Глубина фундамента от температуры

Всему – своё время: при каких погодных условиях заливают фундамент

Некоторые владельцы загородных участков сооружают фундамент для постройки в спешке, совершенно игнорируя условия погоды. Тем самым они совершают серьёзную ошибку — низкая температура воздуха и дождь способны помешать бетону качественно затвердеть в установленные сроки. Поэтому, планируя сооружать фундамент, надо ознакомиться с правилами заливки цементного раствора.

Зависимость работ по сооружению фундамента от температуры

Бетону, из которого формируется основание постройки, необходимо пройти два этапа: сначала он схватывается, а затем затвердевает. Чтобы загустеть, раствору обычно требуется один день. Но прочным за это время бетон стать не может — стадию затвердения он проходит в течение значительного срока.

Как много недель уйдёт на полное высыхание бетона, зависит от его марки, компонентов и специальных добавок.

На процесс засыхания бетона влияет погода

Бетон затвердевает так скоро, как ему положено, при температуре от 3 до 25 градусов тепла. Процесс засыхания и упрочнения цементного раствора получает ускорение, когда на улице особенно тепло.

Бетон становится абсолютно твёрдым спустя 28 дней после заливки. Поэтому значение имеет не только погода, которая стояла в часы формирования фундамента, но и температура воздуха в последующие дни.

Залитый бетон упрочняется в течение месяца, если на улице тепло

Таблица: как температура влияет на темпы затвердения бетона

День засыхания цементного состава	Температура окружающей среды
	-3˚ C	0˚ C	+5˚ C	+10˚ C	+20˚ C	+30˚ C
1	3 %	5 %	9 %	12 %	23 %	35 %
2	6 %	12 %	19 %	25 %	40 %	55 %
3	8 %	18 %	27 %	37 %	50 %	65 %
5	12 %	28 %	38 %	50 %	65 %	80 %
7	15 %	35 %	48 %	58 %	75 %	90 %
14	20 %	50 %	62 %	72 %	90 %	100 %
28	25 %	65 %	77 %	85 %	100 %

Если залить бетон при температуре ниже 3˚C, то вода в его составе начнёт превращаться в лёд. Это повлечёт за собой разрушение структуры компонентов раствора. В итоге в затвердевшем бетоне появятся микротрещины, которые заставят бетон крошиться.

Порчу бетона из-за низкой температуры объясняют полным прекращением процесса гидратации, то есть затвердения бетона. Повышение температуры ситуацию особо не исправит: бетон оттает, но разрушенные связи не восстановятся.

Бетон, залитый в холод, затвердевает плохо

Аргументы касательно заливки основания постройки зимой

Заливать бетон в холодное время года не запрещается, однако эту задачу потребуется выполнять не совсем традиционно.

Особенности выполнения задачи зимой

Единственный способ не допустить оледенения и разрушения фундамента, залитого зимой, – это воспользоваться подогретым бетоном. Температура компонентов раствора должна составлять 30˚C. А воду рекомендуется подогреть до 70°С.

В бетон, который готовят для заливки в холод, нужно добавлять горячую воду

Чтобы приготовить цементный раствор зимой, сначала полагается ввести горячую воду в зернистый наполнитель. После этого в жидкий состав можно засыпать цемент.

Залитое основание постройки требуется защитить от холода — накрыть полиэтиленовой плёнкой и теплоизоляционным материалом. С задачей уберечь бетон от воздействия мороза прекрасно справятся солома, торф, опил и даже снег.

Способы залить бетон без прогрева

Самое простое решение застраховаться от порчи бетона, залитого зимой, заключается в выборе сухого цемента более высокой марки. Также избежать негативных последствий можно за счёт добавки в раствор большего количества главного компонента.

Для приготовления бетона, который будет залит в холодное время года, лучше использовать цемент марки М-400 или М-500

Другой способ решить проблему — сделать жидкий бетон не только из обычных компонентов. С помощью различных добавок и пластификаторов можно придать цементу особые свойства. Например, они могут превратить бетон в состав, который затвердевает гораздо быстрее, чем нужно. Эти добавки принято вводить в воду, а затем уже в цемент.

Таблица: добавки для ускорения затвердения бетона

Добавка	Описание
Карбонат калия	Кристаллический порошок белого цвета, который делает структуру бетона крупнопористой. Рекомендуемое количество добавки — до 5 % от массы цемента
Хлорид кальция	Белый кристаллический порошок или водный раствор. При длительном нахождении на воздухе порошкообразное вещество расплывается
Нитрат кальция	Бесцветные кристаллы, которые хорошо растворяются в жидкости
Сульфат натрия	Бесцветные кристаллы, при нагревании разлагающиеся с выделением кислорода
Алюминат натрия	Водный раствор. Дозировка — 3 % от массы цемента
Негашёная известь (оксид кальция)	Кристаллическое вещество. Дозировка — 2 % от массы цемента. Средство агрессивно по отношению к арматуре из стали

Видео: заливка фундамента зимой

Нюансы использования цементного раствора весной

Строители с опытом утверждают, что приступив к сооружению фундамента ранней весной, есть шанс к последнему месяцу осени успеть завершить первый этап строительства дома под крышу и начать утеплять его на зиму.

К заливке бетона весной приступают, рассчитывая на то,что закончить строительные работы получится быстрее

Заморозки весной, отличающиеся постоянным понижением температуры ниже нулевой отметки, безвозвратно изменяют свойства бетона в худшую сторону. Дабы характеристики цементного раствора остались прежними, в него рекомендуется добавить противоморозные средства.

Не лишним будет перенести работу по заливке фундамента на тот период весны, когда погода станет стабильно тёплой. Обычно уже в конце марта термометр каждый день показывает плюсовую температуру.

Чтобы залить бетон весной, придётся дождаться тёплых дней

Весной, если планируется заливать фундамент, можно столкнуться с такими проблемами, как:

• грунтовые воды, которые не помешают осуществить задуманное лишь в случае их отвода от основания дома;
• неподходящий цементный раствор, что случается при желании строителя сэкономить на материалах, несмотря на сложные условия.

Дождь как препятствие для сооружения фундамента

О том, не глупо ли заливать бетон в дождливую погоду, у специалистов не сложилось однозначного мнения. Однако они сошлись на том, что сырость точно испортит цементный раствор, из которого сооружается монолитный фундамент.

Если в бетон попадёт дождевая вода, то она сделает его чересчур жидким

Возможность залить бетон в дождь

Если заливку цементного раствора нельзя отложить на лучшее время, то надо сделать всё возможное, чтобы избежать просачивания большого количества воды в свежий бетон. Это значит, что только что сооружённый фундамент необходимо прятать от непогоды под плёнкой из полиэтилена. Этот материал не даст воде вымыть из опалубки цемент и повлиять на его прочность.

Для защиты бетона от влаги используют плёнку

Спустя 2 дня жидкий бетон успеет загустеть, и поэтому дождь не сможет изменить его характеристики. Вода в то время, когда цементный состав начинает затвердевать, даже окажет положительное воздействие — ускорит процесс упрочнения бетона, поскольку защитит его от пересыхания.

Застраховать бетон от порчи дождевыми каплями помогут следующие советы строителей:

Для приготовления жидкого бетона, который предстоит заливать в непогоду, лучше взять цемент марки М-400, М-500 или М-600. Строительное сырьё марки М-400 зачастую применяется, когда нужно изготовить конструкцию, контактирующую с влагой. Цемент других упомянутых марок отличается повышенной стойкостью по отношению к сырости. Поэтому без страха загубить строительство его активно используют при сооружении фундамента в дождливые дни. Правда, цена на такое сырьё может заставить отказаться от его покупки.

Чем выше марка бетона, тем лучше и быстрее затвердеет бетон

Специальные аппараты используются для высасывания лишней влаги из бетона

Несмотря на преграды со стороны погоды, фундамент можно залить без проблем. Достаточно взять на вооружение несколько хитростей, позволяющих обойти запреты касательно времени сооружения основания, и выполнить каждое требование, предъявляемое к процессу заливки в опалубку цементного раствора.

Источник

Установка фундамента выше глубины промерзания

Одним из главных условий определения глубины заложения фундаментов на пучинистом грунте является глубина его промерзания. В нашей стране сезонное промерзание грунта может достигать глубины 2,5 метра и более. В зданиях без подвалов стоимость фундаментов такой высоты неоправданно велика, поэтому у многих людей возникают вопросы: можно ли устанавливать фундамент выше глубины промерзания и можно ли уменьшить глубину промерзания грунта?

На эти вопросы есть ответы. Да, можно устанавливать фундаменты на промерзающем грунте. Это фундаменты в виде монолитных армированных плит или армированные ленточные фундаменты на глубоком подстилающем слое из непучинистого грунта. В данном разделе мы не будем их рассматривать, это отдельная большая тема. На глубину промерзания грунта тоже можно оказывать воздействие. Вот об этом и будет эта статья.

Воздействие на грунт температуры воздуха

Весь процесс будем рассматривать в шкале Цельсия приняв за точку отсчета 0°С.

Представим, что на грунте лежит стальной шарик с температурой равной температуре окружающего воздуха. Температуру, которую шарик будет распространять на грунт изобразим в виде векторов (рис. 16).

Рис.16. Температурное воздействие на грунт

Таким образом в течении зимы шарик будет распространять на грунт отрицательную температуру и замораживать грунт вокруг себя по полусфере в масштабе повторяющей контур шарика. Чем больше будет зимой холодных дней, тем дальше в грунт будет распространяться замороженная полусфера. Поскольку зима не вечна, то однажды полусфера достигнет своего максимума и больше увеличиваться не будет. Максимальная глубина, при которой грунт из пластичного превращается в твердый называется глубиной промерзания грунта.

Весной шарик нагревается и начинает расплавлять под собой замороженный грунт. То есть происходит тот же самый процесс, что и при замораживании, только вектор температуры меняет свой знак с минуса на плюс. Если теплых дней будет мало, то грунт не успеет растаять на всю глубину, на которую он промерз. Такой грунт называется вечномерзлым. Сейчас мы его рассматривать не будем. Далее нас интересует только тот грунт, который в летние дни полностью прогревается.

Мы рассмотрели процесс замерзания грунта от действия одного шарика, на самом деле на грунте лежат миллиарды таких условных шариков и воздействуют на него образуя под собой промороженное или оттаявшее поле. Если на это поле разместить, какое-либо строительное сооружение, то оно вызовет в нем аномалию (рис. 17). Возмущение промороженного поля грунта будет различным и зависеть от теплового режима, размещаемого на нем объекта. При размещении неотапливаемого здания грунт под зданием будет промерзать на меньшую глубину, так как температура в здании будет все-таки выше, чем в чистом поле. Если здание будет отапливаемым, то грунт под ним совсем не промерзнет или промерзнет незначительно поскольку будет подогреваться зданием. Поэтому тепловой режим здания учитывается нормативными документами (табл.10) и влияет на глубину заложения фундаментов.

рис. 17-1. Промерзание грунта от воздействия отрицательных температур рис. 17-2. Промерзание грунта при расположении на нем неотапливаемого сооружения рис. 17-3. Промерзание грунта при расположении на нем отапливаемого сооружения

Уменьшение отрицательного воздействия промёрзшего грунта

Строительные правила (СП 22.13330.2011) дают определение глубины промерзания «равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.»

В этом определении важна каждая фраза:

• «средняя из ежегодных», то есть глубина промерзания может быть больше указанной величины или меньше ее;
• «открытая, оголенная от снега площадка» говорит о том, что под снегом глубина промерзания грунта будет меньше (чем толще снег, тем меньше промерзание);
• «при подземных водах ниже глубины промерзания», то есть исследуется сухой грунт, если он будет влажным глубина промерзания увеличится.

В строительных правилах нет, но всем известно, что укатанный грунт вследствие уплотнения становится более теплопроводным и промерзает глубже.

Таким образом исходя только из определения Строительных Правил видим несколько путей уменьшения глубины промерзания. Площадка вокруг строительного сооружения должна быть под снегом, не уплотнена и не увлажнена. В идеале это должно быть перепаханное поле и тогда грунт на нем точно не промерзнет до нормативной глубины даже в самую суровую зиму. Но в реальности все выглядит несколько иначе. К дому походят подъездные дороги, снег с которых по возможности убирают, а осенняя дождевая вода с крыши отводится недалеко от дома.

Наибольшую опасность для фундамента представляют температурные векторы, расположенные в полосе вокруг здания шириной равной глубине промерзания грунта. Если их убрать или каким-то образом уменьшить, то фундамент можно установить выше глубины промерзания грунта (рис.18).

рис. 18. Принципиальная схема уменьшения глубины промерзания

Уменьшить негативные воздействия от замораживания грунта можно как минимум двумя способами:

1. изменением физико-механических свойств грунта;
2. теплоизолированием грунта.

Это наиболее простые способы, доступные самодеятельному застройщику.

Изменение физико-механических свойств грунта

Из предыдущих страниц данной темы сайта нам известно, что разные грунты имеют различные свойства. Одни из них при замораживании не изменяют своей структуры, другие увеличиваются в объеме и выталкивают фундамент ломая его в различных плоскостях. Назовем такие грунты восприимчивыми к морозу и невосприимчивыми.

Рис.20. Воспримчивые и невоспримчивые к морозу грунты

Грунты, невосприимчивые к морозу состоят из обломков скальных пород (крупнозернистые пески, гравийные и галечниковые грунты). Ими и нужно заменить пучинистые грунты по периметру здания, целиком или перемешиванием со старым грунтом, вынутым при разработке котлована под фундамент. Для уменьшения влияния атмосферной воды на свойства грунтов её отводят от фундамента. Делают это двумя способами. Поверхностную дождевую и талую воду отводят устройством отмосток вокруг здания с уклоны от 5 до 10%. Воду можно отвести по рельефу местности или в специальную дренажную канаву, засыпанную крупнозернистым грунтом с верхним слоем, оформленным в виде красивых дорожек. В районах строительства с высоким снегом и частыми дождями воду, просачивающуюся к фундаменту, отводят от фундамента посредством подземного дренажа. Перфорированные трубы укладывают вокруг здания в слой крупнозернистого дренирующего грунта, накрывают геотекстилем во избежание заиливания труб и засыпают дренирующим мелкообломочным грунтом. Далее трубами отводят воду от фундамента по уклону местности либо сбрасывают воду в закопанные на отдалении дренирующие колодцы из бочек, засыпанных камнями. Грунт вокруг фундамента не будет удерживать в себе воду, а значит и не будет пучится при морозе (рис. 19).

Рис.20. Схемы отвода воды от фундамента

Подсос грунтовой воды в тело фундаментов и стяжек подвала прерывают устройством обмазочных и оклеечных гидроизоляций, а также устройством подсыпок из мелкообломочных дренирующих грунтов. Такая подсыпка из-за относительно больших расстояний (по молекулярным меркам) между частицами не может удержать в себе воду и уж тем более не может подсосать ее верх и смочить подошву фундамента. Капиллярный подсос так же можно прекратить и расстиланием под фундаментом полиэтиленовой пленки (рис. 21).

Рис.21. Отсекание капилярного подсоса

Теплоизоляция грунта

Если замещение и осушение грунтов вокруг дома предусматривает большой объем земляных работ при котором мы влияем на теплопроводность грунта простой заменой одного типа грунта на другой, то теплоизоляция грунта предполагает оставить прежний грунт с уменьшением его теплопроводности. Делается это установкой теплоизоляции. Я уже не однократно говорил на других страницах сайта и повторю вновь, что распространённый термин «утеплитель» применяется неправильно. Правильное название материала — теплоизоляция. Это перегородка между двумя материалами прерывающая поток тепла. Теплоизоляция сохраняет тепло если укрываемый ей материал был теплый или сохраняет холод, если изначально материал был холодный.

рис. 22. Утепленная отмостка

Укладка полосы теплоизоляции по периметру здания шириной равной глубине промерзания ослабит поток отрицательных температур, проникающих в толщу грунта и он промерзнет на меньшую глубину. На такой грунт можно будет установить фундамент меньшей высоты (рис.22). Конструктивно теплоизоляция грунта совмещают с устройством отмостки и называют утепленной отмосткой. Для того, чтобы мороз не прошел к подошве фундамента через его тело, мостик холода прерывают теплоизоляцией цоколя фундамента (рис. 23).

рис. 23. Теплоизоляция цоколя

Если вы встретите чертежи, показывающие теплоизоляцию по внешней вертикальной стене фундамента, то это утепляется подвальное помещение, а не грунт. Такая теплоизоляция удерживает тепло в подвале, при этом грунт теплом дома не прогревается, и глубина его промерзания не изменяется. То есть теплоизоляция стен фундамента не имеет ничего общего с теплоизоляцией грунта. Это разные конструктивные решения решающие разные задачи.

Укладка полосы теплоизоляции вокруг дома может быть сделана по уровню подошвы фундамента и совмещена с теплоизоляцией подвала (рис. 24). В этом случае решаются одновременно две задачи: утепление подвала и тепловое изолирование грунта. Полоса теплоизоляции здесь будет уже чем на поверхности грунта и зависеть от глубины погружения фундамента.

Рис.24. Утепление подвала и грунта

Утепленную отмостку лучше применять для зданий без подвала, а заглубленную теплоизоляцию для зданий с подвалом.

Источник