельная стоимость электроэнергии составляет 0 долларов.05–0,06 $ / кВт ч. Очевидно, что современные технологии солнечной энергии не могут конкурировать с традиционными формами производства электроэнергии. В ответ Министерство энергетики поставило цель снизить стоимость электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями, до 0,05–0,07 долл. США / кВт · ч _{электрический} и добиться затрат на аккумулирование тепла ниже 15,00 долл. США / кВт · ч _{тепловой} . Снижение стоимости носителя информации — один из шагов к достижению заявленной цели. В рамках этой исследовательской программы были разработаны экономичные бетонные смеси, выдерживающие температуру до 600 ° C.Этот уровень температуры на 50% превышает рабочую температуру существующих систем, которая составляет примерно 400 ° C. Однако для подтверждения его использования требуются длительные испытания бетона. При этой температуре удельная стоимость энергии, хранящейся в бетоне (носителе тепловой энергии), оценивается в 0,88–1,00 долл.