Как правильно заливать бетон при отрицательных температурах

Несколько слов о физике и химии бетона

Естественный процесс твердения искусственного цементного камня – основного связующего вещества бетона происходит только при плюсовой температуре (оптимально от +15 до +25С). При этом максимальная прочность достигается лишь при высоком уровне влажности окружающего воздуха (80-100%).

Несмотря на то, что химическая реакция гидратации цемента сопровождается выделением тепла, его не хватает для набора прочности бетоном при отрицательной температуре воздуха. В этом случае в воду добавляют противоморозные добавки.

Они понижают температуру замерзания воды, поэтому она успевает вступить в реакцию с цементом. После этого бетон уже не разрушается от замерзшей в капиллярах жидкости, набирая минимальную прочность.

Свойства заливки бетона: влияние сезонных условий на процесс

Основным поприщем использования бетона является заливка фундамента строительных объектов. На завершающем этапе монтажа – схватывание и твердение раствора, показания термометра играют огромную роль. От них зависит временной диапазон окончательного результата и срок эксплуатации полученного залива.

Благоприятной положительной температурой для заливки служит диапазон 3-25 градусов. В связи с этим, строительство объектов популярно весной или летом.

При низкой или отрицательной температуре, т.е. в осенний и зимний период, бетонирование осуществляется также, но во время действий используются специальные технологии, которые поддерживают нужный уровень тепла.

Варианты увеличения температуры бетонной смеси в зимний период:

• Подогрев воды;
• Внедрение морозостойких примесей;
• С помощью электрического подогрева;
• Использование тепловых пушек с ограждением бетонной смеси;
• Методика пропаривания бетонных конструкций при помощи специальных автоклав по достижению прочности 80-85%;
• Подогрев арматуры, если она присутствует в бетонной примеси, путём электроподогрева.

Важно! Льют бетон зимой при наружной температуре не выше 15 градусов со знаком «минус». В процессе, нужно обязательно использовать добавки, устойчивые к морозам и применять способы подогрева бетона при отрицательных температурах, а также правильно вести уход за ним.

Влияние морозоустойчивых примесей на заливку бетона зимой

Быстрота застывания раствора, зависит от марки цемента и добавки к ней.

Рассмотрим самые распространённые морозоустойчивые модификаторы и возьмём среднестатистический показатель выдержки бетона для любой марки цемента при минусовой температуре:

1. Хлористые соли: при -5 градусах – около 4-х суток, при -10 – до 7 суток, при -15 – до 2-х недель.
2. Нитрит натрия: при -5 градусах – до 6 суток, при -10 – около 9 дней, при -15 – до 10 календарных дней.
3. Поташ: при -5 градусах – 2-е суток, при -10 – около 5 дней, при -15 – 8 календарных дней, при -20 – 9 суток, при -25 – до 12 дней.

Задача химических примесей – снизить температуру замерзания жидкости в бетонной смеси.

На примере поташи рассмотрим, как рассчитывается введения химиката в жидкий бетон при минусовых температурах.

Примечание. Введение химических элементов осуществляется при дозировке 2 – 15 процентов от веса цемента в общую смесь.

Если температура бетона 10-15 градусов со знаком «минус», то необходимое количество пошата – 10 процентов от массы, при показаниях (минусовых) 21-25 градусов берут 15 процентов.

Примечание. В зимний период, при наличии добавки в бетоне, работать со смесью без прогрева можно при температуре не ниже минус 5 градусов.

Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, неактуален в холодные времена, так как в течение суток она может варьироваться в пределах 5-15 градусов ниже нуля, а постоянное замерзание/размораживание для бетонирования опасно.

Если же бетон замерзает, то консистенция перестаёт твердеть, так как вода превращается в лёд. Такое литьё придётся переделывать, в связи с тем, что даже если удастся отогреть основание, замёрзшая вода увеличивается в объёме и разрывает связи в бетоне, что приводит к неоднородности залитой поверхности.

Поэтому, прежде чем начинать работу, необходимо изучить все тонкости процесса заливки в мороз. Сюда относят: выбор высококачественного цемента и морозостойких добавок к нему, а также надлежащий уход за бетонной поверхностью.

Примечание. Специалисты допускают один цикл заморозки/оттаивания при условии, если температура смеси в течение 3-х суток не опустится ниже +10 градусов.

Температурный режим бетонной смеси: влияние погодных условий

Рассмотрению предлагается список оптимальных температур бетона, при которых получаются наиболее качественные конструкции:

• Благоприятные (со знаком «+») в диапазоне 5-15 градусов;
• Граничные показатели: минус 20 и +45 градусов;
• Не ниже +5 градусов – при показаниях наружного воздуха от +5 до -3 для марок цемента М200+, а при меньшей маркировке – смесь должна быть от +10 градусов.

Температура заливки бетона в летний период при +30 градусах понижает прочность поверхности. В связи с этим залитый участок обрабатывают водой (процесс увлажнения).

Учитывая этот факт, летом бетон разводят до более жидкой консистенции. При числовых показаниях 5-15 градусов со знаком «+» бетон, за счёт отдачи тепла окружающей среде, остужается самостоятельно.

Важно! Зимой все работы рекомендуется выполнять при минимальной температуре: до «минус» 15 градусов.

В сезон дождей, сырая погода в сочетание с прохладой, является наиболее оптимальной: бетон равномерно схватывается и есть возможность повышения устойчивости его к воде специальным цементом. Раствор от размытия спасёт накрывание рабочей площадки полиэтиленом.

Важно! При сильных затяжных дождях, на открытых уличных площадках, бетонные работы не осуществляются.

При какой температуре можно цементировать на улице в зимний сезон или осенний, когда показатели термометра уходят в минус?

Как оговаривалось выше, в любой мороз можно бетонировать, но для этого использовать один из методов подогрева. Наиболее популярным и бюджетным считается заблаговременное нагревание необходимых материалов для раствора, который при заливке должен быть 35-40 градусов.

Важно! Цемент не подвергается процессу подогрева.

Суть процесса:

• Нагревается песок и щебень до 60 градусов;
• Вода до 90 градусов;
• Цемент помещают на время в тёплое помещения. Он должен стать комнатной температуры;
• Все компоненты смешивают.

Совет. Сухой цемент греть нежелательно, так как огромная вероятность потери его активности. Вследствие чего, он станет непригодным.

Подходящая погода для заливки

Естественный процесс отвердевания цементного камня происходит лишь при положительной температуре окружающего воздуха, в среднем +15-25 градусов по Цельсию. Наибольшая прочность фундамента достигается, если повышенный уровень влажности — от 80 до 100%.

Исходя из вышеуказанных требований, следует четкий ответ, что делать фундамент жилой постройки лучше в сезон устойчивого тепла и сырой погоды.

Не рекомендуется проводить работы в дождливую погоду. Излишняя влага ухудшает прочность основания, особенно, если попала в свежий раствор на момент схватывания. Если дождь начался, а заливка состоялась, то лучше защитить конструкцию, накрыв полиэтиленовой пленкой.

После затвердения бетона дождевая вода уже не окажет негативного воздействия, а избавит фундамент от чрезмерного высыхания.

Застывание бетона

Сразу после заливки фундамента происходит два процесса: схватывание и твердение бетона. Схватывание не займет больше одного дня, во время этого процесса материал перейдет из жидкого состояния в твердое. Однако при этом прочность будет невысокая.

Затем начнется процесс твердения, он отнимет гораздо больше времени. Основными факторами, влияющими на время застывания бетона, являются:

• марка материала и его производитель;
• состав раствора;
• наличие специальных добавок;
• температура конструкции и показатель ее влаги.

Оптимальной температурой для схватывания бетона является предел от 3° до 25°. Скорость застывания напрямую зависит от показателя температуры: чем теплее, тем быстрее схватывается и упрочняется бетон.

В данной таблице представлена относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах.

Минусовая температура и устройство фундамента

Спорить с погодными явлениями бессмысленно, к ним нужно грамотно приспосабливаться. Потому и возникла мысль о разработке методов устройства ж/б фундаментов в наших непростых климатических условиях, возможных для реализации в холодный период.

Отметим, что применение их увеличит бюджет строительства, потому в большинстве ситуаций рекомендовано прибегать к более рациональным вариантам устройства фундаментов. Например, использовать буронабивной способ или провести строительство из пенобетонных блоков заводского производства.

В распоряжении тех, кого не устраивают альтернативные способы, есть несколько проверенных удачной практикой методик. Их назначение заключается в доведении бетона до состояния критической прочности перед замораживанием.

По типу воздействия их условно можно разделить на три группы:

• Обеспечение внешнего ухода за залитой в опалубку бетонной массой до стадии набора критической прочности.
• Повышение температуры внутри бетонной массы до момента достаточного твердения. Выполняется посредством электропрогрева.
• Введение в бетонный раствор модификаторов, понижающих точку замораживания воды или активизирующий процессы.

На выбор метода зимнего бетонирования влияет внушительное количество факторов, таких как имеющиеся на площадке источники электропитания, прогноз синоптиков на период твердения, возможность привести разогретый раствор. Исходя из местной конкретики, выбирается наилучший вариант. Самой экономичной из перечисленных позиций считается третья, т.е. заливка бетона при минусовой температуре без прогрева, предопределяющая внесение модификаторов в состав.

Когда не следует заливать фундамент

Не следует проводить заливку в дождливую погоду. Избыточная влага снижает прочность основания, особенно при попадании воды в процесс формирования фундамента. В случае начавшегося дождя в процессе заливки необходимо защитить всю конструкцию. Для этого достаточно накрыть ее пленкой из полиэтилена.

Весна и осень, благодаря ночным заморозкам также являются неблагоприятными периодами для заливки. При планировании заливания фундамента, необходимо тщательно следить за прогнозами погоды, и особенно колебаниями  ночных температур.

При действиях с фундаментом в раннюю весну и позднюю осень можно добавлять в бетонную смесь противоморозные составляющие. Они помогают конструкции стать более устойчивой и надежной.

Благодаря современным технологиям, фундамент можно заливать и зимой. Однако здесь есть свои нюансы. Процесс становится достаточно трудоемким и более затратным. Цена работ возрастает до 40 % за счет введения специальных  мер от промерзания основания.

Заливка фундамента не проводится при температуре воздуха ниже -15 градусов. При этом соблюдаются дополнительные меры:

• В жидкую смесь вводится противоморозная добавка.
• Применяется ускоритель отвердевания.
• Использование теплоизоляционного материала.

Если же необходимо залить фундамент при низких температурных режимах, что нежелательно, дополнительно используют электрообогрев смеси до 60 градусов или прогревают опалубку.

Заливка бетона в различных погодных ситуациях

Заливка бетона должна происходить при плюсовой температуре, которая может достигать от 5 до 15 градусов. Но что делать если погода не радует плюсовыми значениями? Давайте рассмотрим особенности этих ситуаций.

Заливка в минусовую температуру

В составе бетона одним из компонентов выступает вода, которая при минусовых значениях термометра леденеет, тем самым, не давая строительному бетону затвердевать. К тому же вода уменьшается в размерах, нарушается пропорциональность, что заставляет бетон становится рыхлым и разнородным. Арматурные вставки также не могут полноценно соединиться с бетоном. Таким образом, заливка бетона в экстремальные морозы становится невозможной. Зимой температурные показатели могут изменяться в зависимости от времени суток по нескольку раз. А возможные «подтаивания» бетона могут сделать постройку ломкой, что может привести к аварийности.

Тем не менее заливать бетон при «минусе» можно, но нужно соблюдать некоторые условия:

1. Необходимо выбрать более марки с более высокими прочностыми характеристиками (м300—400).
2. Важна доставка на специальном оборудовании (бетономиксере).
3. При заливке необходимо добавить к бетону морозостойкие химдобавки, которые помогут защить конструкцию от растрескивания.
4. Создать прогрев заливаемой площадки любыми отопительными приборами. Так вас не напугают даже самые лютые морозы.

Заливка в дождливую погоду

Не стоит заливать бетон во время ливней и затяжных дождей. Это чревато размыванием и неравномерностью покрытия. Если же непогода застала вас в начале работы с заливкой бетона, добавьте в него специальную добавку для уплотнения цемента. Если же дождь «зарядил» надолго, постарайтесь закрыть бетонируемую поверхность навесом или полиэтиленом.

Рассмотрев, особенности температурного режима при заливке бетона можно выделить несколько основополагающих критериев, которые помогут успешно залить бетоном вашу постройку: 1) выбор марки с более прочностными показателями, 2) быстрая доставка на спецоборудовании, 3) применение (при необходимости) химдобавок, 4) соблюдение стандартных правил процесса заливки (в т. ч. температурных режимов).

Какой и когда лучше возводить фундамент?

Процесс возведения фундамента предельно прост, если этим будут заниматься профессионалы. Команда «ИнноваСтрой» знает, что нужно заказчику, ведь каждого из вас связывают несколько вещей. Клиенты стремятся получить комфортный, прочный, крепкий дом, который простоит длительное время и не создаст проблем в эксплуатации. При этом ставится цель минимизации расходов и приближение срока сдачи объекта. Поэтому мы предлагаем рентабельные решения по поводу выбора основания для дома, ориентируясь при этом на особенность грунта, климатические условия, глубину промерзания и залегания грунтовых вод, вес и габариты будущего здания.

Итак, после того как специалисты проведут изыскания на территории, отведенной под строительство, производятся тщательные подсчеты и выбор определенного типа основания.

Если у вас на участке гравелистые грунты песчаного типа и глубокого промерзания, то в данном случает отлично подойдет мелкозаглубленный ленточный фундамент, залегающий на глубину не более 70 см. Это отличное по цене и прочности основание, не предполагающее наличие погреба, подвала. Если же обнаружены пылеватые, мелкие пески, то нужен фундамент глубокого заглубления до надежных земляных пород.

Для строительства серьезного, крепкого дома на торфяных и глинистых грунтах с высокими показателями пучения специалисты предлагают монолитный фундамент под ключ. Земляные работы для такого основания не нужны, лишь отсыпка песчаной подушки 20-30см. Профессионалы не предложат такой вариант, обнаружив хоть малейший уклон участка. В таком случае плита будет постепенно «сползать», выходом станет свайный фундамент по цене, которая значительно привлекательнее других видов оснований.

Какое время года для заложения фундамента – вопрос, конечно, сложный. Можно закладывать основание и зимой. Но нужна ли такая спешка и дополнительные затраты? На сегодняшний день существует множество спецтехники, с помощью которой можно прогреть землю и возвести фундамент в зимнее время. Но стоит учитывать и то, что весной произойдет заметная усадка, отличающаяся от привычной для летнего периода.

Чтобы не запутаться окончательно, не стоит решать самостоятельно. Лучше обратиться к профессионалам «ИнноваСтрой», которые после тщательного анализа территории, взвешивания всех «за» и «против» предоставят рентабельное решение касательно возведения вашего нового дома.

Методики бетонирования в зимних условиях

Главным условием правильной заливки бетона при отрицательных температурах является сохранение теплоты, достаточной для обеспечения набора прочности. Популярные способы укладки строительных растворов зимой:

• Предварительный прогрев изготавливаемой смеси;
• Устройство надежной теплоизоляции и уход за раствором;
• Электроподогрев залитого в опалубку бетона;
• Добавка специальных присадок, снижающих температуру замерзания воды и ускоряющих затвердевание.

Таким образом, бетонировать на улице зимой можно без потери показателей прочности, но для этого нужно придерживаться выбранных методик. По затратам использование тепловых пушек является самым нерентабельным вариантом, наиболее дешевой методикой является добавка присадок. Электроподогрев и устройство теплоизоляции представляют собой промежуточные варианты.

Повышение температуры в процессе замеса

Чтобы залить бетон в минусовую температуру, компоненты подогревают. Наполнители нагреваются до 55-60⁰С, а воду подают в раствор при 90⁰С. Цемент перед добавлением разогревается до комнатных температур, иначе он теряет скрепляющие свойства. Перед укладкой температура раствора не должна быть ниже 35⁰С.

При перемешивании требуется использовать бетономешалку, в которую подается сначала нагретая вода, затем наполнители, и только потом цемент. При заливке такой смеси, тепловой энергии монолита хватает, чтобы набрать критическую прочность, с учетом того, что при гидратации цемента выделяется дополнительное тепло.

Подогрев и утепление раствора

При очень низких температурах нагретая смесь требует дополнительного утепления или подогрева. Экономически более целесообразно утепление, при помощи недорогих теплоизолирующих материалов, не требующих дополнительных источников энергии. На бетонированной поверхности выстилают сено или солому, используют старые тряпки, торф, пленку или теплоизолирующие покрывала. Иногда устраиваются так называемые «тепляки» схожие с теплицами.

Если бетонировать при температурах ниже -5⁰С, потребуется дополнительный подогрев. Для этого используются следующие технологии:

• Обогрев тепловыми пушками или печами под тепляками. Это затратный метод, требующий постоянного дополнительного увлажнения. Подходит для площадок, к которым не проведено электричество.
• Применение термоматов, работающих от электричества. Они выкладываются на поверхность залитого бетона и подключаются к источнику тока. Требуют большой объем электроэнергии. Инфракрасные излучатели устанавливаются над залитой поверхностью или вокруг опалубки, интенсивность и направление нагрева регулируется отражателями. Подходит для вертикальных и малодоступных конструкций.
• Для прогрева бетонированной площади применяют специальные кабеля или электроды, по которым пропускают электрический ток. Методика удобна при использовании, но требует больших объемов электроэнергии. Установка системы электродов требует больше затрат, поскольку при высыхании сопротивление раствора, который сам является проводником, возрастает.

Введение добавок

Улучшение характеристик раствора специальными присадками, это самый удобный и экономный метод заливки раствора зимой. Применяя его совместно с обогревом, можно ускорить выполнение работ и повысить качество бетона. Различают два основных типа присадок для заливки бетонного раствора зимой:

1. Составы, уменьшающие температуру замерзания воды. Раствор застывает довольно долго, но вода не кристаллизуется, поэтому качество бетона не страдает. Для ускорения реакции требуют теплоизоляции. В этом качестве используют соли кальция или натрия и поташ, которые препятствуют кристаллизации воды.
2. Добавки, увеличивающие скорость затвердевания раствора. Сокращают время, необходимо для набирания бетоном критичной прочности, поэтому вода в прогретой смеси не успевает кристаллизоваться. Применяется нитрит-нитрат кальция, тот же поташ, соли кальция в смеси с мочевиной.

Количество присадок зависит от температурного диапазона, в котором будет производиться заливка бетонной конструкции. От -5 до -10⁰С добавляют до 5-8% от массы цемента. Со снижением температуры до -15⁰С концентрацию увеличивают до 10% по массе от добавленного цемента, а до -25⁰С нужно добавлять не менее 15% добавок.

Способы бетонирования в зимних условиях

Скорость процесса твердения зависит от температуры раствора. При ее повышении активность воды значительно возрастает, скорость набора прочности повышается. Потому при проведении бетонных работ зимой или при температурах ниже +5oC, важно создать и поддержать требуемый уровень нагрева. Оптимальная температура вызревания раствора составляет от +20oC до +30oC. Для этого есть несколько способов:

• раствор делать подогретым;
• опалубку утеплить;
• использовать присадки и добавки, которые ускоряют твердение и/или понижают точку заморозки воды;
• подогревать уже залитую бетонную массу.

Все эти методы неплохо работают. Их используют по одиночке или в комплексе.

Прежде всего, необходимо правильно выбрать цемент для зимнего бетонирования фундамента. Известно, что во время твердения бетона происходят реакции, при которых теплота выделяется. Для зимы — отличная особенность. При этом большее количество тепла выделяют быстротвердеющие портландцементы и составы высоких марок. Потому для замеса при низких или минусовых температурах имеет смысл купить именно их.

Только это позволит вам залить фундамент ленточный или плитный фундамент при плюсовых температурах днем, и незначительных заморозках по ночам. Но при этом, потребуется замес делать теплым (читайте ниже), а также после заливки фундамент нужно будет опалубку теплоизолировать: покрыть матами, соломой и т.д. Если у вас уже закуплен теплоизолятор, можно использовать его, только следить необходимо за его состоянием, прикрыть пленкой или другими влагоизолирующими материалами.

Повышение температуры в процессе замеса

Во время зимней заливки фундамента температуру раствора доводят до 35-40oC. Для этого разогревают воду и засыпку. Цемент греть ни в коем случае нельзя: он «заварится» и станет практически бесполезным.

Для замеса в зимнее время используют горячую воду и подогретую засыпку. Цемент греть нельзя.

Хорошо, если есть возможность использовать бетономешалку с электроподогревом: ее включают в сеть, и барабан разогревается В другом случае, желательно прогреть его предварительно, прокрутив разогретую воду.

При замесе воду нагревают до 90 oC. Щебень и песок необходимо разогреть до 60 oC. Делают это обдувом горячим воздухом, прогревом в специальных печах. Печи — это для частного строителя из области фантастики, но можно устроить обдув горячим воздухом. Например, от печи или костра протянуть несколько труб-воздуховодов внутрь кучи щебня или песка.

Еще раз обращаем внимание: цемент не греть. Его можно занести в теплое помещение, чтобы он принял комнатную температуру, но подогревать нельзя.

Ко всему необходимо еще и увеличить время замеса. Он должен быть длительнее на 20-50%: за счет лучшего перемешивания, активизируются реакции и повышается температура при твердении.

Утепление и подогрев раствора

Для продления времени остывания бетона требуется по максимуму сохранить тепло. Потому, используя все возможные средства и доступные материалы, проводят утепление стенок опалубки. Можно использовать брезент, маты, старые какие-то теплые вещи, забить промежуток между стенками опалубки и грунтом, соломой. Да что угодно, лишь бы тепло не утекало в воздух.

В этом случае пригодиться может опалубка из пенополистирола — он имеет плохую теплопроводность, что в данных условиях — несомненный плюс. Обычно такая опалубка несъемная, и после вызревания бетона вы получаете влаго- и теплоизолированный фундамент. Подробнее о типах опалубки читайте тут.

При строительстве в промышленных масштабах применяется также электрический подогрев при помощи разного рода электродов. Они могут располагаться на поверхности, закрепляться на опалубке или вводиться внутрь бетонного раствора. Способ, эффективный, но реализуется в частном строительстве редко. Очень дорогое это удовольствие: расход электричества н подогрев кубометра бетона 60-80 кВт/час. При этом необходимо строго контролировать температуру: измерять каждые два часа (или чаще) и при достижении отметки в +30 oC отключать его. Потом через некоторое время снова включить. Контроль должен быть круглосуточным.

При заливке фундамента своими руками зимой, реально использовать только греющие кабели. Их прикрепляют с внутренней стороны к опалубке, и после ее снятия демонтируют. Есть второй вариант — «утопить» провод в бетоне. Оба способа действуют неплохо, но только при условии изолированных от холода стенок.

Есть еще в продаже специальные греющие маты для подогрева бетона. Они раскладываются на поверхности, включаются в сеть. Его стоимость — 2,5 тыс. руб/м2.

Для сохранения температуры стоят над объектом тепляки. Это конструкции, очень сильно напоминающие теплицы. И задача у них аналогична: сохранить тепло. Возводят каркас, его обтягивают пленкой или другими подобными материалами. Внутри ставят печку, тепловую пушку и т.д., с их помощью поддерживают плюсовую температуру. Но при этом необходимо также не забывать об увлажнении, чтобы влага из раствора не испарялась.

Еще один метод подогрева бетона — с использованием инфракрасных излучателей. Этот метод хорош тем, что под воздействием волн греется непосредственно сам раствор. Излучатели закрывают алюминиевыми кожухами, создавая направленный поток. Однако для эффективного прогрева понадобится большое количество ламп.

При какой минусовой температуре можно заливать фундамент

Зима — суровое время года, не слишком благоприятное для работ на улице. Но если построить дом нужно срочно, то каждый день на счету. Порой от правильного определения, при какой температуре можно заливать фундамент, зависит будущее здания. Его прочность и надёжность, а также долговечность во многом определяются именно крепостью дайте непогоде повлиять на ваше строительство

Классификация бетона

Как известно, бетон — это смесь цемента с водой и щебнем. Он затвердевает со временем и служит для формирования фундаментов, стен и перекрытий зданий. Для того чтобы бетон стал твёрдым, он должен пройти две стадии изменений после заливки:

1. Схватывание. Переход бетонного раствора из жидкого состояния в твёрдое. Обычно протекает в течение суток, но на время сильно влияет качество бетона, его марка и температура окружающей среды.
2. Затвердевание. Очень длительный процесс. В ходе него бетон набирает нужные кондиции твёрдости и становится пригодным для эксплуатации. Этот ответственный период может длиться несколько недель, а при неблагоприятных условиях даже несколько месяцев.

Для определения критических температур существует показатель критической прочности. Эта величина указывает процент твёрдости в зависимости от температуры, при которой происходит процесс затвердевания.

Именно показатель критической мощности определяет целесообразность заливки фундамента при минусовой температуре.

Заливка фундамента:

Определение условий для заливки

Будущее всего здания зависит от заливки фундамента, во время которой уделяют повышенное внимание температуре. Этот показатель оказывает самое сильное влияние на качество готового бетона.

Оптимальной считается температура воздуха при заливке и затвердении в пределах +15…+25°С. Показатели, которые значительно выше или ниже этих величин, считаются неблагоприятными. Строительство — процесс трудоёмкий и не терпит несерьёзного подхода к себе.

1. Появление трещин. Наступает при высоких температурах (выше +20°С), если не следить за равномерностью высыхания воды и процессом затвердевания. Обычно залитый фундамент укрывают целлофановой плёнкой и поливают водой для устранения подобных проблем.
2. Микротрещины внутри. При температуре воздуха ниже +3°С начинается преобразование воды в лёд, от этого объём увеличивается. При повышении температуры вода высыхает и остаются микротрещины, из-за которых бетон может раскрошиться.
3. Смещения. Если замес бетона производится с применением замёрзшего гравия или песка, то внутрь могут попасть куски льда, которые благоприятствуют образованию пустот. В результате этого фундамент может сместиться при максимальной нагрузке.
4. Повышенное натяжение. Сваренный на морозе металлический каркас будущего основания при нагревании летом расширяется в объёме и создаёт на конструкцию повышенное напряжение, способное привести к аварийной ситуации.

Когда нужно греть бетон зимой:

Проанализировав все за и против зимнего строительства, время и опыт показывают, что заливать фундамент в минусовую температуру можно только при острой необходимости с соблюдением многих дополнительных требований.

Сопряжённость таких работ с большими материальными и энергетическими затратами обычно заставляет отказаться от них, чтобы подождать более благоприятных условий. Но в ряде случаев такие мероприятия необходимы. Вот лишь несколько таких ситуаций:

1. Состояние грунта. В месте строительства очень подвижные слои почвы, поэтому вести земляные работы можно только в зимнее время года, когда они находятся в замёрзшем состоянии.
2. Доставка материалов и спецтехники. Из-за бездорожья в некоторых местах невозможно в летнее время добираться до строительства, поэтому ждут морозов.
3. Экономия финансов на закупке материалов и произведении работ. Кое-кто решает таким образом сэкономить на заливке фундамента. Однако это спорный вопрос, и только тщательный подсчёт всех затрат сможет ответить, что выгоднее.

Месим раствор зимой:

Так или иначе, но выбор времени заливки и начала строительства определяет заказчик, поэтому ответственность за принятое решение лежит на нём.

Фундамент при морозе

Споры о том, при какой температуре заливать фундамент, не прекращаются до сего дня. Но, несмотря на многие факторы против такой заливки, есть те, кто решается заливать в зимние морозы. При применении современных технологий крупные строительные компании без ущерба для качества делают замечательные фундаменты.

В домашних условиях и без специальной техники осуществить заливку фундамента в мороз практически невозможно. Даже при соблюдении допустимых критических температур и применении самого морозостойкого бетона пользоваться получившимся основанием можно только как минимум через 3 месяца.

Как температура влияет на качество и прочность фундамента:

Вот некоторые советы, которые могут помочь произвести зимнюю заливку:

1. Повысить температуру бетона и фундамента. Раствор бетона нагревают до +30°С. Это можно сделать, замешивая его на горячей воде. Иногда сверху строят сарай и включают обогрев тепловыми пушками. Фундамент покрывают специальными утеплителями, используемыми для опалубки. Самый простой способ — закидать фундамент толстым слоем соломы, торфяника или другого утеплителя. Толщина должна превышать 30 см.
2. Выбирают самую высокую марку бетона или максимально возможную в своих условиях.
3. Используют пластификаторы и специальные добавки.

Только при использовании всех трёх советов решившиеся на зимнюю заливку могут рассчитывать на положительный исход дела. Но если есть возможность немного подождать и залить фундамент при благоприятной погоде и температуре, то лучше не спешить, ведь от прочности основания зависит надёжность всего строения.

Как получить качественный бетон зимой:

При какой температуре укладывать фундамент

Заливка фундамента – ответственный этап строительства. Немаловажным фактором, обеспечивающим прочность основы дома, является не только качество бетона, но и погодные условия.

При какой температуре можно заливать фундамент, чтобы не нарушить процессы схватывания и твердения бетона? Это зависит от марки бетона, а также от наличия добавок, понижающих температуру кристаллизации воды.

При какой температуре можно заливать фундамент

Процесс твердения бетона и его характеристики

После заливки фундамента бетон проходит две стадии: схватывания и твердения. Время схватывания не превышает суток, на этой фазе бетонный раствор переходит из жидкой фазы в твердую.

Но прочность его при этом еще не высока.

После схватывания начинается процесс твердения, он длится значительно дольше и определяется многими факторами: маркой бетона, его составом, наличием добавок, температурным и влажностным режимом.

Оптимальными условиями для схватывания и твердения обычного бетона считают диапазон температур от 3° до 25°С.

При этом скорость процесса имеет прямую зависимость от температуры – чем теплее, тем быстрее происходит схватывание бетона и набор прочности, также она повышается с увеличением марки бетона.

Марка бетона – это характеристика его прочности на сжатие после выдержки в нормальных условиях в течение 28 суток.

То есть, по истечении четырех недель бетон любой марки приобретает свою проектную прочность, после чего его твердение продолжается в течение нескольких лет с крайне малой скоростью.

Существует еще одна характеристика бетона – критическая прочность.

Она выражается в процентах от проектной и означает ту степень твердения, при которой воздействие низких температур не влечет за собой необратимых изменений структуры бетона и процессов твердения. Доля разных марок этот показатель разный, его значения приведены в таблице.

Таблица между критической прочности в зависимости от марки бетона

Скорость твердения бетона изменяется во времени нелинейно и зависит от температуры. Ее можно определить по графикам, приведенным на рисунке.

Графики построены для различных температур окружающей среды, при этом необходимо учитывать суточные колебания и брать наименьшее значение температуры.

Температура бетона выше 35°С достигается с помощью нагрева залитого раствора.

Набранная прочность бетона в зависимости от времени выдерживания в часах

При снижении температуры ниже 3°С начинается фазовое преобразование воды в лед, при этом структура не отвердевшего бетона нарушается, появляются микротрещины, которые впоследствии приведут к его разрушению.

Понижение температуры ниже нулевой отметки приводит к полной остановке процесса гидратации цемента, процесс твердения полностью останавливается.

После повышения температуры и оттаивания процесс может возобновиться, но обратного восстановления разрушенных связей уже не произойдет.

Однако если бетон достиг критической прочности, понижение температуры не вызовет в нем необратимых изменений, и после оттаивания процесс твердения возобновится.

Пример определения возможности заливки фундамента

Условие: фундамент заливают при температуре 5°С, при этом прогноз погоды обещает похолодание до минусовых температур через 72 часа. Повлияет ли это на прочность и характеристики бетона марки М300?

Для бетона М300 критическая прочность составляет 40%. Как видно из графика, при температуре 5°С критическая прочность бетона в 40% будет набрана только через 130 часов. Вывод – заливку фундамента проводить нельзя.

Как заливать фундамент при минусовой температуре?

Чтобы ускорить время схватывания и твердения до критической прочности, можно прибегнуть к следующим приемам:

1. Обеспечить повышение температуры раствора или залитого фундамента.
2. Выбрать более высокую марку бетона.
3. Использовать добавки и пластификаторы.

Повышение температуры раствора достигается с помощью нагрева его компонентов до 30°С и использования горячей воды с температурой 70°С. При смешивании раствора горячую воду добавляют в зернистый наполнитель, и только потом вводят в раствор цемент.

Залитый фундамент либо утепляют, накрывая пленкой и теплоизоляционными материалами, либо возводят временное обогреваемое сооружение. В качестве теплоизоляционных материалов можно использовать солому, опил, торф, снег.

Повысить марку бетона можно за счет повышения содержания в нем цемента либо использования сухого цемента более высокой марки. Определить содержание компонентов можно с помощью расчета.

Добавки и пластификаторы применяются для придания бетону различных свойств: ускоряют процесс твердения или понижают температуру замерзания воды. Возможные добавки приведены в таблице. При использовании добавки смешивают с водой.

Добавки и пластификаторы применяемые к бетону

Крупные фирмы-застройщики используют данные технологии при возведении бетонных конструкций в любое время года.

Но при частной застройке необходимо оценить целесообразность заливки фундамента в холодную погоду.

Возможно, проще воспользоваться правилом: заливать фундамент при температуре выше 5°С  с условием, что не ожидается ее снижения в ближайшие 28 суток.

Кроме этого следует помнить, что нельзя оставлять ненагруженный мелкозаглубленный фундамент на зиму – это приведет к его разрушению.

Что делать если на улице мороз, а нужно заливать фундамент?

При какой температуре можно заливать бетон, как правильно защитить конструкцию в холода? Стоит найти ответы на эти вопросы, и бетонирование можно будет проводить вне зависимости от погодных условий.

Можно просто отказаться от строительства на зимний период. Консервация фундамента на зиму – это один из популярнейших вариантов, но ситуации бывают разные.

Не всегда морозы наступают именно зимой, иногда даже ранней зимой или поздней весной показатели на градуснике резко падают вниз. Единичные морозы не принесут такого вреда, как колебание температур. Фундамент застывает не один день, самым лучшим вариантом будет плюсовая погода в течение 14 дней после заливки. Но и по прошествии этого времени нужно быть осторожным.

Но что же делать тем, у кого горят сроки и нужно срочно проводить бетонирование, при какой температуре можно заливать бетон осенью или зимой?

На самом деле благодаря современным технологиям сегодня можно возводить фундамент даже в мороз. Существует несколько решений проблемы:

• добавление пластификаторов или увеличение количества цемента;
• прогрев бетона;
• монтаж тепляков.

Каждый из способов предназначен для определенного температурного режима. Первый считается одним из самых простых и доступных, а вот последний сложный, но максимально действенный.

Рассмотрим каждый из методов более подробно, чтобы определиться, при какой температуре можно заливать бетон осенью и чем защитить конструкцию.

Использование присадок

Ещё одним способом зимнего бетонирования является использование химических ускорителей твердения и противоморозных добавок. К ним относятся хлористые соли, нитрит натрия, карбонат кальция и др. Эти добавки понижают температуру замерзания воды и ускоряют гидратацию цемента. Их использование позволяет обойтись без прогрева бетона. Некоторые добавки повышают морозостойкость бетона, тем самым гидратация происходит даже при -20С.

Использование присадок обладает рядом недостатков. Их наличие в смеси пагубно сказывается на арматуре, начинается процесс коррозии. Поэтому использовать их можно только в неармированной конструкции. Также, при использовании противоморозных добавок, в зимний период, бетон наберёт прочность не более 30%. При наступлении плюсовой температуры произойдет оттаивание и дальнейший процесс набора прочности. Поэтому в бетоне, работающем при динамических нагрузках (фундамент под вибростанки, молоты и т.д.), использовать добавки нельзя.

Бетонирование зимой

Так как низкая температура значительно снижает скорость твердения, а мороз губительно сказывается на конструкции в целом, значит бетон надо согреть. Причем необходимо обеспечить равномерный прогрев. Минимальная температура для заливки бетона должна быть выше +5С. Если температура внутри смеси будет больше температуры снаружи смеси, то это может привести к деформации конструкции и образованию трещин. Прогревают бетон до момента набора критической прочности. При отсутствии данных в проектной документации о значении критической прочности она должна быть не менее 70% от проектной прочности. Если установлены требования по показателям морозостойкости и водонепроницаемости, то критическая прочность должна быть не менее 85% от проектной.

При заливке бетона в минусовую температуру используют разные технологии прогрева бетона. Чаще всего применяют способы:

• Термоса
• Электронагрева
• Паропрогрева

Метод термоса

Данный метод используется при массивных конструкциях. Он не требует дополнительного обогрева, но температура укладываемой смеси должна быть более +10С. Суть данного метода состоит в том, чтобы уложенная смесь, остывая, успела набрать критическую прочность. Химическая реакция твердения бетона является экзотермической, т.е. выделяется тепло. Поэтому, бетонная смесь подогревает сама себя. При отсутствии теплопотерь бетон может разогреться до температуры более 70С. Если опалубку и открытые поверхности защитить теплоизолирующим материалом, снизив таким образом теплопотери твердеющего бетона, вода не замерзнет и бетонная конструкция будет набирать прочность.

Для реализации метода термоса не требуется дополнительного оборудования, поэтому он является экономичным и простым.

Электронагрев бетонной смеси

Если в установленные сроки нельзя обеспечить набор критической прочности методом термоса, то прибегают к электронагреву. Разделяют три основных способа:

• прогрев электродами
• индукционный нагрев
• использование электронагревательных приборов

Способ прогрева электродами заключается в следующем, в свежеуложенную смесь вводят электроды и подают на них ток. При протекании электрического тока электроды нагреваются и обогревают бетон. Следует отметить, что ток должен быть переменным, т.к. при постоянном токе происходит электролиз воды с выделением газа. Этот газ экранирует поверхность электродов, сопротивление тока возрастает и нагрев существенно снижается. Если в конструкции используется железная арматура, то её можно использовать в качестве одного из электродов

Важно обеспечить равномерность прогрева бетона, и осуществлять контроль температуры. Она не должна превышать 60С

Расход электроэнергии при данном способе варьируется в пределах 80 – 100 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Индукционный прогрев используется редко, в силу сложности реализации. Он основан на принципе бесконтактного нагрева электропроводящих материалов токами высокой частоты. Вокруг стальной арматуры обматывают изолированный провод и пропускают через него ток. В результате появляется индукция и происходит нагрев арматуры.

Расход энергии при индукционном прогреве составляет 120 – 150 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Ещё один из способов электронагрева бетона – это применение электронагревательных приборов. Существуют греющие маты, которые раскладываются на поверхности бетона и включаются в сеть. Так же можно соорудить над бетоном подобие палатки и уже внутри поставить электронагревательные приборы, например тепловую пушку. Но в данном случае необходимо позаботиться об удержании влаги в бетоне, не допустить преждевременного высыхания.

При температуре окружающего воздуха -20С расход электроэнергии, при данном методе, будет составлять 100 — 120 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Паропрогрев бетона

Прогрев бетона паром является весьма эффективным и рекомендуется для тонкостенных конструкций. С внутренней стороны опалубки создаются каналы, через которые пропускают пар. Можно сделать двойную опалубку и пропускать пар между её стенками. Так же можно проложить трубы внутри бетона, и пропускать пар по ним. Бетон этим способом нагревают до 50 – 80С. Такая температура и благоприятная влажность ускоряет твердение бетона в несколько раз. Например, за двое суток, при данном методе, бетон набирает такую же прочность как при недельном твердении в нормальных условиях.

Но у этого метода есть существенный недостаток. Требуются внушительные затраты на его организацию.

Консервация фундамента на зиму

Частные застройщики интересуются, нужно ли накрывать фундамент на зиму, а также когда закрывать продухи в фундаменте на зиму. Предотвращение переохлаждения недавно залитого бетонного основания способствует повышению его прочности. При этом герметизацию продухов следует выполнять до наступления первых морозов.

Консервацию основания производите поэтапно:

1. Гидроизолируйте основу. Гидроизоляция фундамента зимой выполняется через 30 суток после бетонирования и предусматривает перекрытие поверхности полиэтиленом или рубероидом. При близком расположении водоносных слоев сооружается дренажная система.
2. Теплоизолируйте поверхность. Тепловая изоляция позволит длительно сохранить благоприятную температуру и влажность, исключить влияние температурных перепадов. В качестве утеплителя используется керамзит, пенополистирол, песок, опилки или солома.

Важно надежно укрыть теплоизолятор полиэтиленом и зафиксировать пленку с помощью тяжелых предметов.

Присадки и добавки

Еще один способ заливки бетона при отрицательных температурах — использование химических веществ. Некоторые из них ускоряют затвердевание на начальной стадии процесса. Массовая доля всех добавок — не больше 2% от массы цемента. Большие количества могут негативно повлиять на качество бетона, потому придерживайтесь рецептур.

Один из способов зимнего бетонирования — добавление в замес специальных противоморозных присадок

Наиболее распространенная присадка, повышающая «морозоустойчивость» бетона и ускоряющая его твердение, — хлористый кальций. Еще используют поташ и нитрат натрия. Если добавить их при обычном замесе, температура замерзания снизится до -3oC.

Заливка бетона при минусовой температуре возможна, если с теми же присадками раствор подогреть. В этом случае можно работать при -15oC. Но для нормального качества фундамента потребуется утепление заливки и соблюдение несложных, но обязательных правил.

Долгое время считалось, что заливать фундамент нужно только когда потеплеет – весной, летом или осенью. Однако современные материалы и приспособления в строительстве кардинально изменили такой подход. Теперь заливка фундамента осенью стала таким же привычным занятием, как и летом. Просто немного изменились подходы к этому делу.

Нужно сказать, что если заливку бетона можно отложить до лета, то лучше так и сделать. Ведь в осенний период тратится больше ресурсов на дополнительную технику, наполнители и материалы, которые не дадут бетону промёрзнуть, создавая условия для его полноценного застывания.

Использование присадок

Ещё одним способом зимнего бетонирования является использование химических ускорителей твердения и противоморозных добавок. К ним относятся хлористые соли, нитрит натрия, карбонат кальция и др. Эти добавки понижают температуру замерзания воды и ускоряют гидратацию цемента. Их использование позволяет обойтись без прогрева бетона. Некоторые добавки повышают морозостойкость бетона, тем самым гидратация происходит даже при -20С.

Предлагаем ознакомиться: Температура в финской сауне норма

Использование присадок обладает рядом недостатков. Их наличие в смеси пагубно сказывается на арматуре, начинается процесс коррозии. Поэтому использовать их можно только в неармированной конструкции. Также, при использовании противоморозных добавок, в зимний период, бетон наберёт прочность не более 30%.

Укрывание и утепление

Это простейшие способы защитить без прогрева свежезалитый железобетонный фундамент от переохлаждения осенью или ранней весной, когда днем на улице 3—7 °С, а ночью на земле случаются заморозки. Утепление реализуется так:

1. Сначала нужно залить раствор в опалубку и дать ему время на схватывание.
2. На ночь засыпьте бетонную ленту слоем мокрых опилок толщиной 20 см и закройте пленкой шириной не менее 1,5 м.
3. Сверху на пленку уложите сухие опилки на высоту 50 см.

Суть в том, что влажные опилки не дадут монолиту пересохнуть, а сухие предохранят от холода. Вдобавок конструкция прогреется за счет собственного тепла, выделяемого на первом этапе гидратации. Более простые фундаменты, например, для столбов забора, достаточно засыпать сухими листьями и тоже прикрыть полиэтиленом.