При какой температуре можно заливать фундамент

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.

Какие могут быть последствия

Если во время заливки фундамента температура воздуха снижается до минусовых отметок, то возможны следующие последствия:

• залитая плита не набирает прочность;
• даже разовое замерзание может повлечь снижение технологической прочности;
• внутри бетона скапливается вода, которая из жидкого агрегатного состояния превращается в лед;
• поверхностный слой со временем облупливается, что ведет к появлению трещин;
• образовавшийся в расщелинах бетона лед снижает сцепление отдельных составляющих, что также ведет к трещинам и расслоению поверхности.

При замерзании смеси в процессе заливки в расщелинах скапливается лед, который неминуемо увеличивается в размерах и создает разрывы. Это ведет к разрыхлению монолита и снижению прочности. В итоге начинает расти влагопроницаемость. Процесс гидратации воды приводит к поднятию скопившейся жидкости на поверхность бетона. Во время заморозков растрескиванию подвергается сначала верхний слой плиты.

Во внутренней части фундамента в результате химической реакции между цементом и водой выделяется тепло. Это помогает снизить риск промерзания бетона по глубине заливки.

Если работы проводились с соблюдением оптимальных температурных условий, но после их завершения на улице резко похолодало, то возможны следующие последствия:

При временном понижении температуры сильных деформаций внутри и на поверхности залитого материала не происходит. При восстановлении погоды скопившийся в бетоне лед оттаивает. Вода никак не мешает продолжению процесса затвердевания.

• При резком понижении температуры воздуха страдает верхний залитый слой. Поверхность со временем облупляется из-за поднявшейся на самый верхний слой воды. Дело в том, что в этом случае водоцементное соотношение нарушается: внизу наблюдается недостаток влаги, а на поверхности излишек. При заморозках вода превращается в лед, что ведет к растрескиванию и повреждению конструкции.
• Если температура понижается надолго, то бетон может окончательно разрушиться. Это связано с полной остановкой процесса гидратации. Даже после оттепели прочность уже не восстановится. Остается только применять дополнительные меры защиты во время заморозков.

Если в раствор были добавлены дополнительные ингредиенты, но это не спасло ситуацию во время сильных заморозков, то наблюдаются такие последствия:

• При использовании в бетонной смеси дополнительных добавок некоторые характеристики фундамента снижаются, что влияет на уменьшение прочности конструкции. Это ведет к растрескиванию не только верхнего слоя, но и середины, а также основания.
• Из-за потери мощности бетонной конструкции возникает деформация.
• Бетон становится более подвержен перепаду температур, чем если бы был без специальных противоморозных добавок. Это ведет к образованию щелей и отверстий в основании конструкции. При попадании в них влаги происходит постепенное разрушение.

Способы регулирования скорости отвердевания бетона

В зависимости от задач, может потребоваться увеличить или снизить скорость твердения бетона. Можно повлиять на процессы температурно или химически.

Ускорение твердения

Для увеличения скорости твердения, применяют:

1. снижение водоцементного соотношения (повышение жесткости смеси, что снижает удобоукладываемость);
2. тепловлажностную обработку;
3. добавление в бетон специальных добавок-ускорителей.

Как ускорить твердение бетона

Замедление твердения

Когда может понадобиться замедление отвердевания:

1. при изготовлении высокомарочных смесей, которые застывают очень быстро из-за повышенного содержания вяжущего компонента;
2. при необходимости транспортировки готовой смеси на дальние расстояния;
3. при заливке бетона в несколько этапов.

В этих случаях применяют специальные добавки, которые замедляют реакцию гидратации и гидролиза минералов клинкера, откладывая процесс схватывания на несколько часов.

Как температура влияет на твердение бетона

Из составляющих бетонной смеси в процессе твердения с образованием бетонного камня участвуют цемент и вода. Заполнители (песок, гравий, щебень) связываются в единый комплекс благодаря твердению находящегося между ними цементного молочка – смеси воды с цементом. Кристаллизация происходит при гидратации частичек цемента водой. Молекулы воды связываются с цементом с образованием кристаллической массы, т.е. постепенное твердение происходит за счет потери воды.

Направление процесса – от периферии к центру камня, а сам процесс проходит в условиях с определенными ограничениями. Некоторые характеристики процесса при разных условиях:

Если температура твердения уложенного бетона 15 – 25ºС, то залитый в опалубку бетон наберет максимальную проектную прочность за 28 суток. За первую неделю в нормальных условиях бетонная смесь набирает до 70% проектной прочности. наиболее важны для нормального твердения бетона первые несколько дней после заливки. В это время для нормальной гидратации нужно сохранить влагу. Для этого поверхность бетона накрывают пленкой ПВХ или мокрой мешковиной.

Если температура среды опускается до 5ºС, процесс камнеобразования замедляется вдвое, т.е. на нормативную прочность бетона рассчитывать можно будет примерно через два месяца.

Твердение прекращается полностью при 0ºС – точке замерзания воды. При более низких температурах вода в бетонной смеси замерзает. Если к этому моменту критическая прочность бетона уже набрана, то твердение продолжается до конца после размораживания. Критическая прочность бетона характеризует момент, когда достигнуто твердение смеси до такой степени, что благоприятный результат процесса уже обеспечен. При нормальной температуре критическая прочность наступает через сутки после заливки бетона. Такой порог зависит еще от марки цемента – смеси на цементах высоких марок имеют критическую прочность, составляющую всего четверть от полной нормативной.

Зависимость твердения бетона от температуры

Если прочность бетона до замораживания меньше критической, то замерзающая вода внутри монолита расширяется и рвет связи, увеличивая пористость камня.Такой монолит теряет прочность, пропускает воду – срок эксплуатации его уменьшается, а нередко бетонирование приходится выполнять заново.

Раковины в бетоне из-за нарушения технологии зимнего бетонирования

Скорость реакций гидратации и набора прочности бетоном привязаны к температуре окружающей среды. При ее понижении с 20 до 5 градусов время твердения увеличивается в 5 раз. Процесс застывания проходит еще медленнее, если на улице похолодало до нуля.

Замерзание воды при отрицательной температуре приводит к ее расширению. Далее происходит повышение давления внутри смеси, которое становится причиной распада кристаллической решетки. Последствие реакции – разрушение фундамента и ухудшение свойств монолитности из-за обволакивания льдом заполнителей.

Бетонирование в тепляках

Иногда применяется бетонирование в зимних условиях без прогрева. Бетонирование в тепляках используется в том случае, когда необходимо бетонировать участок небольшой площади. При этом на участке сооружается надстройка, которая снижает потери температуры.

Временное укрытие бетона

Например, вся поверхность над бетонируемым фундаментом закрывается плёнкой и засыпается метровым слоем опилок, которые имеют теплоизоляционные свойства. В этом случае теплопотери наружу будут снижены, грунт не будет промерзать, а внизу будет вестись естественный подогрев снизу, из-под глубины промерзания грунта за счёт тепла земли.

Способ самый экономичный, вы почти полностью исключаете дополнительные затраты электроэнергии на обогрев. В то же время он и самый ненадёжный. Никто не даст гарантии, что завтра не стукнет мороз в сорок градусов, и все ваши усилия по утеплению пройдут напрасно. Поэтому необходимо постоянно контролировать температуру бетона, чтобы она не опускалась ниже нуля и бетон не замерзал в течение десяти дней.

Специальные добавки для раствора

Заливать бетон в минусовую температуру можно при условии добавления в раствор специального противоморозного средства. Такие средства популярны у профессионалов в строительстве круглый год. Ее цена достаточно приемлема, поэтому она стала широко популярной.

Она состоит из соли монокарбоновых кислот, а также нитрита и формиата натрия. Не исключено присутствие и других примесей в составе. С их помощью процессы затвердевания бетона значительно ускоряются, а в результате он становится еще прочнее. Их используют даже в летнее время в виду высокой эффективности. Химическое средство не позволяет воде, входящей в состав раствора, замерзать. Это его основная функция — понижать температуру замерзания воды в бетоне. Но даже случае применения специальных средств, работать зимой можно при температуре окружающей среды не более -5ºС. При сильных морозах они могут значительно терять свою эффективность и прочность бетона может сократиться на 30% и выше.

Пластификатор

Химический компонент, понижающий температуру кристаллизации воды характеризуется негативным воздействием на арматуру

Поэтому применять химические средства необходимо весьма осторожно, если для увеличения прочности фундамента используется металл

В таком случае в раствор нужно добавить еще и пластификатор.Данная добавка поможет улучшить плотность и крепость бетона, увеличит влагостойкость и усилит сцепление с арматурой. Данное средство будет полезно, так как при его применении уменьшается конечный расход цемента до 20%.

При заказе на готового цементного раствора на предприятии убедитесь, чтобы все необходимые компоненты были добавлены изначально. Для бетона, который вы будете мешать самостоятельно с помощью бетономешалки, необходимо заблаговременно продумать все необходимые дополнительные составляющие, такие как противоморозные добавки и пластификаторы.

Противоморозные добавки к бетону

Уход за бетоном после заливки фундамента

После укладки бетонной смеси важно создать комфортные условия для ее созревания. Они должны обеспечить:

• минимизацию пластических усадок;
• прочность;
• защиту от резких температурных перепадов;
• предупреждение образования трещин.

В зависимости от сезона, правила ухода за фундаментом значительно различаются.

Уход за бетоном

Защита бетона после укладки летом

Защита свежезалитого фундамента от испарения воды заключается:

• в укрытии влагоемким материалом при постоянном его увлажнении, например, древесными опилками;
• использовании полимерной отражающей пленки;
• постоянном смачивании водой деревянных опалубок.

Чем больше времени будет увлажняться бетонный фундамент, тем выше будет его прочность. Минимальный срок ухода составляет 28 дней.

Использование полимерной отражающей пленки для защиты бетона

Уход за бетоном зимой

Основное правило зимнего ухода за бетоном состоит в его утеплении и сохранении энергии гидратации. Фундаменты для современных монолитных зданий изначально утепляются опалубкой из пенопласта. Остается укрыть верхнюю, открытую часть бетона:

Предотвращение замерзания бетона

• ее засыпают влажными опилками, которые не дадут смеси пересохнуть;
• закрывают широкой полиэтиленовой пленкой;
• сверху размещают толстый слой сухих опилок.

Можно воспользоваться и другими доступными материалами для укрытия бетона – минеральной ватой, соломой, ветошью.

Видео по теме: Можно ли заливать бетон зимой

Публикации по теме

Технология укладки тротуарной плитки на бетон

Как правильно рассчитать толщину фундаментной плиты

Сколько сохнет бетонная масса под влиянием разных условий окружающей среды

Что происходит с бетоном при минусовых температурах

При твердении бетонной смести в нормальных температурно-влажностных условиях вода, вступая во взаимодействие с цементом, песком и щебнем, способствует их крепкому сцеплению между собой. В результате получается монолит, наделенный высокими прочностными характеристиками. Если допустить замерзание воды в составе бетонной смеси, то произойдет обратный, разрушительный эффект.

Водная составляющая при низких температурах, расширяясь, увеличивается в объеме делает массу рыхлой. А главный элемент бетона – цемент – теряет свои свойства. Кроме того, замерзшая вода создаст полости вокруг деталей арматурного каркаса, тем самым нарушив целостность конструкции. После размораживания бетонная масса уже не сможет восстановить необходимые качества. Это плохо для любой конструкции, но касательно фундаментов – такое положение дел катастрофично. Так можно ли заливать бетон зимой? Нежелательно, но допустимо при соблюдении определенных правил и требований СНиП к выполнению строительных работ при низких температурах наружного воздуха.

Практическими исследованиями установлен пограничный предел прочности для различных марок бетона, после которого замораживание для него не будет критичным. Потери прочности в готовом виде составят, в таком случае, не более 6%.

Температурные режимы при бетонных работах

Физико-химические процессы в бетоне

Твердение бетонного камня происходит вследствие химического взаимодействия его компонентов.

Бетон представляет собой смесь из четырех основных компонентов, которые обеспечивают ему необходимые характеристики. Назначение и участие каждого из этих компонентов в тех или иных процессах рассмотрены в таблице:

Как видим, основные компоненты, обеспечивающие протекание реакции твердения (гидратации) — это вода и цемент.

Реакция взаимодействия воды и цемента протекает с выделением тепла.

Основой образования бетонного камня является реакция гидратации цемента, при которой сначала образуется цементное молоко, которое затем достаточно быстро схватывается и образует монолитную камнеподобную структуру. Песок и щебень здесь нужны для обеспечения физических процессов внутри смеси, связанных с перераспределением нагрузок и внутренних напряжений.

Бетон, приготовленный своими руками, твердеет по такому же принципу.

Оптимальный режим

На фото бетонировка происходит в летнее время, которое лучше всего подходит для этого вида работ.

Реакция гидратации цемента неприхотлива и позволяет определить, при какой температуре можно бетонировать, в достаточно широком диапазоне – от 0 до 90 градусов Цельсия. Однако на практике для обеспечения адекватных условий твердения и возможности выполнения работ этот диапазон сокращается от 4 до 30 градусов.

Укладка в помещении является наиболее оптимальной.

Очевидно, что достичь таких условий можно только при стабильной летней погоде или в помещении. Именно поэтому при проведении наружных работ укладывать бетон всегда стараются в летнее время при сухой и не сильно жаркой погоде.

Нормальный режим

Строительство крупных объектов часто не укладывается в рамки одного сезона.

Практика строительства такова, что в реальных условиях далеко не всегда удается организовать работы таким образом, чтобы всегда соблюдались оптимальные условия бетонирования. Поэтому чаще всего приходится говорить о нормальном режиме, при котором возможна работа как в теплое, так и в холодное время года.

Холодным принято считать такое время, при котором температура воздуха опускается ниже +10 градусов. Сразу следует указать, при какой температуре нельзя бетонировать: без дополнительного обогрева нижний предел температуры составляет +4 градуса, с натяжкой можно сказать, что крайним значением является 0 градусов, хотя инструкция такие натяжки исключает.

Межсезонье – не лучшее время для работ.

Также следует учитывать, что для набора марочной прочности бетонное изделие должно простоять как минимум 28 дней при нормальной температуре, а если температура понижена, этот срок заметно возрастает. Поэтому если вы планируете сразу после заливки фундамента выполнять кладку стен, рекомендуем вам бетонировать не позже конца августа – середины сентября.

Работа в жаркое время также накладывает определенные условия: слишком активное испарение влаги приводит к ее недостатку и понижению качества изделия, а также влечет появление поверхностных трещин.

Для того чтобы избежать таких последствий, необходимо ухаживать за бетоном после укладки:

• увлажнять его;
• защищать от сухого ветра;
• прямых солнечных лучей.

Уход за бетоном особенно необходим в жаркое время.

Во время дождя следует следить за тем, чтобы в свежий бетон не попадало много воды, иначе будет нарушено водоцементное отношение и материал потеряет прочность. Для этого опалубку после заливки накрывают водонепроницаемой пленкой или другим материалом, препятствующим попаданию воды.

Во время дождя свежий бетон накрывают пленкой.

Планируем производить бетонные работы зимой – главные особенности

Зима — не лучше время года для выполнения мероприятий по заливке бетона для буроинъекционных свай, основ зданий и сооружения цельных конструкций. Проблематичность бетонирования связана с превращением воды в лед. Увеличиваясь в объеме, он нарушает гидратацию цемента, ослабляя молекулярные связи. Эксплуатационные свойства бетонного массива ухудшаются. Причина – повышенная пористость и образование глубоких трещин.

Прочность бетонной смеси после заливки определяется протекаемыми реакциями:

• на протяжении суток после завершения бетонирования массив схватывается. За этот период раствор твердеет, переходя из жидкого состояния в отвердевшее. Прочность массива при этом недостаточна для эксплуатации;
• через четыре недели после заливки бетонный массив окончательно твердеет, приобретая эксплуатационную прочность. Она определяется маркой используемого портландцемента, рецептурой и погодными условиями.

Фундамент – основополагающая конструкция, от качества которого зависят геометрические, технические и эксплуатационные характеристики возводимого сооружения Не всегда застройщики успевают выполнить весь комплекс работ до наступления холодов. Их интересует ответ на вопрос, до какой температуры можно заливать бетон зимой. Опыт профессионалов подтверждает возможность нормального схватывания состава, а также приобретения рабочей прочности при минимальной температуре +4 °С. При повышении температуры и применении высококачественного цемента скорость твердения возрастает.

Плановое твердение при нормальных условиях гидратации происходит по следующему алгоритму:

• формируется поверхностный слой силиката натрия;
• гигроскопичный цемент впитывает воду и связывает ингредиенты;
• снижается концентрация воды и возрастает плотность наружных слоев;
• испарение жидкости прекращается, и твердость стает максимальной.

Размышляя о том, при какой температуре замерзает бетон, следует помнить, что гидратация может осуществляться при температуре выше нуля градусов Цельсия. Превращение воды в лед препятствует образованию молекулярных связей. Эта особенность вносит определенные коррективы в процесс бетонирования.

В случае недостаточного набора прочности перед замораживанием качество бетонного монолита будет весьма сомнительнымПри выполнении зимой бетонных мероприятий используют различные технологии. Они позволяют ускорить схватывание и сместить порог кристаллизации воды:

• добавляют модификаторы, смещающие температурный порог превращения воды в лед. Строители рассчитывают, сколько соли в бетон зимой следует добавлять, а также какие должны быть соотношения остальных ингредиентов;
• разогревают смесь различными методами. Отдавая предпочтение конкретному способу нагрева смеси, следует учитывать специфику выполняемых строительных мероприятий, а также объем предстоящих расходов;
• вводят цемент улучшенного качества. Он приобретает прочностные характеристики за ограниченное время и быстрее впитывает содержащуюся в растворе воду.

Проанализируем особенности выполнения бетонных работ в условиях зимних температур.

Выводы и рекомендации

Невзирая на технологии, позволяющие вести бетонные работы на морозе, лучше перенести закладку фундамента на весну, если есть такая возможность. В противном случае учтите следующие рекомендации:

1. Не закладывайте фундаментную плиту на грунте, успевшем промерзнуть, такая затея обречена на неудачу. Необходимо снять весь слой замерзшей почвы.
2. Заливка должна производиться быстро и качественно, так что кустарные способы здесь не годятся. Нужна доставка материала с завода и укладка бетононасосом с уплотнением вибраторами.
3. Ленточное основание, заливаемое в земле без опалубки, нужно подогревать только кабелем (либо ТЭНами из нихрома), а в бетон добавлять присадки. Наружный обдув горячим воздухом не прогреет подземную часть конструкции.
4. Как и в летнее время, бетонному монолиту противопоказано пересыхание, поэтому его нужно смачивать водой.

С экономической точки зрения, зимнее строительство равнозначно летнему, но сильнее растянуто во времени из-за погодных условий. Причина – в сезонном удешевлении материалов и расценок на услуги строительных компаний, о чем подробно рассказывается в видеоролике: