Заливка фундамента при отрицательных температурах – При какой минусовой температуре можно заливать бетон под фундамент

Процесс набора прочности бетонных конструкций

При схватывании в реакции участвуют алюминаты (С3А). В результате образуются иглообразные кристаллы, которые связываются между собой. Спустя 6 — 10 часов из этих кристаллов образуется подобие скелета.

С этого момента начинается твердение бетона. Здесь уже вступают в реакцию с водой клинкерные минералы (C3S и C2S) и начинает формироваться силикатная структура. В результате этой реакции образуются мелкие кристаллы, которые объединяются в мелкопористую структуру, что по сути и является бетоном.

Чтобы уточнить, при какой температуре воздуха можно заливать цементную смесь, нужно разобраться с процессом отвердевания. В готовом растворе происходит реакция между компонентами цемента и воды – гидратация. Процесс протекает в два этапа:

  • схватывание при участии алюминатов СЗА. Внутри бетона генерируются кристаллы-иголки, связывающиеся друг с другом. Через 6-10 часов образуется своеобразный скелет смеси;
  • твердение с участием клинкерных минералов C3S и C2S. Во время твердения бетона формируется силикатная мелкопористая масса из мелких кристаллов.

Процесс твердения бетона и его характеристики

Традиционно строительство дома всегда относилось к «летним» мероприятиям, и среди частных застройщиков даже мало кто думал начинать активные работы в зимний период. Однако, так уж сложилось, что российские зимы — достаточно длительные, а в некоторых регионах холодное время года вообще достигает сроков в 6 ÷ 8 месяцев.

Как заливать фундамент зимой

Однако, чтобы основание строения получилось надежным и монолитным, нужно очень точно представлять, как заливать фундамент зимой правильно. Зная все нюансы этого достаточно сложного процесса и следуя всем технологическим рекомендациям, можно начать работу и при низких температурах, чтобы не терять зимнее время напрасно. Нередко, начиная стройку в этот период, к осени хозяева рассчитывают вселиться в готовый новый дом.

Кроме необходимости ускорить постройку дома, потребность заливки фундамента в зимнее время может быть обусловлена и специфическими причинами. Например, к подобным мерам прибегают и из-за того, что грунт в данной местности отличатся повышенной сыпучестью, поэтому работать с ним будет намного удобнее, когда он – в смерзшемся состоянии.

При устройстве фундамента нужно помнить, что не рекомендовано в зимний период устанавливать столбчатую конструкцию, так как маленькие объемы бетона при застывании неспособны к какому-то удержанию тепла, быстро остывают с нарушением процессов твердения и созревания раствора. Именно поэтому, если фундамент заливается при минусовых температурах, нужно выбирать монолитный или же ленточный вариант.

Начинать работы по устройству основания под постройку дома необходимо с подготовительных работ, которые в зимнее время обычно отличаются повышенной трудоемкостью.

Содержание статьи

Скорость течения гидратации сильно зависит от температуры. Снижение температуры с 20С до 5С увеличивает время твердения бетона до 5 раз. Но особенно резко замедляется реакция при дальнейшем снижении до 0С. А при отрицательной температуре гидратация прекращается, т.к. вода замерзает. Как известно, вода при замерзании расширяется.

Это приводит к увеличению давления внутри бетонной смеси и разрушению сформировавшихся связей кристаллов. Как следствие происходит разрушение структуры бетона. Также образовавшийся лёд обволакивает крупные элементы заполнителей смеси (щебень, арматуру), разрушая их связи между цементным тестом. Это приводит к ухудшению монолитности конструкции.

При оттаивании воды процесс твердения возобновляется, но уже при деформированной структуре бетона. Что может привести не только к отслоению арматуры и больших элементов заполнителя бетонной смеси, но и к трещинам. Естественно, прочность такой бетонной конструкции будет гораздо меньше расчетной.

Следует заметить, что чем раньше бетон подвергся замораживанию, тем меньше будет его прочность.

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

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

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.

При какой средней летней температуре начинать строительство? Теплое время года – от 15 до 30 градусов подходит для строительных работ. Заливка бетона летом допустима. Единственное условие – защита свежеуложенного монолита от дождя.

Предлагаем ознакомиться  Пароизоляция изоспан какой стороной укладывать к утеплителю

В осеннее время погода отличается непредсказуемостью, поэтому важно знать, при какой температуре можно заливать бетон осенью.

Оптимальная температура воздуха составляет от 20 до 5°, поэтому начинать устройство основания рекомендуется в сентябре-октябре до заморозков. В процессе обустройства фундамента важно учитывать, до какой отметки на градуснике нужно выполнить работы перед похолоданием. Она должна равняться 10 градусов по Цельсию.

Заливка монолита будет качественной, если учесть несколько моментов:

  • температура воздуха. При каких показателях температуры можно заливать бетон осенью, чтобы начать строить дом? Нормальный показатель – плюс 16°. В этот период раствор затвердевает медленно, что обеспечивает качество постройки. Заморозки припадают на конец октября, поэтому лучше заняться строительством в середине сентября;
  • характеристики влажности. Сырая погода и влажный грунт способствуют процессу отвердевания. Свежеуложенный раствор не нужно регулярно сбрызгивать водой, а медленное высыхание обеспечивает повышение прочности;
  • наличие осадков. Если вы разобрались, при каких оптимальных температурах можно заливать основание, то нужно учесть и наличие дождя. Переувлажнение монолита приводит к вымыванию цементного молочка;
  • уровень грунтовых вод. На болотистых участках осенью меньше воды, что позволяет сделать свайное основание. Проверить, поднялась ли вода, можно путем выкапывания траншеи. Если в ней поднялась вода, фундамент заливать нельзя.

Заливка фундамента при отрицательных температурах – При какой минусовой температуре можно заливать бетон под фундамент

Основное условие, при котором получится уложить бетон зимой, – температура на улице до -3 градусов. В условиях ее понижения есть риски перемерзания цементного теста. Если вам интересно, при каких максимально низких наружных температурах допустимо заливать бетон с обогревом, то эта величина – от 5 градусов.

Строительная практика отмечает две технологии работ  – использование морозостойких составов и искусственное повышение устойчивости теста к холодам.

Цемент марки М400 в морозных условиях набирает более 30 % своей максимальной прочности.

Раствор готовится в стандартных пропорциях:

  • 1 часть цемента;
  • 2,5 части песка;
  • 8-10 частей воды.

При известковании количество компонентов изменяется:

  • 1 часть цемента;
  • 2,5-4 части песка;
  • 1,3:10 извести;
  • 8-10 частей воды.

Для приготовления марки бетона М400 также используют пластификаторы и антифризы.

При какой минимальной температуре можно заливать бетон с подогревом монолита, вы уже разобрались. Строители рекомендуют в процессе замеса повышать и температуру раствора до 35-40 ° путем разогрева воды до 90 °,  щебня и песка – до 60 °. Сухой цемент не греют, а оставляют в помещении до набора комнатной температуры.

Вода прогревается в железной емкости, а добавки при помощи обдува воздухом. Для этого внутрь кучек стройматериалов от печи протягивается трубопровод. Укладку после нагрева осуществляют за один раз, подавая смесь непрерывно.

Опасность влияния минусовых температур на состояние смеси

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.

Специалисты выяснили, при какой оптимальной температуре воздуха следует и можно заливать готовый бетон. Работы по строительству фундамента лучше проводить в промежутке от 5 до 15°. Уличный температурный режим в пределах от 5 до минус 3° предусматривает, что свежеуложенный бетон марки М200 весом 240 г/м3 должен быть не ниже 5 градусов.

Можно ли искусственно повысить морозостойкость раствора?

  • Монтаж фундамента
    • Выбор типа
    • Из блоков
    • Ленточный
    • Плитный
    • Свайный
    • Столбчатый
  • Устройство
    • Армирование
    • Гидроизоляция
    • После установки
    • Ремонт
    • Смеси и материалы
    • Устройство
    • Устройство опалубки
    • Утепление
  • Цоколь
    • Какой выбрать
    • Отделка
    • Устройство
  • Сваи
    • Виды
    • Инструмент
    • Работы
    • Устройство
  • Расчет

Поиск

Фундаменты от А до Я.

  • Монтаж фундамента
    • ВсеВыбор типаИз блоковЛенточныйПлитныйСвайныйСтолбчатый

      Фундамент под металлообрабатывающий станок

      Устройство фундамента из блоков ФБС

      Заливка фундамента под дом

      Характеристики ленточного фундамента

  • Устройство
    • ВсеАрмированиеГидроизоляцияПосле установкиРемонтСмеси и материалыУстройствоУстройство опалубкиУтепление

      Устранение трещин в стенах фундамента

      Как армировать ростверк

      Необходимость устройства опалубки

      Как сделать гидроизоляцию цоколя

  • Цоколь
    • ВсеКакой выбратьОтделкаУстройство

      Отделка фундамента камнем

      Выбор цокольной плитки для фасада

      Что такое цоколь

      Как закрыть винтовые сваи

  • Сваи

Чтобы выяснить, до какой самой низкой минусовой температуры на улице можно строить фундамент и заливать бетон, необходимо разобраться в его морозостойкости. Данная характеристика влияет на количество циклов заморозки и оттаивания смеси без потери ею не более 5 % прочности.

Предлагаем ознакомиться  С какой стороны участка располагать дом

ГОСТом 10060-2012 регламентированы 5 групп морозостойкости производимых марок бетона:

  • F50 – низкая устойчивость к замерзанию свойственна смесям М100 и М150, поэтому их применяют для внутренних работ;
  • F100 – марки бетона М200 и М250 отличаются нормальной устойчивостью, но подходят только для строительства домов в теплом или умеренном климате;
  • F150-300 – составы с маркировкой М300, М350 и М400 актуальны при постоянных низких температурах и на почвах с большой глубиной промерзания;
  • F300-500 – такой показатель морозустойчивости у марок М450, М500, М550 и М600, рекомендованных для работ в условиях северных областей.

Чтобы ускорить работы и предотвратить деструкцию фундамента допускается использовать антиморозные средства, выполнять прогрев бетона или его утепление.

Виды добавок

При соблюдении дозировок специальных продуктов легко предусмотреть, при какой предельной отрицательной температуре заканчивать стройку. Допустимо продолжать работы до -25 градусов. Средства классифицируются в зависимости от воздействия на смесь.

Как заливать фундамент при минусовой температуре?

Поиск

В межсезонье актуален вопрос, при какой температуре можно заливать фундамент без снижения основных характеристик конструкции. Для этого необходимо иметь общее представление о процессах, протекающих внутри смеси после смешивания воды с цементом. Кроме того, похолодание возможно сразу после укладки бетона, поэтому необходимо утепление фундамента по специальным методикам.

Процесс гидратации

Несмотря на то, что химическая реакция образования цементного камня (гидратация) начинается сразу после смешивания воды/цемента, схватываться бетон начинает только после укладки, виброуплотнения. Пока он перемешивается в миксере, бетономешалке, подвергается вибрациям, время отвердевания откладывается без потери качества. Затем материал твердеет в два этапа:

  • схватывается – обязательно в первые сутки, в зависимости от окружающей температуры за 1 – 20 часов
  • твердеет – набор прочности около 90% в первые 28 суток, затем весь оставшийся срок эксплуатации

Например, при 5 градусах схватывание начинается через 2 часа, длится 8 – 10 часов, а при 20 градусах отвердевать бетон начинает уже через 3 часа, когда схватывание полностью закончено. В процессе участвуют четыре основных минеральных компонента, входящие в состав цемента:

  • алюминат трехкальцевый – вызывает интенсивный нагрев, способствует резкому начальному набору прочности
  • силикат трехкальциевый – нагревает смесь еще больше, реагирует в течение 27 суток, обеспечивает марочную прочность бетона
  • силикат двухкальциевый – подхватывает эстафету после окончательного отвердевания, упрочняет цементный камень все оставшееся время
  • алюмоферит четырехкальциевый – служит катализатором для всех предыдущих компонентов, сам по себе на прочность не влияет

Рекомендуемые характеристики температурного режима бетонирования имеют вид:

  • смесь – 30 градусов в нормальных условиях, 60 – 70 зимой за счет разогрева воды, песка, щебня паром, теплым воздухом
  • воздух – 5 – 30 градусов тепла

Внимание: Если в течение первых трех дней ж/б конструкция, опалубка прогревались при температуре 10 градусов, после весеннего оттаивания бетон сможет продолжить набор прочности без последствий.

Если он замерз сразу, весной наружные поверхности начнут расслаиваться, осыпаться. Ни о какой марочной прочности в этом случае речи быть не может. Однако существуют способы реставрации фундамента, например, заливкой ж/б обоймы со всех сторон толщиной от 20 см с армированием в продольном направлении.

Высокие температуры не менее опасны для свежего бетона, чем зимняя заливка. При выделении большого количества тепла в момент химических реакций смесь неизбежно увеличивается в объеме. При 5 – 15 градусах бетон остывает естественным образом за счет отдачи тепла окружающему воздуху. В жару этого не происходит. При этом внутри материала происходит следующее:

  • объем еще увеличен
  • цементный камень уже формируется
  • при остывании объем пытается уменьшиться
  • образовавшаяся кристаллическая структура этому мешает

Таким образом, значительные внутренние напряжения создаются внутри конструкции еще до начала ее эксплуатации. Поверхность может покрыться трещинами уже через несколько часов после укладки смеси внутрь опалубки. Время процесса раскрытия усадочных трещин составляет 4 – 12 часов.

Поэтому при температурах от 25 градусов, влажности меньше 50% рекомендуется использование портландных быстротвердеющих цементов. Их марка должна превышать проектную характеристику бетона в полтора раза. Необходимо введение пластификаторов, модифицирующих добавок для замедления процесса гидратации. Если объемы бетонирования небольшие, разумнее использовать вечерние, утренние часы либо работу в третью смену.

Рекомендуемая температура бетонных поверхностей после уплотнения вибратором должна составлять 35 градусов. Если трещины начали раскрываться на верхней грани в пределах часа, допускается повторная трамбовка.

Опасно для конструкции обезвоживание в летний период, от которого бетон защищают следующим способом:

  • укладка на поверхность стружки, опилок, мешковины, песка
  • периодическое увлажнение рассеянной струей (лейка)
  • полив деревянной опалубки из ведер

Внимание: при ширине ленты от 0,8 м схожие процессы возможны даже при более низких температурах за счет аккумуляции тепла массивом конструкции. Бетон перегревается, трещины возможны в любых местах.

Основными сложностями заливки ж/б конструкций в мороз являются замедление схватывания, прочностного набора. При 0 градусов процессы гидратации в наружном слое прекращаются, внутри конструкции длятся еще некоторое время за счет аккумулированного тепла химических реакций. Не отреагировавшая с вышеуказанными компонентами цемента вода остается внутри, увеличивается в объеме на 9% минимум, разрывает структуру бетона.

Поэтому при зимнем бетонировании применяют специальные технологии:

  • прогрев компонентов бетона обогрев опалубки
  • укладка внутри ленточного, плитного фундамента греющего кабеля
  • пропускание сквозь арматурные каркасы электротока для их нагрева
  • установка ИК обогревателей вокруг конструкции в первые три дня
  • метод термоса или теплушки (укрывание периметра пленочным материалом, нагнетание температуры внутри импровизированной теплицы тепловыми пушками)
  • введением антиморозных реагентов, ускоряющих процессы гидратации либо снижающих температуру замерзания воды
Предлагаем ознакомиться  Фундамент для кирпичной печи

Внимание: Любая из указанных технологий гарантирует резкое увеличение бюджета строительства. Поэтому индивидуальными застройщиками практически не используются приведенные методики.

Еще одним способом при отрицательных температурах является снижение водоцементного соотношения смеси. Однако требуется точная дозировка компонентов, практически не достижимая в домашних условиях. Используются быстротвердеющие портландные цементы с литерой R в маркировке. Технология приготовления смеси выглядит следующим образом:

  • часть воды (обычно 2/3) нагревается до 70 градусов
  • смешивается со щебнем, песком
  • после нескольких вращений барабана подается цемент, остаток жидкости

Замес происходит вдвое дольше (от 2 минут), время виброуплотнения так же повышается в полтора раза. При укладке смеси необходимо удалить из опалубки лед, желательно прогреть подстилающий слой, подбетонку. Полимерными пленками укрывается поверхность фундамента, чтобы сохранить выделяющееся тепло, как можно дольше.

Внимание: Не рекомендуется заливка фундамента при неблагоприятном прогнозе на ближайшие 3 недели. Если температура воздуха может снизиться за это время ниже 5 градусов, придется обогревать конструкцию.

Содержание статьи

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

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.

Заливка бетона при отрицательных температурах

Заливка бетона при отрицательных температурах проще, чем заливка бетона при положительных температурах. В нашей стране холодная или прохладная температура сохраняется на протяжении более половины года. Если учесть, что при бетонных работах «зима» начинается с понижения температуры до 5oC, то «окно» для проведения работ с бетоном очень небольшое. Однако его можно расширить, причем значительно, за счет использования различных средств. Это так называемые технологии зимней заливки бетона.

При нормальном течении процесса отвердевания бетона, влага служит «склеивающим» элементом для частиц цемента. При ее переходе в твердое состояние все процессы останавливаются.

Но это — не единственная проблема. Известно, что при замерзании объем воды увеличивается примерно на 9%. В результате внутри массы бетона образуется повышенное давление.  Если зерна цемента до этого момента еще не набрали некоторого уровня прочности, они под воздействием давления, разрушаются. После рамерзания они уже не обретут свои свойства в полной мере и бетон не будет достаточно крепким.

В зимней заливке армируемых фундаментов есть еще один неблагоприятный момент. Сталь — отличный проводник тепла, и она способствует отводу тепла из толщи бетона. Обладая хорошими теплопроводными свойствами, прутки быстро остывают. Вокруг них вода замерзает в первую очередь. Лед оттесняет частицы бетона, на их место приходит пока не замерзшая вода из еще теплых слоев.

Их всех этих процессов следует, что чем меньше воды в несвязном состоянии будет находиться к моменту замерзания, тем меньше будут потери прочности. Путем различных экспериментов и расчетов были определены граничные значения прочности, при которых бетон можно замораживать. Называются  они точкой критической прочности.

Для железобетонов с ненапрягаемой арматурой (тип, который используется в частном домостроении)  она составляет 50%, для фундаментов, которые будут подвергаться попеременной разморозке/заморозке (бани и дачные домики без отопления) — 70%. После достижения этой точки фундамент можно заморозить. После оттаивания все процессы в нем возобновятся. Потери прочности при этом составляют не более 6%.

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.

You May Also Like

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector