Подождать или начать сейчас? Стоит ли заливать фундамент, когда на улице уже зима

Как бетон набирает прочность

Бетон – это искусственный камень. Он состоит из щебня, песка, цемента, воды и специальных добавок. Щебень и песок обеспечивают прочность, а цемент и вода образуют «клей», благодаря которому формируется монолит. Специальные добавки позволяют придать бетону необходимые характеристики: быстрый набор прочности, возможность укладки в зимнее время, морозостойкость и так далее.

Бетон набирает прочность постепенно, этот процесс состоит из двух стадий.

Схватывание

– это потеря подвижности раствора. Ее скорость зависит от температуры воздуха. Например, если на улице +5 °C, бетон схватится за 15–20 часов, но эталонной, или расчетной, температурой считается +20 °C. При ней схватывание происходит через 1–3 часа после затворения бетонной смеси, то есть смешивания всех компонентов с водой. До начала схватывания нужно успеть уложить смесь в опалубку, уплотнить и выровнять.

Набор прочности, или твердение

– это процесс достижения бетонной смесью заданной прочности. Оптимальные условия для ее набора – температура +20 °C и уровень влажности от 80 %. Расчетный срок «затвердевания» до марочной прочности при нормальной температуре и без дополнительных мер – 28 суток. Затем набор прочности бетоном замедляется, но не прекращает расти в течение всего срока эксплуатации.

Марочная прочность – важная характеристика бетона. Ее обозначают буквой «M» и цифрами от 50 до 1000 – чем больше индекс, тем прочнее бетон. Физико-механические характеристики определяются подбором состава бетонной смеси, ее водоцементным отношением, а также качеством применяемых компонентов: наполнителей, цемента, воды и добавок.

Технология бетонирования в зимних условиях

В составе проекта производства работ разрабатываются мероприятия, которые обеспечивают:

1. Предотвращение замерзания бетонного раствора в период транспортировки, укладки и уплотнения.
2. Предупреждение замерзания свежеуложенного бетона вплоть до достижения критической прочности.
3. Благоприятные тепло-влажностные условия набора прочности твердеющего бетона.

Приготовление бетона зимой. Меры предотвращения замерзания готовой бетонной смеси при транспортировке, укладке и уплотнении

Готовая бетонная смесь, поступающая на стройку, должна иметь температуру не ниже 5°С. Для этого замешивание производят на теплой (до 70°С) воде, а заполняющие материалы прогревают.

Важно!

Цемент не подвергают прогреванию во избежание заваривания. Время транспортировки готового бетонного раствора не должно превышать 4 часов.

Поверхности под бетонирование и арматура должны быть прогреты близко к температуре бетонного раствора, для чего используется теплый или горячий воздух, но не пар и не вода.

При длительной транспортировке готовой бетонной смеси и невозможности использовать подогрев, применяют противоморозные добавки.

Меры предупреждения промораживания бетона до достижения критической прочности

Различают два основных метода зимнего бетонирования:

1. теплый бетон;
2. холодный бетон.

Холодным называется бетон, который будет твердеть без подогревающих мероприятий. Обеспечить его твердение призваны специальные противоморозные добавки, которые снижают температуру замерзания воды и одновременно ускоряют реакции гидратации с тем, чтобы количество несвязанной воды в растворе как можно быстрее уменьшалось.

Широко распространенные противоморозные присадки – электролиты, соли Na и K, но их применение имеет некоторые ограничения:

1. натриевые соли не применяют в армированном бетоне, поскольку они приводят к коррозии арматуры;
2. некоторые виды портландцемента (например, высокощелочные или полученные из клинкера с высоким содержанием алюмосиликатов) не применяются совместно с электролитами;
3. соли натрия и калия не применяются в смесях с заполнителем потенциально реакционно-способных пород;
4. соли-электролиты должны проверяться опытным путем на образование высолов.

Современные комплексные противоморозные добавки не имеют недостатков солей-электролитов, обеспечивают возможность вести бетонные работы при низких температурах и обладают комплексным действием (не только противоморозным, но и пластифицирующим и другими).

Теплым называют бетон, который после укладки подвергается различным прогревающим и обогревающим процедурам.

Методы прогрева бетона

После того, как бетон уложен и уплотнен, необходимо поддерживать оптимальную температуру до достижения критической прочности, для чего применяют три вида мероприятий:

1. метод термоса;
2. устройство тепляков;
3. прогрев бетона.

Эти мероприятия применяются как самостоятельно, так и в сочетании с противоморозными добавками.

Выбор метода производится в зависимости от многих факторов:

1. тип конструкции;
2. состав бетонной смеси;
3. наличие и тип арматуры;
4. наличие или отсутствие соответствующего оборудования;
5. экономическая целесообразность.

Сохранение тепла или «метод термоса»

Метод термоса применяется в массивных конструкциях самостоятельно или в сочетании с добавками-ускорителями. Ускорители способствуют более быстрому отвердеванию бетона, а значит, критическая прочность будет набрана быстрее.

Реакция гидратации является экзотермической, то есть, протекает с выделением тепла.

В массивных конструкциях тепла выделяется достаточно для обогрева, поэтому, если заливать бетон в утепленную опалубку, а после заливки укрыть пленкой ПВХ и теплоизолирующими материалами (маты, рулонные материалы, доски, пенопласт), бетон будет сохранять температуру, подходящую для твердения вплоть до набора критической прочности.

Достоинства метода:

1. экономия электроэнергии;
2. использование собственного тепла бетона;
3. относительная простота.

Недостатки метода термоса:

1. применение только в массивных конструкциях;
2. неэффективность при особо низких температурах (решается добавлением противоморозных добавок);
3. не подходит для конструкций с большой площадью поверхности охлаждения.

Метод «горячего сухого термоса»

В этом случае можно укладывать бетон на промороженное основание без подогрева. В утепленную опалубку насыпается слой керамзита, разогретого до температуры 200–300°С, а после его остывания до 100°С выполняется укладка бетона, замешанного на теплой воде. В результате тепло остывающего керамзита используется для подогрева бетона.

Устройство тепляков

Тепляки – это своеобразные шатры, которые устанавливаются над замоноличенными конструкциями. Внутри тепляков устанавливают тепловые пушки в таком количестве, чтобы обеспечить необходимую температуру твердения (выше 5°С). Особенную важность имеет герметичность укрытия.

Методы искусственного прогрева бетона

Наиболее высокая скорость твердения бетона при температуре 50°С.

Обеспечить расчетную температуру отвердевания бетона до достижения критической прочности можно, применяя искусственный нагрев бетона различными методами:

1. Электродный. Внутри опалубки закрепляются электроды, которые могут быть пластинчатыми, полосовыми, стержневыми, струнными. Тепло выделяется при пропускании тока через бетонную смесь.
2. Кондуктивный (контактный). Тепло выделяется в проводнике при прохождении через него тока и передается бетонной смеси.
3. Инфракрасный. ИК-излучение используется для прогрева основания, арматуры и нагревания бетона без переносчика тепла.
4. Индукционный. Тепло выделяется арматурой, находящейся в электромагнитном поле индуктора.

Недостаток методов – необходимость использования дорогостоящего оборудования и электроэнергии.

Применение противоморозных и ускоряющих добавок позволяет бетону быстрее набирать критическую прочность и таким образом экономить электроэнергию и повышать оборачиваемость оборудования.

Зачем повышать водонепроницаемость бетона

Чем выше водонепроницаемость бетона, тем менее он восприимчив к давлению воды, а также воздействию химически агрессивных веществ в грунте и подземных водах: кислот, щелочей, солей и так далее. На водопроницаемость бетона негативно влияют излишки воды затворения, недоуплотненность бетонной смеси и отсутствие ухода за свежеуложенным бетоном.

Вода, не вступившая в гидратацию цемента (так называют превращение пластичной массы в монолит), после испарения образует в бетоне поры. Часть из них не замкнута и формирует сквозные каналы. По ним в фундамент проникает влага, которая при замерзании расширяется, что способствует дальнейшему разрушению бетона.

Для уменьшения количества воды затворения при сохранении подвижности бетонной смеси применяют пластификаторы. Они снижают водоцементное отношение, уменьшают объем пор в бетоне и повышают его плотность. При этом следует учитывать, что подбирать состав конкретной бетонной смеси необходимо в лабораториях с учетом особенностей и характеристик применяемых материалов: цемента, крупного и мелкого заполнителя и различных добавок.

Во время укладки особое внимание уделяют уплотнению бетона. Бетонная смесь должна полностью заполнить необходимое пространство без образования пустот. Особенно это важно при густом армировании конструкции. Для этих целей применяют специальные устройства – глубинные и поверхностные вибраторы.

Применение добавок для повышения морозостойкости

Осуществить зимнее бетонирование без применения энергоемких процессов нагрева позволяют морозостойкие присадки, которые предотвращают кристаллизацию воды.

Сегодня в строительной индустрии применяются разного типа присадки для улучшения качества бетона и его застывания
Для обеспечения желаемого эффекта необходимо:

• изучить инструкцию предприятия-изготовителя;
• проанализировать совместимость компонентов с применяемыми материалами.

Самостоятельное применение добавок не вызывает затруднений у частных застройщиков.

Как ухаживать за бетоном после заливки

В бетоне с низким водоцементным отношением необходимо сохранить воду, которая нужна для процесса гидратации. Если этим пренебречь, качество конечного продукта заметно снизится. Стандартная схема ухода за бетоном предусматривает увлажнение свежеуложенного фундамента каждые 3–4 часа в течение первых 3–5 дней после заливки в зависимости от температуры окружающей среды. Также участок бетонирования укрывают влажной мешковиной или пленкой, используют специальные пленкообразующие составы.

Особенности заливки фундамента в зависимости от вида

Свайный фундамент зимой заливается по технологии с прогревом и утеплением бетона.

Свайный тип фундамента хорошо подходит для земельных участков с мягким, рыхлым грунтом. Такой фундамент состоит из свай, которые погружены в землю и соединены между собой железобетонными балками или плитой. При таком расположении фундамента необходимо передать его нагрузки на более твердые породы грунта. Глубина, на которую закладываются сваи, зависит от геологической особенности участка. Оптимальным вариантом для установки свай будет грунт, который промерзает на большую глубину.

Преимуществом металлических винтовых свай является то, что такой тип фундамента можно закладывать и в холодное время года. Плюсом зимней укладки является целостность травяного покрова на строительном участке, который порадует хозяев своим видом весной. Сваи изготовлены из стали, которая хорошо переносит холод.

Чтобы правильно установить свайно-винтовой фундамент зимой, нужно выполнить следующие действия:

• выполнить разметку и приступить к завинчиванию свай, предварительно сделав небольшие приямки (если сделать их на глубину промерзания почвы, то завинчивание ничем не будет отличаться от летнего);
• если земля сильно мерзлая и не поддается бурению, придется ее предварительно нагревать при помощи костра;
• добавить в бетон антиморозные присадки (стоимость этих материалов существенная, но бетона для такого фундамента нужно немного, поэтому и присадки потребуется небольшое количество).

Рассмотрим, как просто заложить винтовой фундамент зимой:

1. Вскрыть верхний мерзлый слой грунта.
2. В мягкий грунт произвести завинчивание свай.

В отличие от ленточного фундамента, у винтового имеется следующий ряд преимуществ:

• экономия времени, связанная с быстрой установкой винтовых свай (1-2 дня работы);
• экономия средств по сравнению с укладкой ленточного типа зимой;
• возможность использовать винтовые сваи при большом перепаде высот и при наличии «сложных грунтов».

Ленточный фундамент зимой также возможно возвести с помощью морозоустойчивых добавок, однако специалисты рекомендуют зимой возводить его из готовых бетонных блоков, где раствор заливается только в соединительные швы.

Решение зимней закладки есть, в зависимости от того, какой тип фундамента вы захотите возвести для дома.

Что такое проникающие добавки

Для повышения марки водонепроницаемости бетона очень часто применяют минеральные материалы проникающего, или пенетрирующего, действия. Их добавляют в смесь во время приготовления или наносят на подготовленную, то есть очищенную от загрязнений и цементного молока, а также насыщенную водой поверхность при помощи распылителя штукатурных составов или кисти.

Активные химические добавки в составе материала вступают в реакцию с компонентами бетонной смеси. В результате образуются нерастворимые соединения или кристаллы. Они создают сплошной барьер, препятствующий поступлению воды. В зависимости от марки обрабатываемого бетона можно повысить степень его водонепроницаемости на две или три ступени.

На что обращать внимание при бетонировании фундамента

Чтобы грамотно провести работы по возведению и свести дальнейшие затраты на ремонт и эксплуатацию фундамента к минимуму, необходимо придерживаться нескольких простых правил:

• Конструкция фундамента не должна допускать образования трещин при любых нагрузках.
• Весь объем бетона должен быть залит без технологических и «холодных» швов, то есть за один технологический цикл.
• Если работа предусматривает образование технологических швов, их нужно герметизировать с помощью набухающих шнуров, герметиков или гидрошпонок.
• Рабочую арматуру нужно устанавливать в строгом соответствии с проектом, толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 15 мм.
• Стоит обязательно уплотнить уложенный бетон вибраторами или использовать самоуплотняющийся бетон.
• Необходимо ухаживать за свежеуложенным бетоном.

Нюансы использования противоморозных добавок

Выше уже говорилось, что СП 70.13330 регламентирует использование противоморозных добавок. Дело в том, что антифризы содержат в своём составе соли, а некоторые добавки, из-за присутствия хлоридов, могут вызвать серьёзную коррозию стальной арматуры.

Подбор компонентов добавок у каждого производителя свой, но главное, что следует помнить застройщику при покупке противоморозных добавок – что надо выбирать качественный продукт от хорошо зарекомендовавшего себя производителя. На упаковке продукта должно быть написано, что допускается применение противоморозной добавки в железобетонных конструкциях.

Кирилл Лебедев

При неграмотном использовании противоморозных добавок в кладочных растворах, весной, на лицевой кирпичной кладке, могут появиться белые разводы (высолы). Поэтому следует строго придерживаться рекомендаций производителя и использовать дозировку антифризов в строгом соответствии с инструкцией.

Выводы: Применение противоморозных добавок обеспечивает непрерывность строительного процесса при любых внешних температурах и гарантирует качество и долгий срок эксплуатации загородного дома. Хотя отрицательные температуры приводят к росту расходов, связанных с более коротким рабочим днем, дополнительных тратах на освещение, необходимости обогрева рабочих и конструкций и т.д., зимой немного снижаются цены на строительные материалы, услуги строителей, аренду техники. Стоимость добавок в общей смете на строительство дома невелика. Поэтому, при грамотном подходе, можно привести к общему знаменателю цену на строительство зимой и цену на строительство летом.

В какое время года лучше всего заливать фундамент

Сложные погодные условия негативно влияют на набор прочности бетона.

Обилие осадков

на этапе схватывания бетонной смеси может привести к насыщению ее излишками влаги. Это приводит к увеличению водоцементного отношения и уменьшению прочности бетона.

Заморозки

превращают воду затворения в лед, что нарушает процесс гидратации цемента. При замерзании вода расширяется и в свежеуложенном бетоне возникают внутренние напряжения, которые приводят к повреждению фундамента.

Высокая температура воздуха, низкая влажность и ветер

увеличивают скорость испарения воды из свежеуложенного бетона. Это приводит к нарушению процесса гидратации цемента и разрушению бетона в поверхностном слое, появлению усадочных трещин.

Исходя из этого, а также с учетом, что процесс набора прочности бетоном длится 28 суток, оптимальное время для заливки фундамента – период с конца весны до начала лета.

Кроме преимущества в комфортных условиях для производства работ, впереди будет достаточно времени на устранение возможных дефектов, обустройство гидроизоляции и дополнительной защиты. В результате фундамент, возведенный весной, не будет бояться осенних перепадов температуры и зимних морозов.

Что добавить в бетон при минусовой температуре

Специальные антиморозные присадки позволяют проводить наружные работы при низких температурах. Это химические добавки, которые условно делятся на несколько групп:

1. Присадки, не позволяющие замерзнуть воде, как правило, их применяют с подогревом, что позволяет сократить период схватывания и отвердевания.
2. Присадки на основе антифриза; их задача — усилить активность цемента при отрицательной температуре внешней среды. Указанные добавки используют без прогрева конструкции, нужную прочность бетон наберет без замерзания массы.
3. Добавки — ускорители твердения цементной массы с выделением тепла, поэтому, монолитная масса подогревается без применения дополнительных средств — самостоятельно.

С материальной точки зрения, использование морозоустойчивых добавок наиболее дешевый вариант, который приемлем для любых конструкций. Главное правило — заливать траншею равномерно, с трамбовкой и уплотнением.

Особенность данных присадок заключается в точной дозировке в процессе использования, учитывая массивность изделия в каждом конкретном случае. Некоторые присадки усиливают коррозию арматурного пояса, другие наоборот — повышают антикоррозийные свойства бетона. Поэтому — их часто используют совместно.

Как заливают фундамент зимой

Если все-таки необходимо забетонировать фундамент в зимнее время, используют несколько технологических приемов.

Противоморозные добавки и ускорители твердения

– они позволяют проводить работы при минусовых температурах без потерь в скорости и качестве.

Прогрев бетона электрическим кабелем

– он крепится к арматурному каркасу и подключается к сети, а затем остается в теле бетона.

Прогрев бетона тепломатами

– в отличие от кабелей, маты устанавливают на поверхности обогреваемой конструкции, их можно использовать многократно.

Обустройство тепляка

− это конструкция, похожая на теплицу, которую собирают над местом производства работ. Внутри устанавливают тепловые пушки для поддержания плюсовой температуры, поэтому в «тепляке» можно спокойно проводить работы по возведению фундамента: вязку арматурного каркаса, бетонирование, обустройство гидроизоляции и монтаж гидрошпонок.

Чем отличается бетонирование зимой и летом

Процесс заливки и методы сохранения свойств раствора зимой сложнее. В тёплое время года часто достаточно смешать компоненты с учётом пропорций, подготовить опалубку и армирующий каркас, залить смесь. При нормальных условиях набор прочности происходит за более короткий срок:

• схватывание: этот период длится до 24 часов, на поверхности образуется тонкий слой гидросиликата, одновременно внешние слои становятся плотнее;
• застывание: на протяжении последующих 4 недель происходит набор прочности смесью, после чего становится возможна дальнейшая укладка стройматериала для возведения стен.

Когда на улице мороз, сроки схватывания и застывания увеличиваются. Кроме того, бетонирование в зимний период требует применения особых марок цемента:

• М200;
• М250;
• М300;
• М350;
• М400.

Они используются при разных условиях, но если решается вопрос, как бетонировать зимой, то указанные марки являются минимально допустимыми для строительства домов определённого типа.

Например, фундамент кирпичного дома зимой разрешается бетонировать смесью на основе марки цемента М350 или М400. Можно больше, но не меньше.

Кроме того, в зимний период перед выполнением заливки раствора всегда добавляют вспомогательные компоненты – специальные модификаторы, улучшающие свойства материала. При слабом похолодании достаточно укрывного метода и утепления массива. Чем сильнее морозы, тем больше средств для обогрева используют.

Монолитная плита перед заливкой

Итог

Оптимальное время для заливки фундамента в большинстве регионов России, кроме северных, – вторая половина весны или начало лета. В этот период устанавливается оптимальная погода для работ по бетонированию. Вот основные моменты, на которые нужно обращать внимание при их проведении:

• Работы по развязке арматурного каркаса и бетонированию поручите специализированной организации. Так получится избежать ошибок, исправление которых может стоить очень дорого.
• Используйте только товарный бетон соответствующих марок прочности и водонепроницаемости. Методы приготовления бетона на объекте в металлической ванне и с помощью лопат категорически недопустимы.
• Бетонные работы проводите без образования холодных швов.
• Повышайте водонепроницаемость бетона с помощью специальных добавок. Например, пенетрирующих.
• За свежеуложенным бетоном нужно ухаживать. Укройте его влажной мешковиной и поливайте водой каждые два или три часа даже ночью в течение 3–5 дней. Если погода жаркая, лучше поливать в течение 7 дней.
• Работы по обустройству фундамента в зимнее время проводите с применением специальных методов.
• По возможности проверьте с помощью локатора арматуры толщину защитного слоя бетона. Он должен быть не менее 15 мм.
• Дополнительно защитите конструкции фундамента от негативного воздействия грунта и подземных вод.

Достоинства и недостатки

Предлагаем разобраться с плюсами и минусами строительства фундаментного основания зимой.

К числу преимуществ относятся:

• удобство подготовки котлована или траншеи на участке, где почвенный состав в теплое время года плохо держит форму;
• в зимний сезон строить фундамент на Севере – решение вполне оправданное;
• приемлемая стоимость материалов, на которые временно падает спрос;
• наличие свободного времени.

К сожалению, определенные недостатки тоже имеются. Если в летнее время возможно подготовить траншею своими руками, то в зимний сезон появляется необходимость привлекать специальную технику, чтобы справиться с промерзшим грунтом. Возрастает риск приобрести строительные материалы низкого качества, от которых поставщики не смогли избавиться в сезон. Добавляются заботы о том, как сохранить фундамент на зиму.