Прогрев бетона электродами технология: Прогрев бетона электродами

Содержание

Описание технологии прогрева бетона электродами и практические советы

Чтобы исключить кристаллизацию воды, входящей в состав бетонного раствора, необходимо поддерживать определенную температуру залитой массы. Дело в том, что вяжущее (цемент) вступает в реакцию именно с жидкостью, а не со льдом. А так как окончательное отвердевание бетона происходит в течение длительного времени (до 4 – 5 недель, в зависимости от особенностей производства работ и состава смеси), то его термообработка осуществляется постоянно, до полной готовности сооружаемой конструкции. 

Понятно, что прогрев необходим только в холодное время года. Это позволяет вести работы в любой сезон, независимо от температуры окружающего воздуха. Существует много методик, но, пожалуй, самой распространенной является прогрев бетонной смеси электродами. Такие проводники эл/тока отличаются формой, размерами и спецификой размещения.

Но технология и принцип их действия остается неизменным – бетон разогревается эл/полем, которое образуется между электродами при подаче на них напряжения. Раствор становится элементом токопроводящей цепи (со своим внутренним сопротивлением), в котором энергия электрическая трансформируется в тепловую. Регулируя номинал напряжения, можно добиться требуемой температуры прогрева. В зависимости от особенностей «обрабатываемой» конструкции, подбирается оптимальный вариант данных элементов.

 Разновидности электродов

Стержневые

В качестве таковых чаще всего используется арматурный пруток хотя можно устанавливать и узкие полосы металла (композитная арматура, понятное дело, не подойдет, а вот для армирования — то что надо). Его длина должна быть несколько большей толщины заливки (для включения в цепь), а сечение выбирается исходя из ее конструктивных особенностей и плана размещения электродов (как правило, для частного домостроения не более 10 мм). Чтобы арматура легче входила в раствор, один ее конец заостряется.

Стержневые электроды позволяют прогреть «заливку» с конфигурацией любой сложности и формы, поэтому используются чаще всего, особенно при индивидуальном строительстве. Их располагают перпендикулярно продольной оси конструкции. Причем так, чтобы они не соприкасались с прутьями армирующего каркаса.

Струнные

По сути, это разновидность тех же стержневых, но расположение – вдоль оси опалубки. Применяются при прогреве конструкций с малым сечением и большой длиной (балки, колонны и ряд других). Для упрощения присоединения проводов торчащие из опалубки края изгибаются верх (буквой «Г»).

 В ряде случаев можно в качестве электродов использовать продольные прутья смонтированного в опалубке металлического каркаса. Но при таком способе прогрева резко увеличивается энергопотребление, поэтому и используется он реже. При этом соблюдаются особые меры предосторожности.

Полосовые

Представляют собой куски железных полос (20 – 50 мм, толщиной 3), которые укладываются поверх залитого раствора. Такой прогрев применяется для заливки малой толщины (массивная стяжка, плита и тому подобное), при этом все элементы размещаются на одной стороне конструкции.

Пластинчатые

Располагаются с противоположных сторон заливки, с внутренней стороны опалубки. Их габариты выбираются в соответствии с ее параметрами. Естественно, что устанавливаются они парами, количество которых и расстановка определяются индивидуально для каждой конструкции.

Виды прогрева

Сквозной (внутренний, погружной)

Применяется для конструкций, имеющих большую толщину или сложную форму. Из названия понятно, что электроды размещаются внутри залитой массы раствора. Общее правило – электроды устанавливаются на расстоянии не менее 3 см от элемента опалубки.

Периферийный (поверхностный, нашивной)

Под полосы устанавливается подкладка. На практике для этого чаще всего берутся куски рубероида, что позволяет такие электроды легко снимать и использовать многократно.

Общее правило

Если в опалубку установлен металлический каркас, то использовать напряжение более 127 В ЗАПРЕЩЕНО. Для конструкций неармированных оно может быть не более 380 В.

Что учесть при прогреве бетона

  • По мере отвердевания залитой массы изменяется ее эл/сопротивление, так как происходит испарение влаги. Следовательно, необходимо систематически корректировать силу подаваемого тока, поэтому в схему обязательно должен быть включен элемент регулировки (например, реостат, трансформатор с несколькими выходами).
  • Поверхность конструкции, подлежащей прогреву, должна быть укрыта материалами, снижающими теплопотери. Это могут быть опилки, маты, пленка п/э, рубероид и тому подобное. В противном случае сам процесс прогрева теряет смысл.
  • При стержневом методе нужно соблюдать одинаковые расстояния между электродами как в одном ряду, так и в соседних. Это обеспечит равномерность загрузки «линий» и исключит перекос фаз.
  • Снижения энергозатрат можно добиться введением в состав раствора специальных добавок-пластификаторов, ускоряющих процесс отвердевания бетона.
  • Специалисты не рекомендуют применять электродный прогрев для мелких конструкций. Для этого существуют другие методики.
  • В качестве «питания» нельзя использовать источник постоянного тока, так как в этом случае не избежать электролиза жидкости.
  • При небольших объемах заливки в качестве источника напряжения можно использовать сварочные трансформаторы.
  • Единой рекомендации по размещению электродов на (в) заливке раствора нет. Схема определяется индивидуально и зависит от внешних условий, параметров опалубки, марки цемента и ряда других факторов.
  • Через определенные временные промежутки (зависят от специфики работ) делается замер температуры. Для этого проделываются специальные «шурфы».
  • ЗАПРЕЩАЕТСЯ. При использовании прутьев арматурного каркаса в качестве электродов работать с напряжением свыше 60 В. В исключительных случаях (более этого номинала) – только при соблюдении дополнительных мер и локально (на отдельных сегментах конструкции).

Для получения из раствора качественного искусственного камня рекомендуется комплексный обогрев массы, сочетающий несколько методик, в том числе, и «пассивную» («термос»).

электроды, КТПО, провод ПНСВ, технология и схема обогрева

Схватывание бетона происходит при участии воды. Но в зимнее время вся влага в растворе замерзает, делая гидратацию невозможной. Чтобы и в морозы не приостанавливать строительство, на участке организовывают обогрев бетона. Вариантов прогрева разработано немало, и каждая технология находит свое применение.

Оглавление:

  1. Критерии подбора
  2. Применение электродов
  3. Обзор разных методов

На чем основывается выбор?

Каким способом подогревать зимой бетонные конструкции, зависит от ряда параметров:

1. Погодные условия. При температуре не ниже -15 °С обогрев нагревательными проводами можно заменить методом «теплой» опалубки.

2. Класс бетона – от него зависит необходимый срок теплового воздействия до получения надежных характеристик конструкций, залитых зимой. Бетон вплоть до класса В10 должен успеть набрать половину заявленной прочности, прежде чем можно будет закончить прогрев, классы с В12,5 по В25 – около 40%, крепче В25 – около 30%.

3. Размеры ЖБИ. Для массивных фундаментов рекомендуется электропрогрев бетона электродами или проводами ПНСВ, плюс сохранение набранной температуры «термосом».

4. Толщина заливки. При незначительных габаритах отдельных элементов армированной конструкции возможно применение индукционного нагрева.

Чтобы получить монолит заданного качества и оптимизировать затраты на обогрев бетона, рекомендуется для каждого конкретного случая комбинировать различные технологии.

Метод электродов

Наиболее часто применяемая технология, основанная на свойстве проводников электрического тока разогреваться. Влажный бетонный раствор тоже превращается в своеобразный проводник, если в нем разместить запитанные электроды. Чтобы «цепь» заработала, их необходимо подсоединить к разным фазам источника переменного тока мощностью 60-127 В.

Не используйте метод под напряжением свыше 127 В, если работаете с ЖБИ. Бетон с металлической арматурой включать в цепь можно только после профессиональной разработки проекта.

Технология прогрева бетона электродами требует предварительных расчетов для каждой конструкции. От ее особенностей будет зависеть напряжение подаваемого переменного тока, схема расстановки электродов и даже их вид.

  • Стержневые электроды – металлические пруты небольшого диаметра (от 6 до 12 мм). Используются на удаленных участках особо крупных конструкций, а также для сложных форм (стыков, колонн). При размещении стержневых электродов нужно следить, чтобы они не располагались к опалубке ближе, чем на 3 см.
  • Струнные – длинная стальная проволока диаметром 6-10 мм. Предназначены для участков большой протяженности. Этот способ предпочтителен, если прогрев бетонной смеси электродами выполняется при контакте заливки с уже замерзшим грунтом.
  • Поверхностные – особый тип электродов, роль которых выполняют стальные пластины или полосы шириной в 4-8 см. Проводники крепятся непосредственно к опалубке с оставлением одного свободного конца для подключения к источнику питания. В отличие от погружных электродов поверхностные не контактируют с раствором, так как отделены от него слоем рубероида.

Металлические полосы обеспечивают прогрев бетона не глубже, чем на половину расстояния от одного электрода до другого. Это тепло достает и до внутренних слоев, но там процессы протекают не так интенсивно. А вот разнофазные пластины могут нагревать весь объем, если он не слишком большой.

Основное достоинство метода прогрева электродами – возможность поддержания оптимальной температуры бетона в конструкциях любой толщины и формы.

Особенности различных способов

1. Использование нагревательных проводов.

Тот же электропрогрев бетона, но в отличие от электродного метода, увеличение температуры в монолите обеспечивают уложенные в массу изолированные провода. Они сами нагреваются в процессе работы, а раствору передают только тепловую энергию.

Марки нагревающих элементов:

1. Чаще всего в зимнее время используется электропровод марки ПНСВ от 1,2 до 3 мм в диаметре.

При этом нужно учитывать, что ПНСВ не должен во время работы находиться на воздухе, иначе его изоляция просто оплавится. Отсюда и особенности технологии прогрева – применение так называемых холодных концов, подключенных в местах выхода ПНСВ из бетона. Их роль исполняют короткие установочные провода типа АПВ-2,5 или АПВ-4 с алюминиевой жилой.

Схема прогрева проводом ПНСВ 1,2 при его подключении к трансформатору может быть одно- или трехфазной. Главное, чтобы линии отстояли друг от друга минимум на 15 мм, а сила тока не превышала 15 А. Длина обогреваемых секций подбирается вдвое меньше, чем значение напряжения на трансформаторе.

2. Применение кабелей КДБС или ВЕТ позволяет полностью исключить из технологии трансформатор для прогрева бетона.

К такому методу прибегают, когда нет возможности обеспечить станции питание в 380 В или использовать требуемое количество понижающих трансформаторов на объекте. ВЕТ-кабели могут работать от бытовой электросети, на концах они снабжаются соединительными муфтами, что весьма удобно при укладке. Правда, стоит такой провод дороже, чем ПНСВ.

Подключение производится к понижающему трансформатору, выдающему со второй обмотки 75 или 36 В. Схема укладки провода ВЕТ не отличается от аналогичной для ПНСВ. При этом важно подобрать оборудование, предусматривающее плавную регулировку силы тока. Это позволит поддерживать нормальную температуру в монолитной конструкции.

Как вариант для частного строительства, подойдет обычный сварочный аппарат. К профессиональному оборудованию относятся трансформаторные станции, которые обеспечивают прогрев до 30 кубов: КТПТО-80/86, серия трансформаторов СПБ либо сухая станция ТСДЗ-63.

Прогрев с использованием проводов позволяет сократить время набора 70%-ной прочности до нескольких дней. При такой высокой эффективности метод выгодно отличается экономичностью.

3. Греющая опалубка.

Контактный прогрев бетона предпочтительно использовать на объектах быстрого возведения. Термоактивная опалубка широко применяется для строительства монолитных домов, но раствор должен иметь высокую скорость застывания. Эта технология довольно требовательна к температуре смеси и окружающей среды: промерзший грунт на глубину 30-50 см и сам состав должны быть прогреты до +15 °С.

4. Индукционный метод.

Отлично подходит для изготовления бетонных свай и колонн. Повышение температуры внутри опалубки происходит за счет воздействия электромагнитного поля, создаваемого внешними витками провода. Вся конструкция превращается в своеобразную индукционную катушку, разогревающую металлическую арматуру. А та в свою очередь осуществляет прогрев раствора изнутри. Достоинства метода – равномерный прогрев и возможность производить предварительный разогрев опалубки и армирующих стержней еще до заливки.

5. Тепловые излучатели.

Относительно недорогой и наименее энергозатратный способ – прогрев тепловыми пушками, ИК-излучателями и другими внешними электрообогревателями. Его плюсом и одновременно недостатком является локальное воздействие на заливку. Поэтому сфера применения этой технологии ограничивается ремонтными работами, заделкой стыков и изготовлением малых форм. При этом внешний обогрев не будет достаточно эффективен, если обрабатываемую часть конструкции не оградить от внешних условий временным пологом. Достоинства: минимум аппаратуры и кабельной продукции, дешевизна и относительно невысокие энергозатраты.

6. Пропаривание.

Самый дорогой и энергоемкий прогрев бетона в зимнее время применяется только в промышленном строительстве. Смысл технологии заключается в том, что бетон заливается в сложную двухстенную опалубку, через которую подается горячий пар. Он обволакивает бетонную поверхность, образуя «паровую рубашку». Это обеспечивает и равномерный прогрев конструкции, и подачу влаги, необходимой для гидратации.

Несмотря на всю сложность организации прогрева, этот способ является наиболее эффективным. А для сокращения расходов в сам бетонный раствор вводятся пластифицирующие добавки, ускоряющие процесс твердения.

Существует и пассивный метод, когда вокруг конструкции создается термос из теплоизолирующих матов. Но он сам по себе неэффективен – его уместно использовать только в качестве дополнительной меры вместе с другими способами.

Технология прогрева бетона электродами

Иногда приходиться продолжать строительство в экстремальных погодных условиях. Температура оказывает значительное влияние на прочность бетона. При работе необходимо учитывать, что раствор в свежем виде может промерзнуть за три дня, если он имел температуру от +10 градусов. Для того чтобы прогреть бетон, используют электродный метод.
Если бетон укладывается при температуре +5 градусов, то прочность набирается дольше, чем при высоких показателях. При низкой температуре, находящаяся в бетоне вода, может замерзнуть и расшириться. Если такие процессы будут постоянно повторяться, это приведет к рыхлости конструкции, снижению влаги, и выветриванию бетона. Когда раствор набирает достаточную прочность, он может быть устойчив к изменению температуры.

Как защитить бетон от температурного изменения?

Чтобы изменение температуры не оказывало губительное действие на бетон, необходимо следить, как он набирает прочность.

  1. Первый месяц конструкцию защищают от осадков путем накрывания. 
  2. Нельзя на бетон насыпать соль, которую применяют от гололеда. 
  3. Если планируется подогрев бетона, то нельзя превышать температуру +30 градусов, так как материал будет быстро застывать, и потеряет пластичность, может произойти значительная усадка. 

В каких случаях используются электроды?

Прогрев бетона электродами применяется для конструкций в вертикальном виде. В некоторых случаях пользуются естественным утеплителем, а если от него нет желаемого результата, то применяют электроды.
Для работы понадобиться всего три человека, то есть не нужно специально нанимать рабочих, сэкономив средства. Благодаря такому методу прогрева, смесь схватывается равномерно, при этом не происходит нарушение целостного состояния конструкции. Конструкция возводится быстро даже при морозе, для сооружения колоны можно использовать всего один электрод.
В морозную погоду для прогрева бетона применяют электроды, при этом вода не замерзает, и происходит реакция с цементным составом.

Технология прогрева бетона электродами

Такой метод не является подходящим для сооружения плиты из бетона, его используют только для стен, диафрагм и колонн. После завершения основных работ, в стены помещаются стержни из металла, на которые поступает напряжение через трансформатор. Расстояние между электродами должно быть до 100 сантиметров, это зависит от погодных условий, и сложности постройки.
Через понижающий трансформатор на арматуру подают три фазы, при этом расстояние вокруг электродов прогревается, и бетон не замерзает. При прогреве раствора зимой, ток проходит через воду, которая содержится в растворе. Если каркас выполнен из арматуры, то напряжение не должно превышать 127 Вольт, также можно подать 220 или 380, но не больше этих показателей.

Виды электродов для подогрева бетона

Чтобы бетон качественно набрал прочность, его прогревают электродами, для этого используют разные виды материала.

  1. Электроды в виде пластин располагают на внутренней части опалубки, тогда контакт с раствором становиться лучше, и он хорошо подогревается. Раствор может сохраняться в теплом виде недолго. 
  2. Ширина электродов полосового вида составляет от 400 миллиметров, их располагают с обеих сторон. После того как подключается ток, начинается прогрев бетона вокруг электродов. 
  3. Электроды струнного вида используют для подогрева раствора в конструкциях цилиндрического типа, а также в колоннах. Электрод располагают по центру возводимой конструкции, а опалубку обматывают специальным листом, который проводит ток. 
  4. При стержневом виде, используется специальная арматура до 11 миллиметров, которую располагают внутри раствора на определенном расстоянии. Электроды, расположенные в крайних частях, должны располагаться на 40 миллиметрах от самой опалубки. Таким образом, прогревают бетон в конструкциях со сложными элементами. 

Электроды выбирают с учетом условий выполняемых работ

Виды подогрева бетона электродами

Виды подогрева могут быть различными:

  • Сквозной тип используют для сооружений со значительной толщиной или сложной формой, при этом электроды помещают внутрь раствора, выполняя расстояние от опалубки 3 сантиметра. 
  • При поверхностном типе, под низ полос располагают подкладку в виде рубероида, электроды легко убираются, и используются несколько раз. 

Если конструкция не содержит арматуру, то можно использовать напряжение до 380 Вольт. А при наличии арматуры, напряжение должно быть меньшим, не более 127 Вольт.

Как правильно подключать электроды?

Подключение электродов зависит от выбора материала. Для пластинчатого вида одну фазу подают на начальный электрод, а вторую на тот, который располагается с обратной стороны. То есть электроды располагаются параллельно, и на них подается фаза.
Если используется арматура стержневого вида, то начальный и конечный электрод подсоединяются к одной фазе, а остальные будут функционировать от второй и третьей фазы. Также устанавливают трансформатор, но можно обойтись без этого процесса, это делают для того, чтобы бетон не пересыхал, а температура не была высокой.

Основные правила для подогрева бетона электродами

Для того чтобы прогрев раствора был осуществлен эффективно, подключение производят к разным полюсам электрической сети. Если применяется одна фаза, то не желаемого результата достичь не удастся, а также замыкание возникает только сквозь влажный раствор.
Для каждого строения выполняется планировка, при которой учитывают расстояние между электродами, размещение трансформатора, и необходимое напряжение.
Прежде чем прогревать бетон, его нужно некоторое время оставить без этого процесса. Для хорошей прочности в раствор кладут специальные составляющие добавки. Например, если добавить хлористый кальций, то потеря прочности уменьшиться, а затвердевание ускориться до 30%.
Даже при установке трансформатора, будет происходить высушивание, поэтому поверхность смачивают или периодически выключают приборы подогрева.

Недостатки метода подогревания бетона электродами

При применении арматуры, происходит значительные затраты электрической энергии, каждому электроду необходимо до 50 Ампер. Поэтому к электродам нужно приобрести специальное оборудование, которое также имеет немалую стоимость.
Такой метод обогрева не является дешевым, все составляющие элементы используются один раз, и остаются внутри конструкции, при этом увеличивается прочность возводимой постройки.

Описание процесса

Чтобы избежать замерзания воды, которая входит в состав раствора, необходимо создать определенную температуру, тогда цемент будет вступать в реакцию с жидкостью, и конструкция наберет прочности. Бетон застывает до пяти недель, а подогрев осуществляется на протяжении всего времени, до полной готовности.
Бетон нуждается в подогреве в зимний период, во время морозов, благодаря этому процессу, можно проводить работы по строительству. При использовании электродов, бетон подогревается от электрического поля, оно возникает между нагревательными элементами во время подключения напряжения.
Благодаря этому процессу, происходит равномерное высыхание раствора, вода не замерзает, и вступает в реакцию со смесью.

Что учитывают при выполнении подогрева бетона электродами?

  1. Когда раствор начинает затвердевать, его электрическая масса может измениться, так как влага будет испаряться, поэтому необходимо регулировать силу тока, который подается к электродам. Это можно сделать с помощью реостата или других приспособлений. 
  2. Выполняемую конструкцию необходимо накрывать такими материалами, которые снижают потерю тепла, для этого используют опилки, пленку или рубероид. Если этого не сделать, то выполняемый процесс не даст желаемого результата. 
  3. При использовании стержневого вида, электроды должны располагаться на одинаковом расстоянии, чтобы фазы не перекашивались, и электрическая нагрузка была равномерной. 
  4. Чтобы снизить затраты электрической энергии, в раствор кладут добавки, которые способствуют быстрому застыванию. 
  5. Прогрев электродами не выполняется при возведении мелких сооружений, для этого используют другие технологии.
  6. Ток не должен подаваться из постоянного источника, чтобы не произошел электролиз жидкости. 
  7. Если заливается небольшое количество раствора, то напряжение можно подавать с использованием сварочного трансформатора. 
  8. Расположение электродов будет зависеть от погодных условий, размеров установленной опалубки, а также качества раствора. 

Условия заливки бетона в зимний период

  • Транспорт, в котором перевозится раствор, должен быть утеплен, чтобы не происходила потеря тепла. То есть он должен быть закрытым.
  • Укладываемый бетон и опалубка должны быть подогретыми, раствор укладывают и сразу утрамбовывают. 
  • На прокладываемую арматуру и опалубку не должен попадать снег. Для того чтобы прогреть опалубку и раствор нельзя использовать горячую воду.
  • Нельзя производить заливку на замерзшую почву или конструкцию.
  • Первые дни температура раствора должна быть не менее +10 градусов, все помещения, которые прилегают к постройке, должны быть отапливаемые. 

При низкой температуре затвердевание раствора прекращается, в результате нарушается основная структура конструкции, которая впоследствии не поддается восстановлению. После того как завершиться бетонирование, конструкцию накрывают утеплителем, в противном случае нет смысла в прогреве раствора. Обычно с помощью электродов прогревают слои внешнего вида, чтобы не происходила потеря тепла. Перед тем как приступить к основной работе, необходимо произвести точные расчеты, и приобрести нужные материалы.
Благодаря такому способу, можно подогревать конструкции различной толщины и конфигурации, но для сооружения плит этот метод не эффективен. Вид электродов выбирают в зависимости от погодных условий, и качества используемого материала.
Полосовыми электродами можно прогревать плиты перекрытия, и другие элементы, расположенные в горизонтальном виде, а также бетон, которые прикасается к мерзлой земле.
Стержневые электроды используют для подогрева колонн, балок и других сложных конструкций. Струнные электроды применяют для прогревания колонн, если в конструкции содержатся металлические составляющие, то затраты электрической энергии будут больше.
При прогреве бетона электродным способом, конструкцию необходимо укрывать, иначе будет происходить значительная потеря тепла, и большой расход электрической энергии, желаемого результата не удастся добиться. Правильное подключение и подача напряжения также зависят от вида используемых электродов.
При правильно выполненной работе, раствор быстро затвердевает, дает минимальную усадку, не разрушается из-за замерзшей воды, которая входит в состав смеси. Если выполнить работу самостоятельно сложно, то необходимо прибегнуть к помощи специалистов.

Обогрев бетона в зимнее время

Содержание
  1. Технологии прогрева бетона
  2. Контактный метод
  3. Провод ПНСВ
  4. Другие технологии
  5. Нормативные документы

Строители давно оценили особое свойство смеси цемента, песка и щебня: набор прочности бетоном в процессе застывания. Строгие нормы регламентируют сроки достижения максимального показателя при различных температурных режимах. Несоблюдение норм грозит отказом в сдаче объекта в эксплуатацию.

В теплое время года проблем с выдерживанием залитой конструкции не возникает. Зимой строители принимают специальные меры – обеспечивают электропрогрев до набора максимальной прочности.

Технологии прогрева бетона

Работы по бетонированию проводят в несколько этапов. Подготовленную смесь заливают в жесткую опалубку, которая обеспечивает формирование конструкции. Это могут быть:

  • фундамент здания или инфраструктурного объекта – стадиона, спортивного комплекса, бассейна, торгово-развлекательного или бизнес-центра и т.д.;
  • опоры и перекрытия при использовании монолитно-каркасной технологии;
  • конструктивные элементы мостов или путепроводов.

Способы прогрева и правила проведения работ (в частности, электробезопасность) зависят от типа конструкции, наличия арматуры или сетки.

Контактный метод

Для проведения бетонных работ в зимнее время используют несколько технологий. Распространенный метод – прогрев бетона электродами. Одно из свойств материала – высокая теплопроводность: тепло передается по раствору через электроды, нагретые до 80° С. Существует несколько схем размещения контактных элементов:

  1. Пластинчатые электроды. Технология прогрева предполагает размещение контактных пластин на внутренних сторонах опалубки, обычно с противоположных сторон. Иногда вместо пластин монтируют металлические полоски;
  2. Стержневые электроды. Обычная металлическая арматура сечением 8-12 мм. По определенной схеме стержни размещают в толще застывающей массы и подключают к источнику тока. Расстояние между электродами рассчитывают по специальной таблице для равномерного прогрева;
  3. Струнные электроды. Применяются для обогрева опор, колонн, балок.

Технология прогрева предполагает использование переменного тока. Постоянный ток вызывает реакцию электролиза воды, которая содержится в растворе. Также существуют ограничения по предельному напряжению в зависимости от типов конструкций. Поэтому для соблюдения технологии рекомендуется использовать трансформаторное оборудование.

Провод ПНСВ

Наиболее прогрессивный и технологически выверенный способ обеспечить набор прочности в зимнее время. Работы обходятся дороже, но за счет размещения нагревательного провода внутри застывающего раствора происходит равномерный прогрев всего объема.

Провод имеет простую структуру – стальная жила, она же нагревательный элемент, помещается в изоляционный материал (ПВХ). Ток проходит сквозь жилу, металл разогревается, отдает тепло бетону. Температурный режим регулируется уровнем напряжения; для получения необходимой мощности применяют понижающие трансформаторы.

Прогрев бетона проводом ПНСВ выполняют по следующей схеме:

  • Провод размещают вдоль арматуры и закрепляют. Работы по монтажу ПНСВ и заливке раствора проводят аккуратно, чтобы не нарушить целостность изоляции и самой жилы;
  • Предупреждают контакт провода с землей, опалубкой, другими элементами;
  • Нагревательные провода подсоединяют к отключенной трансформаторной установке;
  • Используют постоянный или переменный ток – изоляция препятствует реакции электролиза во время зимнего бетонирования.

Перед началом работ подготавливается технологическая карта, согласно которой укладывают провода.

Другие технологии

Гораздо реже при проведении бетонных работ при низких температурах используют электрообогрев опалубки. Метод менее эффективный и более энергозатратный, чем прогрев проводами ПНСВ.

Нагревательные элементы размещают внутри опалубки или с наружной стороны. Технология подходит не для всех типов конструкций. Например, при заливке фундамента тепло не проникает в толщу бетона.

Для тонких конструкций применяют инфракрасный способ обогрева. Лучи воздействуют на поверхность, затем проникают в толщу раствора и обеспечивают равномерное распределение тепла.

Также для прогрева применяют специальные маты, которыми полностью покрывают поверхность.

Нормативные документы

Схема укладки (провода ПНСВ), как и другие работы по созданию условий для набора прочности бетонных конструкций, четко регламентирует ГОСТ. К требованиям относятся:

  • Подготовка раствора. В бетон добавляют специальные компоненты, которые препятствуют замерзанию смеси при отрицательной температуре;
  • Мероприятия по прогреву залитой конструкции с использованием наиболее рациональной технологии;
  • Задействование квалифицированных специалистов, которые проводят расчеты, составляют специальную таблицу и контролируют отвердевание и набор прочности.

Нормы и технологические карты также определяют очередность проведения работ по подготовке к обогреву и демонтажу трансформаторного оборудования, опалубок и других элементов.

При контроле за отвердеванием бетона специалисты оценивают физико-химические свойства раствора, проводят визуальный осмотр. Один из показателей успешного набора прочности – постепенное изменение цвета до светлого, почти белого.

Темно-серый цвет указывает на замерзание массы и утрату свойств бетона. В этом случае работы проводят повторно или откладывают до наступления благоприятных условий. Чтобы избежать подобных эксцессов, задействуют опытных специалистов, которые изначально выбирают правильную тактику бетонирования и соблюдают технологию прогрева.


Прогрев бетона электродами: технология и особенности

Прогрев бетона электродами: схема подключения

Необходимо понимать, что метод подключения электроподогрева будет отличаться в зависимости от выбранного типа электрода. При работе с пластинчатыми электродами одна фаза подается на первый электрод, а вторая на расположенный с противоположной стороны. В результате мы имеем два электрода, которые находятся параллельно друг другу, на каждом есть фаза. В случае со стержневой арматурой к одной фазе подключаются первый и последний электроды в ряду. Остальные работают от 2-й и 3-й фазы.

Хотелось бы отметить, что не стоит пренебрегать монтажом трансформаторов. Они в некоторых случаях не нужны, но в большинстве ситуаций их имеет смысл установить. Так, температура прогрева бетона будет оптимальной, то есть не слишком высокой, в противном случае может появиться такой нежелательный эффект, как пересушивание. По этой простой причине имеет смысл подводить все электроды через понижающий трансформатор.

Сравнительная характеристика новой и предыдущей модели термоматов

ПРЕДЫДУЩАЯ МОДЕЛЬ

НОВАЯ МОДЕЛЬ

КОНСТРУКЦИЯ ТЕРМОМАТА

Греющий элемент свободно располагался между тентом и теплоизолятором.

При неаккуратном использовании это приводило к его излому и выходу из строя термомата.

Повышена износостойкость и прочность термомата.

Монолитные сегменты исключают коробление греющего слоя. Резистив внутри не ломается.  Нагреватели стали вандалоустойчивы к повреждениям.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

Применялся утеплитель с худшими тепловыми свойствами, чем у современных теплоизоляторов. 

Уменьшены теплопотери на 25%.

Используется утеплитель с улучшенными теплоизоляционными свойствами.

УДОБСТВО ЭКСПЛУАТАЦИИ

При неправильном складывании термоматы могли сминаться, заламываться.

Что приводило к нарушению контакта нагревателя.

Сегменты термомата не заламываются.

Новая конструкция позволяет складывать термоматы любым удобным способом, а не только «гармошкой», как это требовалось ранее.

ВОДОНЕПРНИЦАЕМОСТЬ

Из за наличия воздушных прослоек при незначительном повреждении оболочки внутрь нагревателя попадала вода.

Повышена водонепроницаемость термоматов. 

За счет монолитности и герметичности новой конструкции между тентом и греющим слоем нет пустот. Вода не проникает внутрь нагревателя.

ТЕРМОСТОЙКОСТЬ

Использовалась пленка с нестабильной линейной зависимостью. При перегреве греющий элемент коробился.

Это приводило к выходу термоматов из строя.

Повышена термостойкость.

Пленка для производства резистивного элемента предварительно стабилизируется.

Резистивный элемент не усаживается до 1800С.

САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙ ЭФФЕКТ

Нестабильные тепловые характеристики с небольшим отрицательным саморегулирующимся эффектом.

При повышении температуры нагреватель увеличивал мощность и происходил перегрев.

Достигнут положительный саморегулирующийся эффект.

 Когда возникает опасность перегрева, нагреватель снижает мощность. Перегрева не происходит. Повышается срок службы термоэлектромата.

Прогрев с помощью специальной опалубки

Специальные опалубки представляют собой термоактивные конструкции, в тело которых монтируются ТЭНы. В целях безопасности нагревающие элементы надежно изолируются от корпуса опалубки. Опалубка собирается из отдельных щитов, каждый из которых имеет индивидуальную маркировку. Щиты отличаются между собой электрическими параметрами (мощностью, силой тока и напряжением). Технические характеристики щита указываются на его паспортной табличке.

Для сохранения тепла, опалубки предварительно укрываются шлако- или стекловатными утеплителями.

Чтобы предотвратить утеплитель от увлажнения и механических повреждений, щит комплектуется фанерной крышкой.
Опалубка на объекте бетонирования собирается в единый блок из отдельных щитов. Небольшие щиты собираются вручную. Для подогрева больших площадей применяются укрупненные панели, которые собираются в блоки грузоподъемными механизмами.
Для подключения собранной опалубки к электрической сети служат специальные узлы управления. Они состоят из понизительных трансформаторов, системы электроснабжения и щита управления. Кроме этого, на объекте предусмотрены помещения для дежурного электрика или оператора.

Если температура наружного воздуха меньше +5° С, то перед укладкой бетона следует предварительно прогреть арматуру и ранее залитый бетон. Для этого поверхность бетонирования сначала накрывается урывочным материалом для бетона в зимнее время (брезентом, пленкой или тепляками) и на короткое время включается опалубка.

Преимущества специальной опалубки:

  • простота конструкции и возможность быстрой ликвидации неполадок и замены повредившихся ТЭНов;
  • универсальность, что позволяет сколько угодно, без ограничений использовать опалубку на различных объектах;
  • простота в эксплуатации;
  • позволяет работать с бетоном при температурах до -25° С;
    за счет беспрерывного бетонирования сокращается срок строительства;
  • возможность поддержания времени заданного технологического процесса, обеспечивающего оптимальную температуру застывания бетона. Это достигается с помощью глубокого регулирования температуры.

К недостаткам относится высокая стоимость конструкции и сложности при прогреве участков со сложной конфигурацией.

Разновидности электролитов для прогрева бетона

В зависимости от вида и геометрии конструкции используются различные электроды для прогрева бетона. Для каждого из них разрабатывается своя схема подключения:

  • Струнные.
  • Стержневые.
  • Пластинчатые.
  • Полосовые.

Схема подключения электродов

Струнные. Изготавливают из арматуры длиной 2–3 м диаметром 10–15 мм. Используют для колонн и других подобных вертикальных конструкций. Подключают к разным фазам. В качестве одного из электродов может использоваться армирующий элемент.

Стержневые. Представляют собой куски арматуры толщиной 6–12 мм. Располагаются в растворе рядами с расчётным шагом. Первый и последний электрод в ряду подключают к одной фазе, другие – ко 2-ей и 3-ей. Используются для участка любой сложной геометрии.

Стержневые электроды для бетона

Пластинчатые. Подвешиваются на противоположные края опалубки без заглубления в раствор и подключают к разным фазам. Электроды создают электрическое поле, которое и прогревает бетон.

Расстановка пластинчастых электродов

Полосовые. Выполняются в виде металлических полосок шириной 20–50 мм. Их располагают на поверхности раствора с одной стороны конструкции и подключают к разным фазам. Используют для плит перекрытий и других элементов в горизонтальной плоскости.

Опалубка с подогревом

Электропрогрев бетона в зимнее время может осуществляться сразу же в опалубке. Это один из новых способов, который является очень эффективным. В щиты опалубки устанавливаются нагревательные элементы. В случае выхода из строя одного или нескольких из них, производится демонтаж неисправного оборудования. Его заменяют новым.

Оснащать инфракрасными обогревателями непосредственно форму, в которой застывает бетон, стало одним из удачных решений, которые принимали управленцы строительных компаний. Эта система способна обеспечить требуемыми условиями бетонное изделие, находящееся в опалубке, даже при температуре -25 ºС.

Помимо высокой эффективности представленные системы обладают высоким показателем полезного действия. Затрачивается совсем немного времени на подготовку к обогреву

Это крайне важно в условиях сильных морозов. Рентабельность нагревательной опалубки определяется выше, чем у обычных проводных систем

Их можно применять многоразово.

Однако стоимость представленной разновидности электрообогрева довольно высока. Она считается невыгодной, если нужно обогреть постройку нестандартных габаритов.

Условия заливки бетона в зимний период

  • Транспорт, в котором перевозится раствор, должен быть утеплен, чтобы не происходила потеря тепла. То есть он должен быть закрытым.
  • Укладываемый бетон и опалубка должны быть подогретыми, раствор укладывают и сразу утрамбовывают. 
  • На прокладываемую арматуру и опалубку не должен попадать снег. Для того чтобы прогреть опалубку и раствор нельзя использовать горячую воду.
  • Нельзя производить заливку на замерзшую почву или конструкцию.
  • Первые дни температура раствора должна быть не менее +10 градусов, все помещения, которые прилегают к постройке, должны быть отапливаемые. 

При низкой температуре затвердевание раствора прекращается, в результате нарушается основная структура конструкции, которая впоследствии не поддается восстановлению. После того как завершиться бетонирование, конструкцию накрывают утеплителем, в противном случае нет смысла в прогреве раствора. Обычно с помощью электродов прогревают слои внешнего вида, чтобы не происходила потеря тепла. Перед тем как приступить к основной работе, необходимо произвести точные расчеты, и приобрести нужные материалы. Благодаря такому способу, можно подогревать конструкции различной толщины и конфигурации, но для сооружения плит этот метод не эффективен. Вид электродов выбирают в зависимости от погодных условий, и качества используемого материала. Полосовыми электродами можно прогревать плиты перекрытия, и другие элементы, расположенные в горизонтальном виде, а также бетон, которые прикасается к мерзлой земле. Стержневые электроды используют для подогрева колонн, балок и других сложных конструкций. Струнные электроды применяют для прогревания колонн, если в конструкции содержатся металлические составляющие, то затраты электрической энергии будут больше. При прогреве бетона электродным способом, конструкцию необходимо укрывать, иначе будет происходить значительная потеря тепла, и большой расход электрической энергии, желаемого результата не удастся добиться. Правильное подключение и подача напряжения также зависят от вида используемых электродов. При правильно выполненной работе, раствор быстро затвердевает, дает минимальную усадку, не разрушается из-за замерзшей воды, которая входит в состав смеси. Если выполнить работу самостоятельно сложно, то необходимо прибегнуть к помощи специалистов.

Монтаж секционного обогревочного кабеля

Поскольку такие нагреватели для бетона поставляются не в бухтах, а готовыми секциями, снимается вопрос с обрезкой. Все что необходимо для сбора установки для зимнего бетонирования это рассчитать мощность сегмента исходя из того сколько кубов бетона в конструкции, после чего выбрать кабель соответствующей длины.

Начнем с краткого руководства по расчетам и небольших рекомендаций по монтажу:

В инструкции к технологии ТМО бетона указывается, что на обогрев кубометра смеси требуется от 500 до 1500 Вт (зависит от температуру воздуха). Расход электроэнергии можно существенно снизить, если применить несколько несложных технических приемов:

  1. Использовать специальные присадки для смеси, позволяющие понизить точку замерзания раствора.
  2. Утеплить опалубку.
  • Если производится заливка балки или перекрытия, расчет обогревочного кабеля производится из 4 погонных метров на 1 м2 площади поверхности. При возведении объемных элементов, таких как двутавровые бетонные балки, электрообогрев укладывают ярусами, с расстоянием между ними не более 40,0 см.
  • Защита кабеля позволяет приматывать его к арматуре.
  • Расстояние от поверхности конструкции до уложенного внутри электрообогревателя должно быть как минимум 20,0 см.
  • Чтобы бетонная смесь прогревалась равномерно, нагреватели должны быть уложены на одинаковом расстоянии.
  • Между разными контурами должно быть не менее 40,0 мм.
  • Запрещено пересечение греющих проводников.

Особенности методики

Общая схема работы

Сама методика прогрева бетонной массы с использованием электродов достаточно проста.

Реализуется она по такому алгоритму:

  • Внутри опалубки монтируются токопроводящие элементы, подключенные к источнику питания. Конфигурация размещения и тип электродов подбирается отдельно в зависимости от особенностей конструкции.
  • После того как электроды размещены, в опалубку заливается раствор. Находясь в жидком состоянии, он превращается в один из элементов электрической цепи, который достаточно хорошо проводит ток.
  • На электроды подается напряжение, благодаря чему в теле бетона создается электрическое поле. Оно постепенно отдает свою энергию окружающему веществу, нагревая его.
  • За счет изменения параметров тока (сила, напряжение) можно своими руками регулировать степень нагрева.

Фото подключенных электродов

В результате во время набора цементом прочности в нем поддерживается оптимальная температура. Такой обработки вполне достаточно, чтобы обеспечить однородную структуру застывшего материала. Резка железобетона алмазными кругами это подтверждает – на пробных образцах практически не обнаруживаются пустоты и рыхлые области.

Время прогрева зависит от множества факторов, среди которых важнейшими являются объем бетонируемой конструкции и наружная температура. В некоторых случаях отапливать раствор приходится до 4-5 недель, т.е. до полного набора прочности. Впрочем, чаще всего дополнительное тепло требуется только на начальных этапах.

Типы электродов

Типы электродов

Для реализации данного метода применяют токонесущие элементы различной конфигурации. Изучить их конструктивные особенности можно, проанализировав приведенную здесь таблицу:

Тип электрода Характеристика
Пластинчатый Имеет форму вытянутой по длине пластины, чаще всего изготавливается из того же металла, что и сама арматура. Монтируется на опалубку с внутренней стороны без заглубления в толщу раствора.
Полосовой Представляет собой полосу металла шириной от 40 до 50 см. Пары полосовых электродов размещаются по краям участка таким образом, чтобы ток проходил между ними.
Струнный Применяется при изготовлении вытянутых в длину конструкций (колонн, столбов, капитальных свай и т.д.). Струна закладывается в центр опалубки, а по периферии устанавливается токопроводящая полоса.
Стержневой Представляет собой обрезок арматуры толщиной от 5 до 12 мм. Устанавливается поодиночке или группами с шагом до 50 см, при этом заглубляется в раствор практически на всю длину. Крайние элементы монтируют таким образом, чтобы исключить контакт с опалубкой. Электроды стержневого  типа применяются при прогреве конструкций сложной формы.

Стержни из арматуры в толще заливки

 В зависимости от типа задействованных деталей выделяют такие методы повышения температуры:

  • Поверхностная (периферийная) обработка – электроды накладываются на поверхность раствора без погружения, часто с использованием специальных токопроводящих подложек. После окончания работы могут быть демонтированы и использованы повторно на другом объекте.
  • Погружной (сквозной) электроподогрев бетона – электроды находятся внутри материала, и после его отвердевания не извлекаются. Чтобы прочность конструкции не снижалась, токопроводящие элементы размещаем не ближе, чем в 30 мм от поверхности.

Погружная схема

Использование сварочных аппаратов

Мастера, которые пытаются реализовать данную методику самостоятельно, часто интересуются, как греть бетон электродами с применением сварочного аппарата (см.также статью «Как осуществляется прогрев бетона сварочным аппаратом»).

Действительно, это вполне возможно:

  • Обычный сварочный аппарат включает в себя два блока – двигатель и собственно сварочный генератор. При этом мощности последнего достаточно, чтобы обеспечить обогрев около 50м3 бетонного раствора.
  • Перед началом работы в цемент опускаем электроды. Для большинства задач достаточно шага в 20-30 см.
  • Электроды соединяем последовательно, формируя несколько параллельных цепей.
  • Для наблюдения за напряжением между цепями специалисты рекомендуют устанавливать лампу накаливания.
  • Цепи подключаем к аппарату и подаем напряжение. Контроль нагрева осуществляем в специальных скважинах.

Такое устройство вполне можно использовать

Расчет времени

Прогрев бетона начинается с выбора оптимальной схемы с учетом требований строительной площадки, региона (Москва требует одних мер, Сочи или Норильск – совершенно иных), возможностей и т.д.

Основные факторы, которые учитываются в расчетах времени и температуры:

  • Среднегодовой прогноз погоды зимой в регионе, взятый за предыдущие пару лет, а также прогнозируемая отметка средней температуры воздуха в течение данного зимнего периода.
  • Расчет модуля рабочей прогреваемой поверхности, определение термосной выдержки раствора.
  • Расчет средней температуры конструкции на протяжении срока ее охлаждения.
  • Учет информации про температуру готовой бетонной смеси, ее изотермические свойства (предоставляет завод-изготовитель раствора).
  • Определение тепловых потерь в процессе транспортировки смеси, разгрузки.
  • Определение температуры смеси с начала укладки (учитывается отдача тепла на прогрев арматуры, опалубки).
  • Расчет времени охлаждения раствора (в соответствии с нормативными требованиями прочности).

Все эти данные используются при прогнозировании , для учета тепловых потерь в процессе заливки, излучения тепла с поверхности. Но все это довольно приблизительно, поэтому в процессе прогрева нужно тщательно контролировать температуру каждые полчаса-час при нагревании и раз в 12 часов при остывании. Если режим нарушен, нужно повышать или отключать ток, регулируя параметры.

В технологической карте должен быть отмечен график нагрева с указанием оптимальных значений и всех важных расчетов, выполненных в соответствии со СНиПами и правилами.

Прогрев бетона – чрезвычайно важное мероприятие при выполнении ремонтно-строительных работ в зимнее время. Без реализации указанных методов бетон просто не наберет нормативную прочность, поставив под сомнение прочность, надежность и долговечность всей конструкции

Виды прогрева

Сквозной (внутренний, погружной)

Применяется для конструкций, имеющих большую толщину или сложную форму. Из названия понятно, что электроды размещаются внутри залитой массы раствора. Общее правило – электроды устанавливаются на расстоянии не менее 3 см от элемента опалубки.

Периферийный (поверхностный, нашивной)

Под полосы устанавливается подкладка. На практике для этого чаще всего берутся куски рубероида, что позволяет такие электроды легко снимать и использовать многократно.

Общее правило

Если в опалубку установлен металлический каркас, то использовать напряжение более 127 В ЗАПРЕЩЕНО. Для конструкций неармированных оно может быть не более 380 В.

Что учесть при прогреве бетона

  • По мере отвердевания залитой массы изменяется ее эл/сопротивление, так как происходит испарение влаги. Следовательно, необходимо систематически корректировать силу подаваемого тока, поэтому в схему обязательно должен быть включен элемент регулировки (например, реостат, трансформатор с несколькими выходами).
  • Поверхность конструкции, подлежащей прогреву, должна быть укрыта материалами, снижающими теплопотери. Это могут быть опилки, маты, пленка п/э, рубероид и тому подобное. В противном случае сам процесс прогрева теряет смысл.
  • При стержневом методе нужно соблюдать одинаковые расстояния между электродами как в одном ряду, так и в соседних. Это обеспечит равномерность загрузки «линий» и исключит перекос фаз.
  • Снижения энергозатрат можно добиться введением в состав раствора специальных добавок-пластификаторов, ускоряющих процесс отвердевания бетона.
  • Специалисты не рекомендуют применять электродный прогрев для мелких конструкций. Для этого существуют другие методики.
  • В качестве «питания» нельзя использовать источник постоянного тока, так как в этом случае не избежать электролиза жидкости.
  • При небольших объемах заливки в качестве источника напряжения можно использовать сварочные трансформаторы.
  • Единой рекомендации по размещению электродов на (в) заливке раствора нет. Схема определяется индивидуально и зависит от внешних условий, параметров опалубки, марки цемента и ряда других факторов.
  • Через определенные временные промежутки (зависят от специфики работ) делается замер температуры. Для этого проделываются специальные «шурфы».
  • ЗАПРЕЩАЕТСЯ. При использовании прутьев арматурного каркаса в качестве электродов работать с напряжением свыше 60 В. В исключительных случаях (более этого номинала) – только при соблюдении дополнительных мер и локально (на отдельных сегментах конструкции).

Для получения из раствора качественного искусственного камня рекомендуется комплексный обогрев массы, сочетающий несколько методик, в том числе, и «пассивную» («термос»).

Прогревание бетона при помощи электродов делается в зимнее время или на территории с минусовой температурой воздуха.

Данный процесс осуществляется для того, чтобы водный раствор, входящий в состав бетона, не замерзал при холоде и не превращался в лед. Только в жидком состоянии вода может вступить в химическую реакцию с цементным раствором.

Плюс, во время замерзания воды в бетоне нарушаются все связи, и они просто начинает трескаться, соответственно говорить о прочности конструкции не имеет уже смысла.

Температура при строительстве

Данный параметр имеет большое влияние на набор бетоном окончательной прочности. Также следует учесть, что свежий раствор может промерзать в том случае, когда в течение 3 дней его температура была на уровне +10° С. Поэтому необходим электродный прогрев бетона в зимнее время.Знайте, что при укладке бетона при 5° С, вам придется ждать в 2 раза дольше достижения им прочности, сравнить которую можно с температурой 20° С.

Когда же столбик термометра опустится ниже точки замерзания, гидратация может просто остановиться. Нельзя также забывать следующее — несвязанная вода в бетонном растворе при замерзании начнет увеличиваться в объеме.

Если процессы замерзания и оттаивания будут повторяться многократно, это станет причиной:

  • разрыхления структуры;
  • уменьшения влаги;
  • выветривания бетона;
  • цена работ увеличится.

Но, когда смесь набрала прочность превышающую 5 Н/мм2, она становится устойчивой к однократному замерзанию. При этом срок распалубки необходимо увеличить на период, когда бетон был ниже 0° С.

Общая схема прогрева бетона в зимнее время электродами

В этом случае необходимо следить за тем, чтобы он быстро набирал прочность, чтобы промерзание не нарушило процесс.

К примеру:

  • в течение месяца бетон следует защищать от осадков в виде снега и дождя;
  • он не должен первую зиму соприкасаться с рассыпной солью, использующуюся против обледенения.

Температура свежего состава относительно DIN 1045 не должна быть ниже параметров, которые принимаются в зависимости от окружающей температуры и вида и количества цемента.

В первом случае это приведет к быстрому твердению и снижению пластичности материала, что затруднит с ним работу.

Также это станет причиной:

  • больших усадок;
  • преждевременного набора прочности;
  • низкой итоговой прочности бетонного материала.

Чтобы этого не происходило, в каждом конкретном случае разрабатывается, например, технологическая карта прогрева бетона электродами.

Как защитить

Для этого следует провести следующие действия:

  • подогревайте воду для затворения и заполнитель, никогда не применяйте замороженный последний компонент;
  • используйте цементы повышенного класса прочности. Они быстрее твердеют и выделяют при этом процессе больше тепла, чем цементы низших классов прочности;

Использование для бурения отверстий оборудования с алмазными коронками

  • увеличивайте содержание цемента, чтобы ускорить набор прочности;
  • понизьте соотношение между цементом и водой, это позволит раствору быстрее затвердеть и набрать прочность, одновременно выделяя высокий уровень тепла;
  • добавляйте своими руками в особых случаях и после проведения испытаний на соответствие ускоритель твердения. Не используйте хлорсодержащие ускорители твердения в предварительно напряженном бетоне.

Что необходимо делать при транспортировке раствора и его укладке:

  • защищайте транспортные средства от теплопотерь. Не используйте открытые лотки и транспортерные ленты;
  • укладывайте по возможности предварительно подогретый бетон в подогретую опалубку и сразу же уплотняйте;
  • держите арматуру и плоскости опалубки свободными от снега, для прогрева можете использовать нагретый воздух или пламенные горелки. Никогда не используйте струю горячей воды;
  • не укладывайте бетон на замерзшие конструкции и на замерзшую землю;
  • поддерживайте температуру бетона по возможности в течение первых 3 дней не ниже +10° С, а также отапливайте примыкающие помещения.

Использование сварочных аппаратов

Прогрев бетона сварочным трансформатором – это широко используемый метод, обеспечивающий хорошие показатели нагрева конструкции при дополнительном использовании нагревательных элементов различных видов.

Использование современных трансформаторных сварочных – это совершенно безопасный процесс, не представляющий опасности при соблюдении ТБ.

Большинство современных сварочных аппаратов комплектуются дополнительными модулями:

  • блок подогрева промёрзшей почвы;
  • блок просушки электродов;
  • модуль понижения напряжения;
  • генератор электрического тока.

Перед тем, как прогреть бетон сварочным устройством, следует проверить наличие дополнительных опций, значительно упрощающих процесс прогрева бетонной конструкции в зимнее время.


Схема прогрева бетонных конструкций.

Нагрев цементно-песчаной смеси при помощи сварочного прибора трансформаторного типа состоит из следующих шагов:

  1. Равномерное расположение отрезков арматуры по заливаемой площадке.
  2. Соединение электродов в две параллельные цепи.
  3. Установка контрольной лампочки накаливания.
  4. Подводка проводов прямой и обратной связи.

В случае, если вода слишком быстро испаряется с поверхности цементно-песчаной конструкции, имеет смысл накрыть площадку небольшим количеством опилок.

Подключение подогревочной системы к цементно-песчаной конструкции производится в несколько этапов:

  • соединение токопроводящих алюминиевых кабелей с сварочным устройством;
  • проверка каждой петли при помощи токовых клещей;
  • повышение мощности аппарата до 50% через час работы и до 100% через два часа после включения нагрева;
  • контроль силы тока в пределах 25 ампер.

Типичные ошибки

Электродный прогрев бетона

Электродному прогреву смеси часто сопутствуют следующие ошибки:

Ошибка №1. Электроды имеют низкую площадь контакта с бетоном, что обусловлено их конструктивными особенностями. В результате этого прогрев становится низкокачественным. Также между электродами и смесью могут появиться воздушные пузырьки. Они приводят к закипанию воды, блокирующей распространение тепловой энергии по бетону. Она концентрируется в одном месте, образуя полости.

Ошибка №2. Внутри бетона находится арматурный металлический «скелет». Если при погружении электрод соприкоснулся с ним, то это мгновенно приводит к короткому замыканию. Таким образом, выходит из строя дорогостоящее оборудование, которое может не подлежать ремонту. Если больше нечем обогревать, то нарушается технология затвердевания смеси.

Ошибка №3. Повышение плотности тока в непосредственном месте контакта бетона и электродов. Это чревато замедлением скорости гидратации, локальным перегревом и образованием пористой структуры. Примечательно, но внешне обнаружить допущенную ошибку невозможно. О ней можно узнать в будущем, когда конструкция начнет разрушаться раньше времени.

Прогрев бетона греющим кабелем

Имеют место ошибки и при прогреве бетона греющим кабелем:

Ошибка №1

Редко кто из строителей обращает внимание на схему подключения нагревательных элементов. В особенности, если никто из них не имеет образования в сфере электротехники

Что касается проверки целостности проводов, то это и вовсе практически никогда не происходит. Они попросту раскладываются по поверхности. Если целостность нарушена, то нагревающий кабель не может выполнять возложенную на него роль. Либо происходит нагрев только в определенных местах. Неравномерный прогрев приводит к трещинам и к быстрому разрушению внутренней структуры бетона.

Ошибка №2

При укладке проводов следует обратить внимание на их изоляцию и правильное расположение. Об этом забывают многие

Кабель должен иметь оптимальную длину – не больше и не меньше положенной. В ином случае осуществляется его перерасход, что приводит к увеличению продолжительности строительных работ.

Отрицательные стороны использования греющего кабеля следующие:

  1. Большие мощности необходимы для прогрева значительного объема бетона. Зачастую их нет в месте проведения работ.
  2. Потребуется провести множество электротехнических расчетов. На это уходит дополнительное время и силы.
  3. Крайне ограниченное количество специалистов способны правильно уложить кабель. Не все компании могут позволить себе держать такого в штате.

Данные ошибки являются наиболее встречающимися при бетонировании и обогреве перечисленными способами. Зная о них в деталях, лучше попробовать их избежать. Ведь лучше сразу все сделать правильно, нежели в будущем тратиться на демонтаж старой и установку новой конструкции. Подчас это требует полного разрушения здания или объекта.

Прогрев электродами

Самым востребованным методом обогрева бетона является применение электродов. Такой метод стоит относительно недорого, ведь нет потребности приобретать дорогостоящее оборудование и устройства (например, провод типа ПНСВ 1,2; 2; 3 и т. д.). Технология его выполнения также не представляет больших трудностей.

За основополагающий принцип представленной технологии взяты физические свойства и особенности электрического тока. При прохождении через бетон он выделяет некоторое количество тепловой энергии.

При использовании этой технологии не стоит подавать напряжение на систему электродов выше 127 В, если внутри изделия находится металлическая конструкция (каркас). Инструкция на электропрогрев бетона в монолитных конструкциях позволяет использовать ток 220 В или 380 В. Однако большее напряжение применять не рекомендуется.

Процесс нагрева выполняется при помощи переменного тока. Если в данном процессе участвует постоянный ток, он проходит через воду в растворе и образует электролиз. Этот процесс химического разложения воды будет препятствовать выполнению ее функций, которые имеет субстанция в процессе затвердения.

Прогрев бетона электродами: технология и особенности

Технология, применяемая в сложных условиях для приобретения бетоном необходимых физико-механических свойств, называется прогрев бетона электродами. Метод получил распространение благодаря простому оборудованию, которое основано на способностях электрического тока при прохождении через какое-либо вещество выделять тепло. Прогрев бетона в зимнее время электродами очень производителен, он охватывает рабочий объем 100 м³ при t -40 °C. Исходя из особенностей конструкции и уличной температуры, подбираются технологические режимы, учитывающие:

  • расстояние между электродами при прогреве бетона, их тип;
  • силу тока;
  • стадийность процесса в зависимости от использования изотермического «одеяла».

Чтобы обеспечить прогрев бетона электродами, расчет должен быть точным. Зависит он от следующих параметров:

  • форма, толщина и общая площадь заливки;
  • мощность трансформатора;
  • толщина электрических проводников;
  • сила тока;
  • время, выдержка и продолжительность нагрева.

Схема подключения электродов для прогрева бетона

Особенности методики и виды прогрева

Важно! В ходе процедуры важно обеспечить равномерность нагревания и невысокую скорость — 8-15 °С в час, а остывания — 5-10 °С

На сегодня самый эффективный способ не привязывать строительные работы к определенному времени года, трудиться в дождливых условиях, а также суровом климате — это проводить прогрев бетона электродами, технология может состоять из нескольких стадий:

  • нагрев и выдержка;
  • нагнетание температуры с последующим охлаждением при термоизоляции;
  • нагрев, выдержка и остывание.

Прогрев бетона с помощью электродов могут дополнять использованием термоизолирующей конструкции, которая снижает скорость охлаждения или позволяет выдерживать однородную температуру во время операции. Это наиболее эффективный метод нагрева. Кроме этого, сам трансформатор может оснащаться модулями:

  • подогрева почвы;
  • сушки электродов;
  • стабилизации напряжения;
  • генератором.

Разновидности применяемых электродов

Прогрев стен бетона электродами обеспечивается с помощью специальной установки или сварочного аппарата, состоящего из трансформатора и нагревательных элементов. Разные типы конструкций определяют форму электродов, применение которых наиболее целесообразно.

Электроды для прогрева бетона

Существует 4 типа нагревательных элементов: 2 варианта предназначены для внутреннего напряжения и 2 для поверхностного. Первые изготавливаются из арматуры в бунтах или прутьях. Маркируется проволока ВР1, а электроды для прогрева бетона ВР 4/ 5/ 3 обозначают диаметр проволоки. Вторые из пластин разных размеров. За основу берется листовая или кровельная сталь до 4 мм толщиной.

Электроды для внутреннего напряжения:

  1. Стержневые. Для изготовления используется арматура диаметром 6-12 мм, длиной до 2 метров. Располагаются по «телу» бетона. Подходят для больших площадей, при этом используется индивидуальная технологическая карта прогрева бетона электродами. Площадь должна соответствовать мощности трансформатора. Шаг прутьев варьируется от 60 до 100 см, но расстояние между рядами должно быть не менее 200-400 мм; до каркаса — 50-150 мм; до шва конструкции — более 100 мм.
  2. Струнные. Используются для вертикальных конструкций (колонны, арки). Представляют собой арматуру диаметром до 15 мм и длиной 2-3 метра. Один устанавливается по центру (может применяться каркасная арматура), в качестве второго используется опалубка из токопроводящего материала.
  3. Пластинчатые. Представляют собой пластины, которые устанавливаются между опалубкой и бетоном с разных сторон и создают электрическое поле.
  4. Полосовые или нашивные. Похожи на пластинчатые, но имеют более компактную ширину (20-50 мм) и толщину до 4 мм, располагаются по сторонам стяжки. Шаг электродов при прогреве бетона составляет 100-400 мм. Их применяют для небольших площадей, плит перекрытия и бетона, соприкасающегося с грунтом.

Чтобы обеспечить эффективный прогрев бетона электродами, схема подключения должна учитывать толщину бетонной смеси. В случаях с пластинчатыми изделиями это имеет основное значение: подсоединяются они периферийно (при толщине смеси более 300 мм) или односторонне (при толщине до 300 мм).

Обвязка электродов для прогрева бетонного фундамента

Советы по реализации

Важно! Применять можно только переменный ток. Постоянный приведет к активизации электролиза. Также нерационально использовать этот метод для конструкций большой толщины

Электроды устанавливаются в бетон в порядке, при котором после подключения к трансформатору создается электрическое поле. Регулируя параметры трансформатора, достигается необходимая t нагрева и выдержки. Интенсивность нагрева должна быть невысокой, максимальная t выдержки зависит от марки бетона и составляет не более +55-75 °С. Во время прогрева участок должен быть покрыт изолирующим верхом (рубероид, специальные маты). Зимний прогрев бетона электродами должен учитывать при охлаждении перепад t между уличной и рабочей — не более 20 °С.

Поскольку при изменении структуры меняется сопротивление, то необходимо следить за силой тока: установить в цепь приборы, контролирующие параметры тока, температуры, проверять степень застывания бетонной смеси. Изменение сопротивления происходит не линейно, а параболически, также на этот показатель влияют марка бетона и производитель (компоненты состава меняют свойства в зависимости от места добычи).

Задаваясь вопросом, как прогреть бетон электродами, важно обеспечить безопасность технологии, поскольку здесь присутствуют такие энергоносители, как вода и электрический ток. При невозможности изоляции электрических проводников обычным способом, они защищаются эбонитовыми трубками. Также категорически запрещается соприкосновение изделий с армирующим каркасом из-за короткого замыкания.

Ток для прогрева бетона электродами используется как 1-фазный, так и 3-фазный. Но в первом случае конструкция должна быть небольшой, без армирующей сетки, а также не контактировать с другими элементами построек. В остальных ситуациях используется напряжение 380 В.

Заключение

К особенностям этого метода относят одноразовость использования электродов: после затвердевания они остаются частью конструкции. При этом стоимость расходников низкая, а сами они широко доступны, поэтому технология вполне оправдывает себя.

Видео: Прогрев бетона в зимнее время, кабель пнсв,тмо-80, оборудование для прогрева

Прогрев бетона электродами: схема подключения, технология, фото

Погода в нашей стране не всегда благоприятствует строительству, а в некоторых регионах условия и вовсе экстремальные. Однако это не повод, чтобы прерывать работу или совсем от нее отказываться. В частности, для бетонирования есть несколько методов, которые дают возможность завершить поставленную задачу даже в особых условиях, например, в мороз или при создании массивных конструкций.

На фото – как осуществляется электропрогрев бетона электродами

Температура при строительстве

Данный параметр имеет большое влияние на набор бетоном окончательной прочности. Также следует учесть, что свежий раствор может промерзать в том случае, когда в течение 3 дней его температура была на уровне +10° С. Поэтому необходим электродный прогрев бетона в зимнее время.Знайте, что при укладке бетона при 5° С, вам придется ждать в 2 раза дольше достижения им прочности, сравнить которую можно с температурой 20° С.

Когда же столбик термометра опустится ниже точки замерзания, гидратация может просто остановиться. Нельзя также забывать следующее — несвязанная вода в бетонном растворе при замерзании начнет увеличиваться в объеме.

Если процессы замерзания и оттаивания будут повторяться многократно, это станет причиной:

  • разрыхления структуры;
  • уменьшения влаги;
  • выветривания бетона;
  • цена работ увеличится.

Но, когда смесь набрала прочность превышающую 5 Н/мм2, она становится устойчивой к однократному замерзанию. При этом срок распалубки необходимо увеличить на период, когда бетон был ниже 0° С.

Общая схема прогрева бетона в зимнее время электродами

В этом случае необходимо следить за тем, чтобы он быстро набирал прочность, чтобы промерзание не нарушило процесс.

К примеру:

  • в течение месяца бетон следует защищать от осадков в виде снега и дождя;
  • он не должен первую зиму соприкасаться с рассыпной солью, использующуюся против обледенения.

Температура свежего состава относительно DIN 1045 не должна быть ниже параметров, которые принимаются в зависимости от окружающей температуры и вида и количества цемента.

Совет: если осуществляются мероприятия по подогреву свежего бетонного раствора, за исключением подвода пара, его температура не должна превысить отметку +30° С и быть ниже +5° С.

В первом случае это приведет к быстрому твердению и снижению пластичности материала, что затруднит с ним работу.

Также это станет причиной:

Чтобы этого не происходило, в каждом конкретном случае разрабатывается, например, технологическая карта прогрева бетона электродами.

Как защитить

Для этого следует провести следующие действия:

  • подогревайте воду для затворения и заполнитель, никогда не применяйте замороженный последний компонент;
  • используйте цементы повышенного класса прочности. Они быстрее твердеют и выделяют при этом процессе больше тепла, чем цементы низших классов прочности;

Совет: если вам необходимо будет провести после затвердения состава работы по проведению коммуникаций, вам поможет алмазное бурение отверстий в бетоне необходимыми по диаметру профессиональными коронками.

Использование для бурения отверстий оборудования с алмазными коронками

  • увеличивайте содержание цемента, чтобы ускорить набор прочности;
  • понизьте соотношение между цементом и водой, это позволит раствору быстрее затвердеть и набрать прочность, одновременно выделяя высокий уровень тепла;
  • добавляйте своими руками в особых случаях и после проведения испытаний на соответствие ускоритель твердения. Не используйте хлорсодержащие ускорители твердения в предварительно напряженном бетоне.

Что необходимо делать при транспортировке раствора и его укладке:

  • защищайте транспортные средства от теплопотерь. Не используйте открытые лотки и транспортерные ленты;
  • укладывайте по возможности предварительно подогретый бетон в подогретую опалубку и сразу же уплотняйте;
  • держите арматуру и плоскости опалубки свободными от снега, для прогрева можете использовать нагретый воздух или пламенные горелки. Никогда не используйте струю горячей воды;
  • не укладывайте бетон на замерзшие конструкции и на замерзшую землю;
  • поддерживайте температуру бетона по возможности в течение первых 3 дней не ниже +10° С, а также отапливайте примыкающие помещения.

Чем прогреть бетон

В зимний период очень часто для прогрева бетона применяют электроды. Это дает возможность исключить превращения воды в лед, чтобы она нормально вступала химическую реакцию с цементом. Рассмотрим подробнее, как происходит данный процесс.

Для чего это нужно

Выше в статье мы рассмотрели общие сведения о влиянии температуры на качество бетонного раствора. Пришло время объяснить это на примере.

Так как бетонировать приходится не только в теплое время года, но и в морозы, необходимо не забывать о физическом превращении воды в лед. Следует понимать, что допускать этого ни в коем случае нельзя, так как она нужна для химической реакции с основным компонентом раствора – цементом.

Совет: если вам необходимо демонтировать ЖБИ или сделать в них технологические канавки, вам поможет резка железобетона алмазными кругами.

Применение алмазных кругов для резки ж/б

При замерзании гидратация прекратится, и процессы твердения бетона остановятся, что вызовет нарушение структуры материала. Даже после оттаивания льда и возобновления гидратации, ее восстановить не удастся.

Прогрев бетонной смеси с помощью электродов

Тоже самое можно сказать и о железобетоне, когда на арматуре образуется «ледяная корка», забирающая воду из зоны не так охлажденных участков. Эти процессы негативно влияют на структуру материала.

Вот почему инструкция требует обязательно прогревать бетон, чтобы его затвердевание прошло максимально успешно.

В настоящее время есть несколько методов добиться необходимых результатов, в частности используют нагрев:

  • электродами;
  • сварочным аппаратом;
  • инфракрасными волнами.

Обогрев электродами — виды

Один из самых популярных в строительной индустрии способов. Основа метода – прохождение электрического тока через толщу бетона.

Рассмотрим, какие электроды для прогрева бетона применяются в данном случае:

  1. Пластинчатые, напоминающие пластины, устанавливают с внутренней стороны опалубки, чтобы был лучший контакт со смесью. Бетон начинает разогреваться до нужной температуры благодаря появлению электрического поля. В теплом состоянии бетонная смесь может быть некоторое время.

    Сквозная схема прогрева бетона электродами в виде пластин

  1. Полосовые (в виде пластин) имеют общую ширину 400-450 мм. Такие электроды могут монтироваться с двух сторон. После подключение тока, электрическое поле создается в прилегающем к пластинам слое бетона.
  2. Струнные применяются обычно для прогрева смеси в цилиндрических конструкциях, в частности, колоннах. Технология прогрева бетона электродами в этом случае следующая — струнный электрод помещают в центр конструкции, а сама опалубка обвивается специальным токопроводящим листом.

    Сквозная схема прогрева бетона электродами в виде пластинок

  1. Стержневой вариант напоминает стержневую арматуру Ø 7-11 мм. Помещают ее вовнутрь бетона с соответствующим расчетным шагом. При этом крайние электроды монтируют на расстоянии 40 мм от опалубки. Очень часто таким способом осуществляется электропрогрев бетона в сложных конструкциях.

Совет: выбор электродов проводите исходя из условий работ.

Прогревание бетона электричеством

Работа со сварочным аппаратом

Применение для прогрева бетона сварочного аппарата является вполне реальной задумкой. Но, для хорошего разогрева смеси необходимо в процессе работ использовать вспомогательные электроды. Не стоит беспокоиться за надежность оборудования, современные агрегаты надежны и не представляют опасности для человека при соблюдении правил ТБ.

Конструкция многих аппаратов простая и не представляет трудностей в использовании. Благодаря таким станциям удается прогреть 30-100 м3 смеси, а работу можно вести почти при -45° С.

Сварочный аппарат сконструирован в виде автономной установки, состоящей из сварочного агрегата и двигателя.

Кроме основных функций, он может быть оборудован и вспомогательными, в частности, иметь:

  • блок подогрева мерзлого грунта;
  • блок сушилки электродов;
  • блок снижения напряжения;
  • генератор тока.

С его помощью удается регулировать прогрев, так как он имеет несколько ступеней напряжения. Можно смело утверждать, что данный агрегат обладает всем необходимым для нормальной работы.

Технология прогрева сварочным аппаратом

Правильный процесс нагрева выглядит следующим образом:

  1. По бетонной площадке равномерно раскладывают электроды (отрезки арматуры).
  2. Соединяют их в 2 параллельные цепи.
  3. Устанавливают между ними лампу накаливания, чтобы следить за напряжением.
  4. К цепям подсоединяют провода прямой и обратной связи.

Совет: чтобы влага не испарялась быстро с поверхности бетона, накройте его слоем опилок, а для контроля за перегревом материала используйте обычный градусник.

Проводите работы только согласно технической документации на конкретный объект.

Вывод

Из статьи стало понятным, что работать с бетоном можно не только летом, но и в холодное врем года. Для этого существует множество способов, которые помогают избежать превращения воды в лед и сохраняют структуру материала. Один из самых востребованных на сегодня методов – прогревание бетона электродами. Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

А схема подключения прогрева бетона электродами приведена в другой статье на нашем сайте.

(PDF) Конфигурация электродов для систем электропроводящих бетонных покрытий с подогревом

Арабзаде А., Джейлан Х., Ким С., Гопалакришнан К. и Сассани А. (2016b).

«Изготовление покрытых политетрафторэтиленом асфальтобетонных биомиметических поверхностей

: подход к зимнему уходу за дорожными покрытиями на основе наноматериалов».

На Международной конференции по транспорту и развитию, ASCE, 54-

64, Хьюстон, Техас, 26-29 июня.

Арабзаде, А., Джейлан, Х., Ким, С., Гопалакришнан, К., Сассани, А., Сундарараджан,

С., и Тейлор, П. С. (2017). «Супергидрофобные покрытия на бетонных поверхностях из портландцемента

». Строительные и строительные материалы, 141, 393-401.

Джейлан, Х. (2015). FAA PEGASAS COE Проект 1: Обогреваемые тротуары в аэропорту.

Презентация на 3-м ежегодном собрании FAA PEGASAS COE, Университет Пердью,

West Lafayette, IN, 27-28 мая.

Джейлан, Х., Гопалакришнан, К., и Ким, С. (2014). «Отапливаемые транспортные системы

инфраструктурных систем: существующие и новые технологии». Пр., 12 межд.

Symp. на бетонных дорогах, Прага, Чехия, 23-26 сентября.

Чен В. и Пинг Г. (2012). «Характеристики электропроводящего бетона с

слоистыми волокнами из нержавеющей стали

». Протоколы устойчивого строительства

Материалы, ASCE, 164-172.

Гопалакришнан, К., Джейлан, Х., Ким, С., Янг, С., и Абдуалла, Х. (2015).

«Определение характеристик электропроводящего раствора для самонагревающегося аэродрома

Расчет бетонной смеси для дорожного покрытия». Международный журнал исследований дорожных покрытий

и технологий, 8 (5), 315-324.

Сассани А., Джейлан Х., Ким С. и Гопалакришнан К. (2015). «Оптимизация конструкции электропроводящей бетонной смеси

для систем самонагревающегося покрытия

». Представлено на симпозиуме Mid Continent Transportation Research

, Эймс, Айова, 19-20 августа.

Сассани А., Джейлан Х., Ким С. и Гопалакришнан К., Арабзаде А. и Тейлор

П. С. (2017). «Факториальное исследование по проекту электропроводящей бетонной смеси

для систем обогреваемых дорожных покрытий». Proceedings of Transportation Research

96-е ежегодное собрание Правления, Вашингтон, округ Колумбия, 17-05347.

Тиан, X., и Ху, Х. (2012). «Испытание и исследование электрических свойств проводящего бетона

». Процедуры, наука о Земле и планетах, 5, 83-87.

Туан, К. Ю. (2004). «Электрический резистивный нагрев токопроводящего бетона, содержащего

стальных волокон и стружки». Материалы журнала, 101 (1), 65-71.

Ву Дж., Лю Дж. И Ян Ф. (2014). «Исследование трехфазного композитного электропроводного бетона

для борьбы с обледенением дорожных покрытий». Proceedings of Transportation Research

93-е ежегодное собрание Правления, 14-2684.

Си Ю. и Патрисия Дж. О. (2000). «Влияние противообледенительных агентов (хлорид магния и хлорид натрия

) на коррозию компонентов грузовых автомобилей.”Окончательный отчет для отчета

№ CDOT-DTD-414 R-2000-10, Департамент транспорта Колорадо,

Денвер, Колорадо.

Зуофу, Х., Ли, З. и Ван, Дж. (2007 г. ). «Электропроводность проводящего бетона из углеродного волокна

». J. Wuhan Univ. Technol.-Mater. Sci. Ed., 22 (2), 346-

349.

Тротуары аэродромов и шоссе 2017 9

© ASCE

Демонстрационный проект самонагревающегося электропроводящего бетона

Об исследовании

Персонал

Highway Agency всегда находится в поиске инновационных, реализуемых и экономичных решений для решения проблем и проблем, связанных с уходом за дорожным покрытием в зимний период.Принимая во внимание экономические последствия даже частично остановленных мостов, дорог и автомагистралей из-за обледенения / снега, в сочетании с негативными последствиями применения противообледенительных солей на поверхности тротуаров во время снегопадов и обледенения, существует острая потребность в альтернативном льду и надежная, быстрая и экономичная технология уборки снега, оказывающая минимальное воздействие на окружающую среду.

Недавние исследования попытались удовлетворить эту потребность путем разработки механической модификации материалов, а также технологий на основе термической и электрической энергии.Среди них разработка так называемых самонагревающихся бетонных поверхностей, позволяющих бетону быть электропроводящим, привлекла внимание благодаря потенциальным приложениям для подъездных путей, тротуаров, пешеходных переходов, городских и окружных дорог, государственных автомагистралей и тротуаров в аэропортах.

Благодаря исследовательскому гранту Федерального авиационного управления (FAA) / PEGASAS, команда Института транспорта по Программе устойчивого проектирования и исследований дорожных покрытий (PROSPER) в Университете штата Айова продемонстрировала потенциал для разработки и внедрения экономически эффективных и эффективных решений. электропроводящий бетон (ECON) путем добавления проводящих материалов к обычному бетону.Их исследования ECON находятся на стадии, когда они могут быть расширены и продемонстрированы в полном объеме с помощью демонстрационного проекта на местах.

Департамент транспорта штата Айова (DOT) обслуживает тысячи погонных миль проезжей части и несколько объектов собственности по всей Айове, включая дороги, обочины проезжей части, мастерские по техническому обслуживанию и зоны отдыха. Универсальность технологии ECON такова, что ее можно индивидуально спроектировать и оптимизировать для каждого конкретного приложения транспортной инфраструктуры, включая тротуары, проезды, мосты, городские и окружные дороги, а также зоны отдыха, обслуживаемые DOT штата, центры для посетителей, а также государственные и межгосударственные автодороги, в зависимости от потребности и интереса.

Эта универсальность проистекает из того факта, что технология ECON обычно реализуется в виде токопроводящего бетонного покрытия поверх существующей конструкции. Очевидно, что требования к дизайну ECON и соображения несколько различаются для каждого конкретного приложения, что требует детального исследования перед внедрением в каждой ситуации.

Например, внедрение технологии ECON в мосты требует, чтобы при проектировании учитывалась возможность коррозии стальной арматуры, наличие недорогого источника энергии (в идеале геотермальная энергия) для питания системы ECON, а также поиск оптимального места для размещения электроды и др.С другой стороны, внедрение ECON на тротуарах предъявляет несколько иные требования, поскольку на тротуарах армирование используется редко.

Продолжая эту полномасштабную демонстрацию технологии ECON для транспортной инфраструктуры Айовы, исследовательская группа будет работать с Техническим консультативным комитетом проекта (TAC) над определением подходящего места (в идеале — предстоящего строительного проекта городом, округом или Iowa DOT) для демонстрации в полевых условиях. Одно из таких мест, представляющих интерес для DOT Айовы, находится недалеко от шоссе I-80 в восточном направлении в Каунсил-Блаффс, на плечах.Также проявился интерес к внедрению этой технологии в зонах отдыха и мостовых системах штата Айова.

Основная цель этого исследования — провести полномасштабную полевую демонстрацию технологии ECON и ее эффективных противообледенительных преимуществ для городских и окружных дорог и автомагистралей штата Айова. Ожидаемые выгоды от этого исследования включают следующее:

  • Экономичная методология производства электропроводящего бетона для удаления снега и льда на тротуарах штата Айова
  • Понимание электропроводящего бетона в различных масштабах (цементная паста, раствор и бетон) и их свойств
  • Подробное описание проблем и проблем, возникающих при полномасштабном строительстве из электропроводящего бетона

Используя смартфон, чтобы открыть приложение и вызвать пульты дистанционного управления, бетонная плита ECON остается сухой и незамерзающей во время снегопада в международном аэропорту Де-Мойн в декабре 2016 г. Более пристальный взгляд на электропроводящий бетон Тепловое изображение нагретых тротуаров аэропорта

Уборка тротуаров Тепло на электричество |

Хотя все мы понимаем функциональность мощеных площадей для транспорта и парковок, горячие тротуары создают огромное количество тепла, которое может значительно изменить городскую и пригородную среду.Теперь команда из Техасского университета в Сан-Антонио получила финансирование, чтобы помочь вырабатывать электроэнергию на горячих тротуарах.

Группа, возглавляемая Самером Дессоуки, профессором гражданской и экологической инженерии Техасского университета в Сан-Антонио, получила 298 000 долларов в рамках стратегического альянса между Техасским научно-исследовательским институтом устойчивой энергетики и CPS Energy.

Dessouky будет использовать средства для улучшения технологии, которую он разработал вместе со своей командой, которая преобразует тепло от мощеных поверхностей в электричество.Эта технология позволяет вырабатывать электроэнергию на асфальтированных территориях, таких как автострады, взлетно-посадочные полосы аэропортов и автостоянки, которые можно использовать в сельской местности для питания вывесок и систем сбора данных независимо от электросети.

В 2016 году Дессоуки и его команда начали разработку системы сбора тепловой энергии. Они протестировали эту систему, установив несколько прототипов рядом с бетонной лабораторией на западной стороне главного кампуса UTSA. В их системе мощность извлекалась из разницы температур между поверхностью тротуара и более низкой температурой в глубине почвы.Проект, поддерживаемый CPS Energy, позволяет его команде отрегулировать работу системы.

В документе, представленном Совету по исследованиям в области транспорта в 2017 году, технология объясняется более подробно. «Температурный градиент между температурой поверхности и основанием дорожного покрытия можно использовать для выработки электроэнергии с помощью термоэлектрических генераторов (ТЭГ). Предлагаемый прототип собирает тепло с поверхности дорожного покрытия и передает его ТЭГ, встроенному в земляное полотно на краю уступа дорожного покрытия.Первые результаты показывают, что прототип ТЭГ размером 64×64 мм способен генерировать в среднем 10 мВт электроэнергии в течение 8 часов для погодных условий в Южном Техасе. Увеличение масштаба прототипа с использованием нескольких блоков ТЭГ может генерировать достаточно электроэнергии для устойчивого питания маловаттных светодиодных фонарей и датчиков проезжей части / движения в удаленных районах вне сети ».

Dessouky теперь использует беспилотные летательные аппараты, чтобы летать над большими ландшафтами, такими как аэропорты и университеты, чтобы определять места наибольшей концентрации тепла.Это помогает исследователям определить лучшие места для внедрения технологии.

«Поскольку аэропорты состоят из больших площадей с бетонным покрытием, они идеально подходят для такого рода технологий», — сказал Дессуки. «В случае отключения электроэнергии он может использоваться в качестве резервного источника питания для освещения светодиодов на взлетно-посадочных полосах и рулежных дорожках или может использоваться в качестве единственного средства освещения взлетно-посадочных полос сельских гражданских аэропортов».

Ранее в этом году Дессоуки, его сотрудник А. Папагианнакис, профессор кафедры гражданского строительства и окружающей среды Макдермотта, и их аспирант Утпал Датта , заняли первое место в конкурсе инноваций Американского общества инженеров-строителей и второе место в конкурсе университетских дизайнеров программы совместных исследований аэропорта для новой технологии.

Dessouky считает, что эта технология может принести пользу и в незагрязненных сельских районах, где мало альтернатив источникам энергии. Он также рассматривает, как это может принести пользу собственным кампусам UTSA, в которых помимо бетонных конструкций и нескольких асфальтированных парковок есть много зеленых насаждений, которые могут поглощать большое количество тепла.

В международном аэропорту Де-Мойна испытана технология обогреваемого покрытия — ScienceDaily

Халил Джейлан из Университета штата Айова взял свой смартфон, открыл приложение и вызвал пульт дистанционного управления для первых полномасштабных испытательных плит из электропроводящего бетона, установленных в Американский аэропорт.

Когда приближается зимний шторм, Джейлан может использовать это приложение для включения системы обогрева тротуаров и, благодаря возможности видео в реальном времени, наблюдать, как тают снег и лед.

Поздно осенью прошлого года Джейлан и его группа исследователей из Программы устойчивого проектирования и исследований дорожного покрытия штата Айова установили две испытательные плиты из электропроводящего бетона размером 15 на 13,5 футов в перрон в юго-западном углу ангара Elliott Aviation на севере сторона международного аэропорта Де-Мойна.Ангар находится в центре перрона авиации общего назначения, предназначенного для небольших самолетов.

Джейлан, профессор гражданского строительства, строительства и защиты окружающей среды штата Айова, все еще работающий с телефонным приложением системы, вызвал фотографии плит во время одного из редких снегопадов этой зимой. Фартук вокруг испытательных плит был покрыт слоем белого снега на дюйм или два; две плиты, отмеченные раскрашенными по диагонали красными полосами, были чистыми и сохли.

«Мы доказали, что эта технология действительно работает», — сказал Джейлан.«Наша цель состоит в том, чтобы аэропорты оставались открытыми, безопасными и доступными. Мы не хотим, чтобы самолеты поскользнулись и упали, а также самолеты соскользнули с взлетно-посадочной полосы. Наши технологии могут способствовать обеспечению безопасной среды и сокращению задержек».

Стоимость обогрева тротуара

Это первое, о чем говорит Джейлан, отметив успех испытательных плит в аэропорту Де-Мойна: «Люди задаются вопросом, сколько это стоит».

Джейлан и его исследовательская группа подсчитали: при использовании 333 Вт на квадратный метр (примерно энергии, используемой тремя лампочками) в течение семи часов эксплуатационные расходы составляют около 19 центов на квадратный метр.

Семи часов «более чем достаточно, чтобы растопить дюйм льда или снега», — сказал Джейлан.

Хотя затраты на установку будут выше, чем у обычных тротуаров, технология обогрева тротуаров также позволяет сэкономить на стоимости плугов, химикатов для борьбы с обледенением и очистки сточных вод от химических стоков.

Али Нахви, аспирант кафедры гражданского строительства, строительства и охраны окружающей среды, член исследовательской группы Джейлана, анализирует экономику обогреваемых взлетно-посадочных полос в аэропортах.

И пока, по словам Джейлана, данные Нахви говорят о том, что выгода больше, чем затраты.

Как это работает

Джейлан, вызвав видео тестовых плит на следующий день после небольшого снегопада, отметил, насколько они были сухими.

«Сейчас не идет снег, но все еще холодно, снег и лед на земле», — сказал он. «Это действительно здорово, как это работает».

Испытательные плиты из электропроводящего бетона состоят из 1% углеродного волокна и специальной смеси цемента, песка и горных пород.Углеродное волокно позволяет бетону проводить электричество, но есть некоторое сопротивление движущимся электронам, которое создает тепло.

Алиреза Сассани, докторант в области гражданского строительства, строительства и защиты окружающей среды, руководила исследованиями бетонной смеси. С помощью Национального центра технологии бетонных покрытий в штате Айова он подготовил сотни образцов бетона в лаборатории, чтобы найти правильное сочетание прочности на сжатие, прочности на разрыв, удобоукладываемости, долговечности и электропроводности.

Испытательные плиты в аэропорту Де-Мойн имеют толщину 7,5 дюймов в два слоя: нижние 4 дюйма представляют собой обычный бетон, верхние 3,5 — электропроводящий бетон. Между слоями расположены двенадцать металлических электродов, по шесть на пластину, по ширине каждой пластины. Электроды подключаются к электросети ближайшего ангара.

К плитам также подключаются различные датчики: датчики температуры, тензодатчики, датчики влажности и т. Д. Рядом установлены две камеры наблюдения.И команда только что приобрела новейший исследовательский инструмент — высококачественную тепловизионную камеру.

Хешам Абдуалла и Саджед Садати, докторанты в области гражданского строительства, строительства и охраны окружающей среды, недавно продемонстрировали камеру, подав напряжение 70 вольт через испытательный образец электропроводящего бетона, который имел длину 14 дюймов, ширину 4 дюйма и толщину 4 дюйма.

Али Арабзаде, еще один докторант в области гражданского строительства, строительства и охраны окружающей среды, установил тепловизионную камеру поблизости, и вы могли наблюдать, как нагреваются электроды, создавая тепловые изображения в красных и белых тонах.Затем, когда углеродные волокна в тестовом образце распространяли электричество и тепло, изображения камеры меняли цвет от синего до зеленого и желтого. Через несколько минут камера зафиксировала температуру образца около 75 градусов.

Перспектива аэропорта

Исследование

Ceylan с подогревом тротуаров является частью партнерства Центра передового опыта Федерального управления гражданской авиации по повышению общей безопасности полетов, доступности и устойчивости, или PEGASAS. Партнерство было создано в 2012 году и возглавляется исследователями из Университета Пердью.Другие основные члены — из штата Айова, Университета штата Огайо, Технологического института Джорджии, Технологического института Флориды и Техасского университета A&M.

Центры передового опыта FAA устанавливают исследовательские партнерства с разделением затрат с федеральным правительством, университетами и промышленностью. Исследователи PEGASAS изучают множество вопросов авиации общего назначения, включая технологии аэропортов, безопасность полетов и работу в условиях неблагоприятных погодных условий.

Программа предоставляет около 2 долларов.2 миллиона на полномасштабную демонстрацию в штате Айова покрытых снегом и льдом покрытий аэродромов и других исследований нагретых покрытий. Университет пополняет эти средства.

После раннего успеха с подогревом тротуаров в лаборатории его кампуса, Джейлан и его исследовательская группа были готовы перейти к более масштабным исследованиям. Это привело к обсуждению испытаний в аэропорту с Брайаном Белтом, директором по проектированию и планированию международного аэропорта Де-Мойн.

Belt сказал, что это первый крупный исследовательский проект в аэропорту.Он считал, что Эймс и штат Айова находятся всего в 40 милях от аэропорта, а Федеральное управление гражданской авиации является основным партнером аэропорта.

«Координация с аэропортом — важное достижение, — сказал Джейлан. «Мы очень ценим сотрудничество».

В ходе обсуждений Джейлан и Белт подумали, что было бы лучше и безопаснее провести начальные испытания на участке перрона аэропорта, прежде чем опробовать эту технологию в других частях аэропорта.

Джейлан отметил, что перроны являются наиболее загруженными местами в аэропортах, и их очистка от снега и льда занимает много времени, потому что большие плуги и другое тяжелое оборудование не могут работать в таких загруженных местах.

So Belt определила площадку, и с помощью проектной группы из Foth Infrastructure and Environment в октябре и ноябре были установлены испытательные плиты. Ремень трижды проверял на тестовых плитах в снежную или ледяную погоду.

«Было восхитительно видеть, что это сработало», — сказал Белт, отметив, что сейчас Джейлан «пытается победить погоду до упора», включив нагретые тротуары еще до того, как пошел снег.

Белт сказал, что он видит, что эта технология может быть полезна у ворот и вокруг них, где есть много наземного оборудования в аэропортах и ​​активность сотрудников.Он также сказал, что тротуары с подогревом будут большим подспорьем в передней части терминала с его тротуарами, пешеходными переходами и пандусами — он сказал, что требуется много работы, чтобы поддерживать чистоту и безопасность на территориях.

«Определенно есть некоторые возможности для технологии», — сказал он.

Но он сказал, что будет ждать и ждать, пока не будут проведены дополнительные испытания и не появится дополнительная информация об установке и эксплуатационных расходах.

«Испытания еще не закончились», — сказал Джейлан.

В дополнение к сбору дополнительных данных о электропроводящем бетоне, он сказал, что команда скоро добавит гидрофобное покрытие на одну из тестовых плит.Водоотталкивающее покрытие предотвращает прилипание снега и льда к асфальту, благодаря чему его намного легче сохранить чистым и сухим.

«Мы рассматриваем гибридные системы тротуаров с подогревом», — сказал Джейлан. «Мы думаем, что можем воспользоваться преимуществами нескольких технологий, чтобы аэропорты оставались открытыми и безопасными в зимний период».

аккумуляторов тепла в сочетании с реакторами поколения IV для переменного тока от реакторов базовой нагрузки: материалы семинара. Изменяющиеся рынки, технологии, интеграция ядерно-возобновляемых источников энергии и синергизм с солнечными тепловыми энергетическими системами (Технический отчет)

Форсберг, Чарльз В., Сабхарвалл, Пиюш и Гугар, Ханс Д. Накопитель тепла в сочетании с реакторами поколения IV для переменного тока от реакторов основной нагрузки: материалы семинара. Меняющиеся рынки, технологии, интеграция ядерно-возобновляемых источников энергии и синергизм с солнечными тепловыми энергетическими системами . США: Н. п., 2019. Интернет. DOI: 10.2172 / 1575201.

Форсберг, Чарльз В., Сабхарвалл, Пиюш и Гугар, Ханс Д. Накопитель тепла в сочетании с реакторами поколения IV для переменного тока от реакторов основной нагрузки: материалы семинара. Меняющиеся рынки, технологии, интеграция ядерно-возобновляемых источников энергии и синергизм с солнечными тепловыми энергетическими системами . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1575201

Форсберг, Чарльз В., Сабхарвалл, Пиюш и Гугар, Ханс Д.Солнце . «Накопление тепла в сочетании с реакторами поколения IV для переменного тока от реакторов базовой нагрузки: материалы семинара. Изменяющиеся рынки, технологии, интеграция ядерно-возобновляемых источников энергии и синергизм с солнечными тепловыми энергетическими системами». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1575201. https://www.osti.gov/servlets/purl/1575201.

@article {osti_1575201,
title = {Накопитель тепла в сочетании с реакторами поколения IV для переменного тока от реакторов основной нагрузки: Материалы семинара.Меняющиеся рынки, технологии, интеграция ядерных возобновляемых источников энергии и синергизм с солнечными тепловыми энергетическими системами},
author = {Форсберг, Чарльз В. и Сабхарвалл, Пиюш и Гугар, Ханс Д.},
abstractNote = {Рынки электроэнергии меняются из-за (1) добавления ветра и солнечной энергии, что создает неустойчивые цены на электроэнергию, включая периоды нулевой цены на электроэнергию, и (2) цель создания низкоуглеродного мира, требующего замены ископаемого топлива, обеспечивающего ( а) энергия, (б) запасенная энергия и (в) управляемая энергия.Ветер и солнце обеспечивают энергию, но не две другие энергетические функции, которые обеспечиваются ископаемым топливом. Атомная энергия с накоплением тепла может выполнять все три функции и, таким образом, заменять ископаемое топливо.},
doi = {10.2172 / 1575201},
url = {https://www.osti.gov/biblio/1575201}, journal = {},
number =,
объем =,
place = {United States},
год = {2019},
месяц = ​​{9}
}

Как электрическое отверждение может сэкономить ваше время

Ваш бетон настолько хорош, насколько хорош процесс отверждения, который он прошел.Когда бетон эффективно затвердевает, он имеет повышенную долговечность и прочность, большую стабильность объема и большую устойчивость к экстремальным температурам. Но для эффективного лечения нужно время и подходящие условия. Некоторому бетону может потребоваться до двух недель для полного отверждения. Итак, что произойдет, если вы не сможете рискнуть укладывать бетон в течение двух недель, потому что погодные условия не позволяют этого?

Традиционно многие северные части США Штаты прекратили строительные работы в зимние месяцы из-за Плохие погодные условия.Возможность снега, мороза и заморозков температуры делают эффективное отверждение бетона реальной проблемой.

Но в последние годы эта традиция стала меняться. Одна из причин этого — появление технологий, которые позволяют строителям затвердевать бетон намного быстрее, чем они могли раньше. Одним из способов, которым современные строительные агентства решают проблему быстрого отверждения бетона, чтобы он мог достичь необходимой устойчивости к замерзанию, является электрическое отверждение.

Как началось электрическое отверждение…

Электрическое отверждение бетон был разработан в Швеции почти столетие назад. Это не заняло много времени, после выезда из Швеции для применения при строительстве зданий в Москве. Потом, он использовался в северной части Японии в лагере армии США.

Поскольку проводились исследования по электрическому отверждению, строители обнаружил, что бетон можно укрепить, нагревая его во время вылечил. Кроме того, электрическая полимеризация полезна не только в холодное время года. зимние месяцы.Это также позволяет строить быстрее во время отдыха. года.

Итак, как это работает?

Как работает электрическое отверждение?

Есть три основные способы электрического отверждения бетона. Когда первый метод используется, электрические токи проходят через свежеслитый бетон между внешними электроды. Важно, чтобы ток был переменным, потому что постоянный ток может вызвать гидролиз цементного теста, ослабив его.

Второй способ электрического отверждения пропускает через сталь большой ток низкого напряжения армирование внутри бетона. Это обеспечивает стабильный и постоянный нагрев, отверждение. бетон быстро и эффективно.

Третий способ для отверждения бетона с помощью электричества используются большие электрические одеяла или прокладки поверх бетона, чтобы тепло могло равномерно распределяться от выше.

Насколько эффективно отверждение электрическим током?

Исследование за исследованием показали, что электрическое отверждение невероятно эффективно при схватывании бетона быстро.Если все сделано правильно, этот метод подготовки бетона к использованию просто так же хорошо, если не лучше, чем традиционные методы.

Если вы работаете в область, в которой часто бывают холода, или если вы просто хотите, чтобы работа была сделана быстрее электрическое отверждение может быть для вас хорошим вариантом. Однако это Стоит отметить, что такой способ обойдется намного дороже, чем просто заливка бетона. и давая ему застыть. Например, электрические одеяла, необходимые для использования этого метод может стоить более 1000 долларов за одно одеяло размером 10 х 10 футов.

Итак, если вы только желая залить одну бетонную плиту, вы можете просто подождать более теплая погода.

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 Цельсия — достаточно горячей, чтобы обеспечить без использования ископаемого топлива способ изготовления бетона .

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 присутствуют повсюду в нашей жизни, но у нас нет проверенных достижений, которые позволили бы нам получить их доступные версии с нулевым выбросом углерода».

«Если мы собираемся достичь нулевого уровня 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.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *