Секреты зимнего бетонирования

Коротко о главном

Особенности зимней «национальной» заливки

Капризы природы нередко вносят коррективы в планы застройки на отечественной территории. То проливной дождь мешает рытью котлована, то шквальный ветер прерывает сооружение крыши, то стесняет наступление дачного сезона.

Первые заморозки вообще в корне меняют ход работ, особенно если планировалась заливка бетонного монолитного основания.

Бетонная фундаментная конструкция получается в результате твердения залитой в опалубку смеси. В ее составе фигурируют три практически равных по значению компонента: заполнитель и цемент с водой. Каждый из них вносит весомый вклад в формирование прочного ж/б сооружения.

По объему и массе в теле создаваемого искусственного камня преобладает заполнитель: песок, гравий, дресва, щебень, битый кирпич и т.д. По функциональным критериям лидирует связующее вещество — цемент, доля которого в составе меньше, чем доля заполнителя в 4 -7 раз. Однако именно он связывает сыпучие компоненты воедино, но действует только в паре с водой. По сути, вода настолько же важная составляющая бетонной смеси, как и цементный порошок.

Вода в бетонной смеси обволакивает мелкодисперсные частицы цемента, вовлекая его в процесс гидратации, следом за которым наступает стадия кристаллизации. Бетонная масса не застывает, как принято говорить. Она твердеет путем постепенной потери молекул воды, происходящей от периферии к центру. Правда, в «переходе» бетонной массы в искусственный камень участвуют не только компоненты раствора.

На правильное течение процессов немалое влияние оказывает окружающая среда:

• При значениях среднесуточной температуры от +15 до +25ºС твердение бетонной массы и набор прочности проходит в нормальном темпе. В указанном режиме бетон превращается в камень через указанные в нормативах 28 дней.
• При среднесуточных показаниях термометра +5ºС твердение замедляется. Требующейся прочности бетон достигнет примерно через 56 дней, если ощутимых колебаний температур не предвидится.
• При достижении 0ºС процесс твердения приостанавливается.
• При отрицательных температурах залитая в опалубку смесь замораживается. Если монолит уже успел набрать критическую прочность, то он после оттаивания весной он бетон вновь вступит в фазу твердения и продолжит ее до полноценного набора прочности.

Критическая прочность тесно связана с маркой цемента. Чем она выше, тем меньше суток необходимо бетонной смеси до ее набора.

В случае недостаточного набора прочности перед замораживанием качество бетонного монолита будет весьма сомнительным. Замерзающая в бетонной массе вода станет кристаллизоваться и увеличиваться в объеме.

В результате возникнет внутреннее давление, разрушающее связи внутри тела бетона. Увеличится пористость, из-за которой монолит будет больше пропускать в себя влаги и слабее противостоять морозам. Как следствие, сократятся эксплуатационные сроки или вовсе придется снова делать работу с ноля.

Мембранные расширительные баки для систем отопления Wester

Заливка при минимальной температуре

Чтобы правильно выдерживать бетонный раствор до критических уровней прочности, следует знать особенности существующих для этого способов, их достоинства и недостатки.

Отметим, что определенные методы применяются в комплексе с некоторыми аналогами, в большинстве случаев с предварительным подогревом бетонного раствора.

И все же, можно ли заливать фундамент при минусовой температуре? Проблема в том, что в такой работе при отрицательных температурах основная проблема связана с медленным застыванием бетонного раствора.

Предлагаем ознакомиться Какая высота стен в бане

Если заливка осуществляется при нулевой температуре, процессы, происходящие в растворе во время его застывания, просто прекращаются. Влага, оставшаяся внутри фундаментного основания, существенно увеличивает свои объемы, разрывая поверхность.

Чтобы избежать подобных негативных проявлений, строители пользуются определенными технологическими приемами:

• определенные компоненты растворной смеси и опалубочная конструкция прогреваются;
• внутри конструкции прокладывается специальный провод, осуществляющий подогрев;
• вокруг фундаментной основы монтируются обогревательные устройства;
• в бетонный раствор вводятся специальные противоморозные добавки, ускоряющие застывание или понижающие температуру, при которой вода начинает замерзать.

Необходимо быть готовым к тому, что перечисленные способы существенно повлияют на бюджет строительных работ в сторону его увеличения. Подобные методы, как следует из отзывов, редко используются начинающими застройщиками.

Особой популярностью пользуется метод зимнего бетонирования, предусматривающий снижение количества воды и цементного материала в смеси. Но в этом случае компоненты необходимо смешивать в строгих пропорциях.

В подобных ситуациях применяют быстротвердеющий цементный состав, готовя раствор определенным образом:

• две части воды подогревают до семидесяти градусов;
• выполняется смешивание с песком или щебенкой;
• подается в бетоносмеситель цемент, заливается оставшееся количество воды.

Перед заливкой бетона из опалубки удаляют лед, выполняют подогрев подстилающей подушки. Конструкция ленточного или иного фундамента укрывается полиэтиленом, чтобы тепло возле фундамента сохранялось максимально долго.

Существует много причин, по которым в холодный сезон заливают бетон на фундамент. Но в подобных работах имеются некоторые преимущества, которые рекомендуется учесть:

• без предварительного прогрева раствора можно бетонировать фундамент в части объекта, находящейся ниже поверхности земли. В теплую погоду рыхлая земля осыпается, но при морозе бетон можно лить спокойно, потому что грунт будет удерживать форму;
• разобравшись, какая температура для заливки фундамента в зимний сезон лучше, вы неплохо сэкономите на стоимости материалов, на которые в это время года цены не повышаются.

Приняв во внимание все особенности, каждому застройщику придется решать самому, при какой температуре нельзя заливать фундамент

Влияние температуры наружного воздуха на бетон. Какова идеальная температура и погода для заливки бетона

Чтобы разобраться, почему бетон долгое время не заливали при пониженных температурах в холодные сезоны, нужно понимать процессы, которые протекают в бетонных смесях и цементных растворах, приводя к образованию твердого и прочного, подобного камню, материала.

Сначала это просто цемент — порошкообразный материал. Существует ГОСТ, который регламентирует состав и прочие свойства различных цементов.

ГОСТ 31108-2016 « Цементы общестроительные. Технические условия» дает такую классификацию по составу:

1. ЦЕМ I — портландцемент;
2. ЦЕМ II — портландцемент с минеральными добавками;
3. ЦЕМ III — шлакопортландцемент;
4. ЦЕМ IV — пуццолановый цемент;
5. ЦЕМ V — композиционный цемент.

Цементы типов ЦЕМ II–ЦЕМ V подразделяют на подтипы A, B и C в соответствии с содержанием клинкера и добавок .

По прочности на сжатие в возрасте 28 суток в соответствии со стандартами их подразделяют на следующие классы : 32,5; 42,5 и 52,5.

По прочности на сжатие в возрасте 2/7 суток их подразделяют на подклассы:

1. медленнотвердеющие (обозначаются литерой М) — применяется только для цементов ЦЕМ III/B и ЦЕМ III/C;
2. нормальнотвердеющие (обозначаются литерой Н);
3. быстротвердеющие (обозначаются литерой Б).

Условные обозначения цементов:

1. наименование цемента;
2. сокращенное обозначение типа и подтипа цемента и вида добавки;
3. класс прочности;
4. подкласса;
5. настоящий стандарт.

Пример условных обозначений:Портландцемент типа ЦЕМ I класса 42,5 быстротвердеющий—Портландцемент ЦЕМ I 42,5Б ГОСТ 31108-2016.

Цементы бывают разных видов: отличаются по составу, тонкости помола, марке по прочности, которая обозначается числом, означающим прочность. Чем выше это число тем, теоретически, прочнее будет полученный из этого цемента бетон, однако многое зависит от того, сколько цемента добавили в смесь, использовались ли химические присадки, как эту смесь заливали и уплотняли, в какую погоду заливали бетон, и как за ним впоследствии ухаживали.

Чтобы получить цементный раствор, цемент смешивают с водой и добавляют заполнители, в частности, песок, а в бетонные смеси — еще и крупные заполнители (щебень и гравий).

Именно в момент смешивания цемента и воды запускаются химические реакции гидратации.

По мере смачивания частиц цемента, его компоненты реагируют с водой, а результатом этих реакций является образование нового вещества с кристаллической структурой. Тут уместно заметить, что все эти реакции протекают с разной скоростью, которая зависит, в том числе, от того, насколько быстро произошло смачивание, и какова температура окружающей среды.

Процесс набора прочности бетона, таким образом, протекает по-разному в зависимости от температуры.

При благоприятных условиях бетон набирает расчетную прочность в течение 28 дней, причем самая высокая скорость процессов наблюдается в первые часы после укладки смеси, затем скорость твердения бетона постепенно снижается. После набора расчетной прочности процессы отвердевания в бетоне продолжаются еще в течение многих месяцев, но с очень низкой скоростью

Поэтому важно обеспечить оптимальные условия именно в первые четыре недели после заливки

Какие же температурно-влажностные условия считаются оптимальными для твердения бетона?

Это температура воздуха от +18°С до +22°С и влажность, близкая в 100%.

В большинстве регионов России такие условия возможны лишь в очень короткие промежутки времени: поздняя весна, начало и конец лета, ранняя осень. И даже в этом случае следует учитывать ночные температуры, которые могут опускаться практически до 0°С.

Для свежеуложенного бетона такие колебания очень вредны: чем ниже опускается температура, тем медленнее протекают реакции гидратации. При температуре около 5°С реакции гидратации и набор прочности практически прекращается. При температуре ниже 0°С непрореагировавшая вода замерзает, что впоследствии приводит к появлению в бетоне полостей, трещин и прочих дефектов.

Замерзание приводит и к росту внутреннего давления, в результате чего бетон может разорвать.

В итоге, при потеплении бетон все равно набирает прочность, но она будет ниже расчетной.

По этим причинам долгое время строители воздерживались от бетонирования в холодную погоду. Но не всегда получалось заморозить стройку на несколько месяцев, поэтому разрабатывались специальные методы зимнего бетонирования.

Применяемые методы зимнего бетонирования

Как прогреть бетон проводом

Простой и легко реализуемый метод термоса при зимнем бетонировании не требует особых затрат. Разогретый выше СНИП (25-45 градусов) материал быстро заливают в опалубку и накрывают термо- и паро- изоляцией. В результате гидратации смесь не остывает и набирает требуемую прочность. Цемент и сам выделяет тепло порядка 80 ккал.

Отсутствие расходов на электроэнергию и дополнительные материалы делает эту технологию бетонирования в зимних условиях экономичной. Вкупе с ней используют химические добавки для понижения точки замерзания.

Методы зимнего бетонирования не ограничиваются простым применением теплоизоляции. Часто используется электропрогрев, аналогичный «теплым» полам. На арматуре крепится греющий провод, после чего в опалубку заливают смесь (ее температура не ниже 50С). Концы кабеля присоединить к источнику тока, не забыть про понижающий трансформатор. После включения нагрев происходит со скоростью 10 градусов в 10 минут до достижения 50-60°С. Затем смесь плавно охлаждается в 2 раза медленнее.

Бетон зимой прогревается специальными проводами – ПНСВ или ПТПЖ, они оба сделаны из стали, но последней имеет две жилы (при повреждении одной нагрев продолжается). Диаметр провода обычно составляет 1,2 мм, количество на 1 м³– 50 м. После заливки провод остается внутри, прокладывать его можно при -15°С, проводить нагрев – 25°С.

Преимущества этого способа заключаются в низком потреблении электроэнергии и возможности нагрева больших объемов. Чтобы смесь застыла равномерно, нельзя изменять интервалы времени между скачками температур.

Укладка провода

Целесообразно использование технически сложных способов зимнего бетонирования с применением утепленной опалубки, электродов для подогрева, укладки нагревающего кабеля и т.д. Эти методы требуют проведения тщательных предварительных расчетов.

Чтобы достигнуть максимальной прочности, нужно знать, при какой температуре заливать бетон, и оптимальные методики обеспечения твердения. Кроме того, требуется правильная подготовка опалубки. Перед заливкой раствора, необходимо тщательно очистить ее от наледи. Грунт и арматуру нужно прогреть, для чего применяются жаровни, тепловые пушки, инфракрасные излучатели и другие устройства.

При работе по укладке бетона, независимо от типа конструкции, нужна непрерывность выполнения работ до полной заливки монолита. Для успешного выполнения работ необходимо рассчитать обеспечить поставку нужного количества раствора и оптимальное число работников.

Предлагаем ознакомиться: Чем приклеить пеноплекс к потолку из бетона

Перед тем, как заливать раствор в опалубку, необходимо убедиться, что его температура оптимальна – в районе 38⁰С. Если она превысит 40 градусов, то скорость затвердевания снизится за счет снижения качества цемента. В результате, для того, чтобы набралась критическая прочность, потребуется слишком много времени, жидкость в растворе рискует замерзнуть, и бетон потеряет свои свойства.

Отвечая на вопрос, возможна ли заливка бетона зимой, можно утверждать – однозначно да. При правильном технологическом подходе эти работы можно проводить при самых низких температурах. Укладка без дополнительного прогрева может производиться при небольших морозах, для этого потребуется хорошая термоизоляция и предварительный нагрев бетонного раствора.

При низких температурах требуется дополнительный прогрев массы бетона. Он осуществляется различными методами, выбирать которые нужно непосредственно на строительной площадке. Затраты на обогрев и теплоизоляцию окупаются, поскольку некондиционный бетон снизит качество всей конструкции.

Преимущества и недостатки

В зимнем строительстве есть свои плюсы и минусы.

Покупать зимой бетонный порошок следует очень осторожно, поскольку в этот период года влажность воздуха достаточно высокая, цемент может промокнуть или пропитаться конденсатом – все это делает его непригодным. К недостаткам можно отнести значительно сокращенное рабочее время из-за укороченного светового дня

К преимуществам можно смело отнести:

• более низкую цену на все товары для вашего строительства;
• если грунт, на котором вы ведете стройку очень зыбкий и сыпучий, тогда промерзшая почва – это самый лучший вариант для такого случая;
• все подъездные дороги к вашему объекту остаются твердыми и чистыми. Как правило, в другие времена года, особенно в весенний и осенний, там много грязи.

Какой оптимальный температурный режим затвердевания бетона?

Разравнивание заливки

Современные строительные смеси содержат в своем составе некоторые добавки, которые делают возможным производство строительных работ как зимой, так и летом. Но бетон все же обладает химическими свойствами, которые обуславливают некоторые ограничения для работ с данным материалом.

Процесс создания монолита делят на два основных этапа:

1. Схватывание бетона. Время для завершения данного этапа составляет не более суток;
2. Твердение бетона.

Время завершения данного этапа определяется следующими параметрами:

• Марка раствора;
• Наличие химических добавок в составе;
• Температурный режим;
• Уровень влажности.

Давайте выясним, при какой температуре можно заливать бетонную стяжку. Оптимальным считается температурный режим от 3 до 25 градусов. Именно такие условия позволяют фундаменту пройти оба этапа твердения в минимальные сроки с наилучшими качественными показателями.

Температура окружающей среды и иные погодные условия могут оказать серьезное воздействие на скорость твердения фундамента и также на его прочность. Такая зависимость напрямую связана с тем, что вода в растворе может изменить свое состояние из жидкого на твердое.

Что бы понять, при какой температуре нельзя заливать бетон, важно помнить, что при температуре -30С вода в растворе начинает кристаллизоваться. При этом процессе необратимо может нарушиться структура изделия, и на поверхности образуются микротрещины, которые со временем будут только разрастаться

Но несмотря на это следует отметить, что к остановке процесса гидратации может привести температура ниже нуля. А это значит, что процесс твердения замедляется и просто останавливается.

Обустройство ленточной основы

Для того чтобы залить фундамент своими руками при минусовой температуре, можно воспользоваться следующими методами:

1. Подогреть раствор;
2. Обеспечить прогрев заливаемой конструкции;
3. Работать с продуктом высоких марок;
4. Ввести в строительную смесь специализированные противоморозные пластификаторы и иные добавки.

Обратите внимание! Используя данные методы, вы получите прочную и надежную конструкцию, для сверления или резки которой следует применять такие методы, как резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне. Так при какой температуре воздуха можно заливать бетон? Этот вопрос интересует многих, кто занимается строительством, да и не только

Разделить температурный режим можно на несколько основных групп:

Так при какой температуре воздуха можно заливать бетон? Этот вопрос интересует многих, кто занимается строительством, да и не только. Разделить температурный режим можно на несколько основных групп:

• неблагоприятный;
• оптимальный;
• благоприятный.

Неблагоприятный период регистрируется именно поздней осенью и зимой, когда на улице свирепствуют морозы. По технике безопасности вообще не рекомендуется работать с бетоном в минусовую погоду, если, конечно, не провести специальную подготовку. Как только температура воздуха начинает резко падать:

• работы лучше реорганизовать;
• нагрузки перераспределить;
• использовать специальное оборудование.

Умеренный температурный режим – это от 0 и до 4 градусов. Подобная погода наблюдается в основном ранней весной или осенью. В таких условиях можно создавать фундамент, но нужно помнить, что оставлять вскрытые элементы на ночь нельзя, нужна хоть минимальная защита.

Предлагаем ознакомиться Можно ли обложить печь керамической плиткой

Благоприятную температуру встретить в зимний период почти невозможно. А она должна быть выше 6 градусов. В этот период ограничений никаких нет, и можно работать с бетоном, не беспокоясь о правильности его затвердевания.

Бетонирование зимой

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.

Предлагаем ознакомиться: Баня в дачном домике своими руками

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.

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

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

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

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.

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

Прогревание раствора

Заливаемый бетон перед применением можно нагревать. В первую очередь для приготовления раствора следует использовать сухие ингредиенты. А вода и разнообразные добавки предварительно нагреваются. Чем выше температура жидкости в растворе, тем быстрее он застынет. При этом следует помнить, что греть цемент категорически нельзя, иначе он потеряет свои сцепляющие свойства.

Если для заливки бетона с целью укрепления конструкции используется арматура, надо знать, что она хорошо проводит тепло. Это качество часто используют для эффективного прогревания бетона, пропуская через нее ток.

Нагрев арматуры

Другой способ — пропускание тока через толщу раствора с помощью предварительного заложенного специального кабеля. Он укладывается вдоль арматурного каркаса. К кабелю подключается ток и через электрическую подстанцию подается напряжение. Используя этот метод, степень прогревания следует тщательно контролировать, поскольку слишком высокая температура может привести к его пересыханию. В результате этого он потрескается, а желаемая прочность не будет достигнута.

Как осуществляется заливка бетона зимой в домашних условиях

Для обеспечения нормальной гидратации при пониженной температуре следует разогреть бетонный раствор любым из доступных методов:

• нагревом воды до 80 ⁰С с последующим введением в раствор;
• разогревом тепловой пушкой наполнителя, используемого при замесе;
• повышением температуры емкости смесителя с помощью внешних источников.

Наиболее простой вариант присматривает применение предварительно нагретого бетонного раствора. Эта методика положительно зарекомендовали себя при определенных условиях:

• малых объемах заливаемой смеси;
• выполнении заливки на частных объектах;
• первых заморозках с небольшим снижением температуры.

Введение добавок — самый простой и дешевый способ бетонирования при минусовых температурах

Для обеспечения желаемого результата необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

• использовать цемент высоких марок;
• применять добавки, сокращающие продолжительность твердения;
• правильно подбирать начальную температуру воды.

Выполняйте работы по указанному алгоритму:

1. Подогрейте техническую воду и налейте в емкость бетономешалки.
2. Добавьте необходимый заполнитель согласно рецептуре.
3. Засыпьте цемент, выполняющий функцию связующего компонента.
4. Произведите смешивание, вводя горячую воду до требуемой пластичности смеси.

Применяем жидкий бетон зимой – преимущества технологии

В зимних условиях, характеризующихся отрицательной температурой, выполнение мероприятий по бетонированию имеет свои достоинства:

• обеспечивает возможность осуществлять работы на грунтах с повышенным содержанием песка. Сыпучий грунт осыпается при извлечении почвы. Смерзшаяся и твердая почва облегчает земляные работы и бетонирование;
• снижает объем расходуемых денежных средств. Обычно в зимнее время года действуют различные акции, и цена на стройматериалы уменьшается. Сезонные скидки положительно влияют на уменьшение сметы;
• позволяет сократить продолжительность бетонных работ. Неблагоприятные факторы природного характера вынуждают строителей заливать бетон быстрее, что положительно отражается на общей продолжительности работ.

Спорить с погодными явлениями бессмысленно, к ним нужно грамотно приспосабливаться При возведении строительного объекта в условиях сурового климата, зимняя заливка неизбежна, так как является единственным вариантом.