Заливать фундамент при морозе

При какой температуре можно заливать бетон на улице: минусовой, минимальной, в мороз

Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, очень важен, так как от него во многом зависят не только технические и эксплуатационные характеристики застывшего монолита, но и вообще вероятность прохождения процесса застывания. Залитый при неверной температуре или замерзший при твердении бетон может покрываться трещинами, демонстрировать меньшие показатели прочности и стойкости в сравнении с нормативными, становиться причиной деформации или полного разрушения конструкции, здания.

Для набора бетоном проектной прочности и гарантии длительного срока службы очень важно соблюдение температурного режима как в момент заливки, так и на протяжении всего времени твердения (28 суток). Оптимальной считается температура воздуха в районе +20 градусов. Но далеко не всегда на строительной площадке удается соблюсти это условие.

Довольно часто появляется необходимость лить бетон при отрицательной температуре или в процессе выполнения работ неожиданно портится погода. В таких случаях используются разные методы прогрева бетона, в состав смеси вводят противоморозные добавки, утепляют конструкцию непосредственно на площадке и т.д. Прежде, чем использовать любой этот способ прогрева, необходимо тщательно изучить его особенности и условия реализации.

Процесс набора прочности бетонных конструкций

Чтобы определить, до какой температуры можно заливать бетон, необходимо сначала хотя бы поверхностно рассмотреть особенности процесса набора прочности монолитом. Реакция начинает протекать между цементом/водой в момент затворения. В первые часы бетон еще текучий и с ним можно работать, но уже по прошествии нескольких часов он начинает застывать, становиться сначала более густым, а потом и вовсе твердым.

Процесс взаимодействия воды и цемента называется гидратацией. Гидратация проходит в два этапа: сначала смесь схватывается, потом твердеет. В схватывании задействованы алюминаты, появляются иглообразные кристаллы, связанные между собой. Через 6-10 часов эти кристаллы становятся своеобразным каркасом, скелетом. Бетон начинает твердеть.

Весь процесс схватывания может занимать от 20 минут до 20 часов, что напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Дольше всего процесс проходит в холодное время года – когда на улице около 0, схватываться бетон начинает через 6-10 часов, длится этап 15-20 часов.

В процессе твердения в реакцию с находящейся в растворе водой вступают клинкерные минералы, постепенно формируется силикатная структура. Реакция провоцирует появление мелких кристаллов, они объединяются в уникальную мелкопористую структуру. Это и есть бетон, который на протяжении 28 суток уже набирает марочную прочность и стойкость, не меняя формы и структуры.

Оптимальное значение температуры для стадии твердения также равно +20 градусам, влажность – до 100%.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Как уже было указано выше, скорость гидратации очень сильно зависит о температуры окружающей среды. Так, при снижении с +20 до +5 градусов твердение проходит медленнее в среднем в 5 раз. Дальше чем ниже температура, тем медленнее проходит реакция. При достижении минусовой температуры гидратация и вовсе прекращается (вода просто замерзает).

В момент замерзания вода имеет свойство расширяться, что становится причиной повышения давления внутри бетонного раствора и разрушения уже сформировавшихся связей кристаллов. Структура бетона разрушается и в дальнейшем восстановиться уже не может. Кроме того, появившийся в смеси лед может обволакивать крупные наполнители, разрушая сцепление с цементом. Все это существенно ухудшает монолитность конструкции и понижает прочность.

Когда вода оттаивает, твердение продолжается, но структура бетона уже деформирована. Могут появляться отслоения, деформации, трещины, наблюдаться отделение крупных наполнителей и арматуры от монолита. Чем на более ранней стадии свежезалитый бетон замерз, тем меньшим будет показатель прочности.

• Когда температура окружающей среды находится на отметке +5 С и ниже, а никаких мероприятий по прогреву или повышению морозостойкости бетона осуществляться не планируется.
• В межсезонье – когда температура нестабильна, отмечены сильные скачки как отметок на термометре, так и влажности.
• Если термометр показывает температуру +25 градусов и выше, а влажность воздуха ниже 50%. В такое время лучше использовать специальные цементы или не проводить работы, так как процесс гидратации будет происходит очень быстро: вода испарится, а бетон не успеет набрать прочность, вследствие чего нередко появляются трещины, деформации, отслоения и т.д.

• Заливка бетона при минусовой температуре без прогрева в течение минимум 3 дней до отметки в +10-30 градусов.
• Когда уже приготовлен бетон со специальными присадками, а за окном внезапно наступила оттепель или влажность воздуха стала выше 60%, начался дождь и т.д.
• В случае неумения определить оптимальный режим прогрева, настроить приборы, контролировать бетон в мороз. Ведь для бетона одинаково страшны как мороз, так и перегрев.

Бетонирование зимой

Использовать бетон в мороз может понадобиться в самых разных случаях – когда невыгодно останавливать строительство на целый сезон, в случае выполнения экстренных работ и т.д. С учетом губительного воздействия минусовой температуры на материал и его технические характеристики, бетон нужно прогревать. В случае, когда температура внутри раствора выше температуры снаружи, могут появляться деформации.

Прогрев бетона осуществляется до момента набора критического показателя прочности. Если таковых данных нет в проектной документации, то значение принимают в 70% от проектной прочности. Когда есть требования со значениями водонепроницаемости/морозостойкости, то критическая прочность составляет 85% от проектной.

• Прогрев самих компонентов для приготовления смеси.
• Использование эффекта термоса.
• Осуществление электронагрева.
• Применение паропрогрева.

Таким образом, вопроса о том, при какой минимальной температуре можно заливать бетон, нет вообще. Задача заключается в том, чтобы в соответствии с условиями работ оптимально подготовить смесь и объект для сохранения технических свойств материала и основных требований по прочности, надежности, долговечности.

Самый простой и дешевый вариант – прогрев всех компонентов, использующихся для приготовления бетона. Их греют для того, чтобы в момент заливки бетон имел минимум +35-40 градусов.

Метод термоса

Этот вариант актуален в случае заливки массивных конструкций. Дополнительного прогрева не предусматривается, но укладываемая смесь должна демонстрировать температуру в +10 градусов как минимум (лучше больше). Данный метод заключается в том, чтобы залитая смесь в процессе остывания успела приобрести критическую прочность.

Опалубку надежно защищают теплоизолирующими материалами, устраняя теплопотери бетона, находящегося в процессе затвердевания. Вода не замерзает, бетонный монолит постепенно набирает прочность без разрушения внутренней структуры. Такой вариант используют для заливки фундаментов зимой, он считается наиболее простым и экономичным, так как не требует использования какого-либо оборудования.

Электронагрев бетонной смеси

Задумываясь о том, при каких температурах можно заливать бетон, многие рассматривают в качестве выхода из ситуации электропрогрев. Осуществляться прогрев может с использованием нескольких способов: с применением электродов, метода индукции и с различными электронагревательными устройствами.

• В свежезалитую смесь вводят электроды.
• Потом на электроды подают ток.
• В процессе прохождения тока по электродам они нагреваются, передают тепло бетону.

Ток должен быть переменным, так как постоянный станет причиной прохождения процесса электролиза, который сопровождается выделением газа. Газ экранирует поверхность всех электродов, значительно возрастает сопротивление тока, в результате чего нагрев заметно снижается. В случае, если в бетоне уложена арматура, она может использоваться в качестве электрода.

Индукционный нагрев применяется достаточно редко, так как его реализация предполагает ряд сложностей. Данный тип прогрева бетонной смеси работает на принципе бесконтактного нагрева высокочастотными токами электропроводящих материалов. Так, вокруг стальной арматуры мотают изолированный провод, а через него пропускают ток. Таким образом появляется индукция, арматура нагревается и греет бетон. Расход электроэнергии составляет обычно 120-150 кВт*ч на кубический метр бетона.

Применение электронагревательных приборов предполагает использование самых разных средств для уменьшения негативного воздействия мороза на процесс гидратации смеси. Это могут быть греющие маты, к примеру, которые раскладывают на бетон и затем подключаются к сети. Можно сделать над залитым монолитом что-то типа палатки, установить внутри тепловую пушку и греть.

Тут важно обеспечить удержание влаги в бетоне, чтобы он, в процессе прогрева, не пересох, что также негативно влияет на качество и прочность, как и холод (при замерзании). Расход электроэнергии (при условии, что температура окружающего воздуха составляет около -20 градусов) составляет 100-120 кВт*ч на кубический метр.

Паропрогрев бетона в зимнее время

Когда температура окружающей среды на нуле или ниже, есть смысл задуматься о прогреве бетона паром. Данный метод особенно эффективен для тонкостенных конструкций. В опалубке с внутренней стороны делают каналы, через них пускают пар. Иногда делают двойную опалубку, а пар пропускают между двумя стенками. Можно смонтировать трубы внутри бетона, а затем по ним пускать пар.

С использованием данного метода можно прогреть бетон до +50-80 градусов. Столь высокая температура и оптимальная влажность ускоряют в несколько раз процесс твердения. Так, за 2 суток при паропрогреве бетон набирает прочность, аналогичную твердению в течение недели в нормальных условиях.

Единственный недостаток данного метода – существенные затраты времени, финансов и усилий для его реализации.

Использование присадок при морозе

Сегодня очень распространено использование противоморозных добавок и особых химических ускорителей твердения бетона. Чаще всего в качестве этих добавок выступают нитрит натрия, хлористые соли, карбонат кальция и другие. Добавки существенно понижают температуру замерзания воды, активизируют гидратацию цемента (таким образом повышается температура застывания бетона).

Благодаря введению в состав смеси добавок можно избежать необходимости прогрева. Некоторые добавки способны повысить стойкость бетона к морозу настолько, что вопрос о том, можно ли заливать бетон при минусе, не стоит вообще: гидратация проходит даже при окружающей температуре -20 градусов.

Но, несмотря на все преимущества, присадки обладают и некоторыми недостатками.

• Они пагубно влияют на арматуру – может начаться процесс коррозии, поэтому актуально вводить добавки лишь в неармированный бетон.
• Добавки позволяют бетону набрать прочность, равную максимум 30% от проектной, а потом при оттаивании смеси (при плюсовой температуре) процесс набора прочности продолжается. В связи с этим, по СНиП, добавки нельзя вводить в бетон, работающий в условиях динамических нагрузок (молоты, вибростанки и т.д.).

Бетонирование в условиях сухого жаркого климата

Бетон не любит не только мороза, но и жары. Когда температура воздуха повышается до +35 и выше, а влажность находится на уровне 50%, вода испаряется слишком быстро, что провоцирует нарушение водоцементного баланса. Гидратация замедляется либо прекращается вовсе, в связи с чем бетон нужно защищать от слишком быстрой потери влаги.

Для понижения температуры смеси используют охлажденную (либо разбавленную льдом) воду. Так устраняют быстрое испарение воды в процессе укладки смеси. Через определенное время смесь нагревается, поэтому важно обеспечить герметичность опалубки (чтобы вода не испарялась через щели). Опалубка также может впитывать влагу, в связи с чем для ограничения адгезии бетона и материала конструкции до заливки ее обрабатывают специальными составами.

Твердеющий бетон защищают от прямых ультрафиолетовых лучей – поверхность укрывают брезентом (мешковиной), каждые 3-4 часа осуществляют смачивание поверхности. Увлажнение может понадобиться все 28 суток набора прочности монолитом.

Приготовленный по рецепту бетон способен схватиться, затвердеть и приобрести все проектные характеристики при окружающей температуре +20 градусов и влажности около 100%. В случае проведения работ на морозе или жаре необходимо позаботиться о мерах прогрева или охлаждения, которые будут гарантировать прочность и долговечность готовой конструкции.

Источник

Можно ли заливать фундамент зимой?

Бетон определяет прочность и надежность фундамента, а значит, и всего сооружения. Давно установлено, что его характеристики после застывания во многом зависят от применяемой технологии и различных климатических факторов, воздействующих при строительстве.

Важную роль играет температурный режим. Вопрос о том, при какой температуре можно заливать фундамент, требует особого внимания и анализа.

При какой температуре можно закладывать основание для дома?

Основные свойства бетона зарождаются в результате процесса гидратации, т.е. химической реакции формирования цементного камня при смешивании цемента с водой.

Процесс условно можно подразделить на 2 этапа:

1. Схватывание материала, происходящее в течение суток. В зависимости от температуры воздуха продолжительность этапа может составлять от 1-2 ч до 20-24 ч.
2. Полное отвердение. Оно происходит постепенно. Установлено, что в течение 28 суток бетон набирает до 90% прочности. После этого процесс не останавливается еще несколько лет.

На обеих стадиях происходит химическая реакция с кристаллизацией смеси, при этом испаряется избыточная влага и стабилизируется объем бетона. Температурный режим оказывает существенное воздействие.

Повышение температуры ускоряет химическую реакцию, сокращая время отвердения. При нормальной температуре (в пределах 5-15°С) происходит естественный процесс, обеспечивающий равномерное отвердение.

Высокая температура (выше 30°С) приводит к быстрой кристаллизации. Влага не успевает испариться изнутри, а на поверхности уже образуется твердый слой. Продолжающаяся усадка материала приводит к появлению внутренних напряжений и растрескиванию фундамента через 8-12 ч после заливки раствора.

Отрицательные температуры еще опаснее для бетона. Процесс гидратации при низкой температуре практически останавливается. Вода, находящаяся внутри материала, замерзает и разрывает бетон.

Эти обстоятельства заставляют останавливать строительство зимой. Однако существуют различные приемы, позволяющие возводить фундамент при морозе.

Температура окружающей среды может привести к следующим дефектам бетона:

1. Трещины. Они могут появиться при чрезмерно быстром испарении влаги из раствора и температуре воздуха выше 30°С.
2. Внутренние микротрещины. Они возникают при температуре ниже 2-3°С, когда начинает замерзать вода. Эти дефекты существенно снижают прочность бетона.
3. Возникновение воздушных пор. При минусовых температурах появляется риск попадания в раствор вместе с гравием кусочков льда. После потепления на их месте в бетоне образуются пустоты. При больших нагрузках за счет их может наблюдаться смещение фундамента.
4. Напряжения в армирующем каркасе. Прочное скрепление арматурных стержней формирует зимой определенный размер каркаса. При повышении температуры металл расширяется, что вызывает появления значительного напряжения в конструкции. Армировка не сможет полноценно выполнять свои функции.

Все риски температурных воздействий необходимо учитывать при планировании строительства. Их можно минимизировать специальными мерами и использованием определенных марок бетона.

Оптимальный температурный режим

Вышеприведенный анализ показывает, что для бетона пагубно воздействие как жары, так и мороза. Только естественное отвердение позволяет оптимизировать процесс набора прочности.

Так до скольки градусов можно заливать фундамент? Без специальных мероприятий, заливать бетон можно при температуре окружающей среды в пределах 5-30°С. В таких температурных условиях химическая реакция и испарение влаги протекает в нормальном режиме, что обеспечивает равномерное схватывание бетона по всему объему без внутренних напряжений и растрескивания. Соответственно, при нулевых температурах от заливки фундамента стоит отказаться. Если же работы отложить нельзя – придется обеспечивать дополнительные меры, о которых читайте ниже.

Оптимальной температурой для заливки бетона считается 15-25°С. При таком режиме схватывание происходит за 15-20 ч, а набор прочности длится 28 суток.

Следует также обратить внимание и на температуру раствора и воды. При оптимальной температуре воздуха температура смеси не должна превышать 30°С. В зимнее время смесь можно прогреть до 60-65°С.

Можно ли производить строительство в мороз?

Можно ли заливать фундамент зимой? Поздней осенью (ноябре) и в зимнее время (декабрь,январь, февраль), когда практически на всей территории РФ наблюдаются минусовые температуры воздуха, заливать фундамент без принятии специальных мер нельзя. Важно решить две основные проблемы: обеспечение и ускорение процесса гидратации, а также исключение замерзания воды.

Если осуществляется строительство в бюджетном варианте при использовании обычного бетона без специальных добавок и отсутствии специфических мероприятий, то возведение фундамента в период с ноября по март (центральные районы РФ) лучше “заморозить”, а стройку законсервировать.

Плюсы и минусы устройства при минусовых значениях

Несмотря на определенные проблемы возведения фундамента в зимний период, можно найти даже положительные стороны такого мероприятия.

Выделяются такие преимущества зимнего строительства:

1. При проведении земляных работ не мешают грунтовые воды. Почва не рассыпается, а потому стенки траншеи (котлована) сохраняют стабильность и не требуют укрепления.
2. Зимой можно проверить глубину промерзания грунта, что позволяет уточнить необходимое заглубление фундамента.
3. В зимний период делаются скидки на большинство строительных материалов, что позволяет приобрести их по пониженным ценам. Экономия может быть существенной. Надо учитывать, что нельзя покупать цемент зимой, а использовать летом. Такое длительное хранение неминуемо приведет к ухудшению качества материала.
4. Упрощение подъезда тяжелой строительной техники непосредственно к стройплощадке.
5. Незагруженность строительных бригад, что позволяет нанимать строителей по минимальным расценкам.

Нельзя не отметить и минусы работы зимой:

1. Земляные работы придется производить механизированным способом, т.к. ручная копка крайне осложнена замерзанием грунта.
2. Сокращение длительности светлого периода суток, а значит, необходимость использования достаточно мощной осветительной аппаратуры.
3. Пониженная производительность работ.
4. Остановки при резком ухудшении погоды.
5. Необходимость применения специальных добавок и дополнительных мероприятий, что вызывает финансовые затраты. Особенно сильно «бьет по карману» организация системы подогрева.
6. Ужесточение требований к условиям хранения материалов, особенно цемента.
7. Повышение риска простудных заболеваний при проведении работ.

При планировании строительства зимой необходимо тщательно проанализировать все плюсы и минусы. Может получиться так, что экономия на материалах за счет сезонной распродажи окажется меньше дополнительных затрат на специальные мероприятия и добавки.

Однако чаще всего зимнее строительство становится вынужденной мерой, а потому следует заранее планировать его.

Особенности заливки бетона в зимний период для разных видов конструкций

Ленточного и столбчатого

При строительстве разных типов фундаментов зимой требуется индивидуальный подход.

Преимущества зимних работ наиболее проявляются при возведении ленточного фундамента с большим заглублением. Его подошва опускается ниже зоны промерзания грунта, и зимой можно определить оптимальную глубину заложения.

Мелкозаглубленный ленточный бетонный фундамент зимой строить не рекомендуется. Он полностью располагается в промерзающем грунте, а весной при оттаивании возможны серьезные деформации за счет вспучивания. Повышается риск и проседания конструкции. Аналогичные рекомендации дают специалисты и для столбчатого фундамента.

Свайного

Вопрос о возведении фундамента свайного типа в зимнее время требует особой проработки. Проблема заключается в бурении скважин, которая затруднена в замершем грунте. Для зимнего бурения необходимо привлечение специальной техники, способной работать в таких условиях.

Примером может служить буровая установка БМ-811. Забивная технология установки свай оказывается малоэффективной в зимнее время. Наиболее подходят в холодное время года сваи винтового типа. Их устойчивость обеспечивается в любом грунте.

Монолитного

Основание в виде монолитной плиты допускается возводить при минусовых температурах при принятии соответствующих мер. Важно исключить образование пустот в плите, которые способны привести к значительному промерзанию всего дома.

Проблемы зимнего строительства фундамента зависят также и от марки заливаемого бетона.

Необходимо учитывать, что для материала устанавливаются нормы критической прочности, которую материал должен набрать в процессе затвердения:

• для марок М100-М150 – норма составляет 50% от номинального значения прочности;
• для марок М200-М300 – 40%;
• для марок М400-М500 – 30%.

Исходя из критических значений, разрабатываются и необходимые меры обеспечения прочности.

Технология монтажа в мороз

Необходимые свойства бетона достигаются путем изменения состава с помощью различных добавок или путем внешнего воздействия. В последнем случае обычно обеспечивает нагрев раствора и самой конструкции.

Как делать заливку без прогрева своими руками?

Противоморозные добавки позволяют производить заливку бетона зимой без прогрева. С их помощью решаются такие задачи:

• обеспечение процесса гидратации при минусовой температуре и ускорение его;
• увеличение времени затвердения смеси для равномерного его распределения;
• снижение температуры замерзания воды;
• обеспечение набора необходимой прочности.

Добавки должны обеспечивать жидкое состояние воды до завершения процесса гидратации в нормативное время.

Чаще всего, в качестве добавки применяется поташ. При температуре минус 5°С он обеспечивает набор прочности за 1 неделю до 50% от номинала, а при минус 25°С – 20%.

Другой распространенный вариант – нитрит натрия. При температуре минус 5°С он позволяет набрать 50% прочности за 2 недели. Рассчитана добавка на применение при температуре до минус 15°С. При ней за 2 недели обеспечивается прочность 25% от номинального значения.

Кроме того, используются такие соединения, как лигносульфонат, формиат натрия, гидрохлорид кальция.

Большинство добавок используются при температуре до минус 10°С. Некоторые из них способны понизить температуру замерзания воды до минус 15-25°С.

Способы бетонирования с подогревом

Обеспечить нормальный процесс затвердения бетона можно путем его нагрева. При зимнем бетонировании применяются такие способы:

• обогреваемая опалубка;
• укладка внутри фундамента нагревательного кабеля (подходит для ленточного и плитного типа);
• пропускание тока по армирующим стержням;
• размещение инфракрасных обогревателей вокруг фундамента в течение 3-4 суток;
• «термос»: укрытие фундамента пленкой и повышение температуры под ней с помощью тепловой пушки;
• обогрев с помощью костров вокруг здания (способ подходит при температуре до минус 5-7°С).

Помимо обогрева фундамента важно обеспечить нагрев раствора перед заливкой. Обычно температура поддерживается выше 40°С.

Минимально допустимая температура – 5°С для массивного фундамента, и 20°С для ленточной конструкции. Уберечь тепло в бетоне помогает несъемная опалубка из пенопласта.

Полезное видео

Как температура влияет на прочность и качество фундамента, расскажет видео:

Заключение

Температурный режим оказывает существенное влияние на процесс затвердения бетона и набора им прочности. Проводить бетонирование в зимнее время можно только при проведении специфических мероприятий.

Можно использовать специальные противоморозные добавки или обеспечить обогрев бетона. В противном случае возникает риск образования трещин и внутренних напряжений в фундаменте, что значительно снижает надежность всего сооружения.

Источник