Нагреватели, как правило, устанавливают на металлической опалубке, возможно применение также нагревателей, запрессованных с наружной стороны на поверхность фанерной палубы. В качестве нагревателей целесообразно применять стандартные нагревательные элементы, такие как греющие провода и кабели, а также трубчатые электронагреватели (ТЭНы). В последнее время все шире используются гибкие тканевые нагреватели, в том числе углеродные ткани и ленты. Могут применяться также проволоки стальные, нихромовые и т. д. с высоким сопротивлением, а также сетчатые, уголковостержневые и др. При использовании нестандартных нагревателей токопроводящая жила должна быть надежно изолирована, электрическое сопротивление изоляции таких нагревателей и разводки должно быть не менее 0,5 МПа (табл. 20—22).
Нагревательные провода типа ПОСХВ, ПОСХМ, ПОСХВТ рассчитаны на невысокие температуры, поэтому они должны применяться при мягких режимах прогрева с невысокой температурой изотермической выдержки (40—50°С) при особо тщательном температурном контроле. Выпускает эти провода завод Молдсельхозтехника (г. Котовск, МССР). Провода выполняют в пластмассовой оболочке. К их преимуществам следует отнести невысокую стоимость, позволяющую использовать их для самых различных целей, в том числе для прогрева бетона изнутри, закладывая их в сечение конструкций до бетонирования.
Нагревательные кабели типа КНМС (завод-изготовитель «Кирскабель», г. Кирс, Кировской обл.), выполненные в металлической оболочке с магнезиальной изоляцией, рассчитаны на высокую температуру (до 600°С), они имеют более высокую стоимость, но и более высокий срок службы. Применение их целесообразно в многооборотных инвентарных опалубках при высоких температурах прогрева. Высокотемпературные трубчатые нагреватели (ТЭНы) целесообразно использовать в конструкциях крупногабаритных опалубок (крупнощитовой, объемно-переставной и др.), монтируемых и демонтируемых краном. ТЭНы можно использовать для прогрева по любым, в том числе жестким, режимам с установкой нагревателей как вплотную к палубе, так и на расстоянии от нее.
Способ крепления и расположение нагревателей на палубе щита зависят от удельной электрической мощности, характеристики нагревателей, режимов прогрева, характера монолитных конструкций.
Удельная мощность нагревателей в зависимости от модуля поверхности (М) бетонируемых конструкций, температуры наружного воздуха (tн), коэффициента теплопередачи утеплителя (К) может быть выбрана по номограмме (рис. 33). Порядок пользования номограммой показан стрелками (при М = 10 м—1; tн = —20°С; К = 3 Вт/м2·°С); рекомендуемая удельная мощность составит Вт/м2; максимально допустимая температура прогрева 70°С). В связи с перегревом углов при равномерной мощности щитов мощность угловых щитов следует снижать и принимать равной 60—70% мощности рядовых щитов опалубки.
В связи с дополнительными потерями тепла при прогреве бетона стен в основание или в стены и примыкающие к ним перекрытия нижележащего этажа удельная мощность нагревателей для опалубки стен принимается несколько большей (с учетом компенсации величины теплопотерь), чем мощность опалубки перекрытий. Для создания равномерного температурного поля по высоте целесообразно увеличение удельной мощности в нижней части стен.
Увеличивать удельную мощность целесообразно также на участках щита, примыкающих к неутепленным ребрам каркаса (или устанавливать на них дополнительные маломощные нагреватели). Для исключения местных перегревов и неравномерности температурного поля, а также неоправданных теплопотерь все выступающие % ребра щитов необходимо утеплять.
При использовании мягких режимов прогрева со скоростью подъема температуры до 10 град/ч линейные нагреватели могут устанавливаться вплотную к палубе щита.
В этом случае целесообразно использование кабелей и проводов, имеющих небольшую массу. При высоких скоростях подъема температуры и высокой удельной мощности целесообразно применение высокотемпературных нагревателей, в том числе ТЭНов. При установке нагревателей вплотную к палубе щита надо быть особенно осторожным при назначении режимов и температуры прогрева, а также расстояний между нагревателями (шага нагревателей) во избежание местных перегревов и повышенных температурных деформаций, ухудшающих условия структурообразования бетонного камня.
Шаг нагревателей диаметром до 6 мм может назначаться по номограмме (рис. 34). Порядок пользования номограммой показан стрелками (при мощности 600 Вт/м2, толщине палубы 2 мм и Δt=0,5 град/см максимально допустимый шаг нагревателей 650 мм).
Высокотемпературные нагреватели типа ТЭНов целесообразно использовать в крупноразмерных конструкциях опалубок (крупнощитовой, объемно-переставной и др.). Шаг таких нагревателей может быть значительно увеличен при установке их с зазором 3—5 мм по отношению к палубе и уменьшении тем самым передачи тепла теплопроводностью при использовании части тепла, передаваемого излучением. Следует учитывать резкое увеличение температуры разогрева нагревателей в этом случае. При скоростях подъема температуры до 7 град/ч и зазорах 3—5 мм шаг нагревателей (при палубе толщиной 3—4 мм) может (быть увеличен на 40—60%. При скоростях подъема температуры 16 град/ч и выше для получения равномерного температурного поля необходимо применение отражательных экранов, изготовленных из материалов с высокой отражательной способностью, например из алюминиевого листа или фольги.
Экраны устанавливают на расстоянии 70...100 мм, но не менее 50...60 мм от поверхности нагревателя. Для исключения конвективной теплопередачи в греющей полости между экранами и нагревателями устанавливают перегородки или соты, применяют также двойные экраны. Для исключения влияния ветра греющая полость должна быть загерметизирована по периметру (рис. 35).
Длину нагревателей конечных размеров (ТЭНов) целесообразно выбирать равной ширине или высоте щитов опалубки. Для установки нагревателей в ребрах щита прорезают отверстия и монтируют их с помощью электроизоляционных шайб.
Для снижения массы и стоимости электрооборудования желательно применение нагревателей большой мощности, чтобы сократить тем самым их число с увеличением шага установки. Для равномерного прогрева опалубки мощными нагревателями (в том числе в труднодоступных для установки нагревателей местах) необходимо применение двойных и фигурных экранов с многократным отражением лучистой энергии, а также опалубки с разными полями поглощения: участки опалубки, наиболее удаленные от нагревателей, должны быть более зачернены (иметь большую поглощающую способность), чтобы они нагревались столь же равномерно, как и участки, расположенные под нагревателями. При достаточно большом тепловом потоке (когда участки расположены на. минимальном расстоянии от нагревателей) отдельные участки должны быть в наибольшей степени изолированы от тепловосприятия излучения светлой краской.
Степень черноты для регулирования потока излучения назначается пропорциональной квадрату расстояния между нагревателем и воспринимающей поверхностью опалубки и обратно пропорциональной произведению косинусов углов между направлением луча и нормалью к излучающей и рабочей поверхностям.
Коммутация нагревателей внутри щита (рис. 36) выполняют теплостойкими проводами или проводами с фарфоровой изоляцией. Для исключения замыкания и обрыва токопроводящей Жилы греющих кабелей их концы можно подсоединять с помощью специальных клеммников, разработанных в ЦНИИОМТП (рис. 37).
Для подключения греющей опалубки, (контроля и регулирования режимов прогрева ЦНИИОМТП разработал специальные приспособления, начиная с мобильных шкафов и кончая крупногабаритными установками, рассчитанные на высокую электрическую мощность (63 и 126 кВА) и подсоединение опалубки больших поверхностей. Установка оснащена инвентарной кабельной разводкой для подключения, датчиками температуры и контрольно-измерительными приборами.
Инвентарные разводки рассчитаны на подключение мощностей 10, 15, 25 и 50 кВА с клеммными коробками на 6, 12, 24 ответвления для подключения отдельных щитов опалубки или группы щитов.
Специальные пульты разработаны для прогрева крупноразмерных опалубок (крупнощитовой, объемнопереставной и т.д.). Пульты оборудованы катками для перемещения по основанию или перекрытию.