Советы строителям в зимний период
Фундамент — это важнейшая часть любого дома, от которой зависит его надежность и долговечность. Поэтому при строительстве фундамента необходимо соблюдать все технологические требования и избегать ошибок. Оптимальное время для заливки бетона — это лето, когда температура и влажность воздуха способствуют правильному твердению бетона. Но иногда строители вынуждены продолжать работу и зимой, когда погода не благоприятна для бетонных работ. В этом случае возникает вопрос — как заливать фундамент в холодное время года, чтобы не ухудшить его качество и прочность?
Зимний бетон и его особенности
Бетон — это смесь цемента, песка, щебня и воды, которая при твердении образует прочный каменный материал. Процесс твердения бетона зависит от химической реакции гидратации цемента, которая происходит при наличии влаги и тепла. Идеальные условия для твердения бетона — это температура +20°С и влажность воздуха около 100%. При таких параметрах бетон достигает 50% своей марочной прочности через 3-5 дней, а через 28 дней — 100%.
Что случается с бетоном при минусовых температурах? Вода в бетонной смеси замерзает и превращается в лед, который занимает больше объема, чем жидкость. Из-за этого бетон расширяется и растрескивается. Кроме того, цемент не успевает реагировать с водой и не образует прочных связей. Такой бетон после оттепели оказывается слабым и ломким. Такой фундамент не выдержит нагрузок и может привести к обрушению дома.
Как достичь критической прочности бетона
Ученые, изучающие свойства бетона, выяснили, что если бетон достигнет определенного уровня твердения до замораживания, то он не потеряет своих характеристик после размораживания. Этот уровень называется критической прочностью и составляет 20-30% от марочной прочности. После размораживания бетон продолжает твердеть и достигает проектной прочности.
Следовательно, если бетон успеет набрать 20-30% прочности до замерзания, то его можно спокойно оставить на зиму. Задача заключается в том, чтобы обеспечить такие условия для быстрого достижения критической прочности. Если при нормальной температуре это происходит за 1-1,5 суток, то при отрицательной это возможно только при специальных мерах. Поэтому главная задача при заливке зимнего бетона — создать подходящие условия на первой стадии твердения.
Допускается ли заливка бетона зимой
Бетонирование в зимних условиях возможно благодаря тому, что при смешивании цемента, воды и заполнителей происходит экзотермическая реакция. Это значит, что бетонная смесь выделяет тепло, которое может частично или полностью компенсировать влияние низкой температуры окружающей среды. Однако для того, чтобы бетон достиг необходимой прочности, нужно обеспечить его защиту от переохлаждения в течение первых 5-7 дней после заливки. Для этого используются различные методы и технологии, такие как:
- предварительное подогревание компонентов смеси;
- утепление и уход за бетонной конструкцией;
- введение специальных добавок в состав смеси;
- прогрев бетона электрическими электродами.
Кроме того, важно выбирать качественный цемент и правильно подбирать водоцементное отношение, чтобы обеспечить оптимальную плотность и структуру бетона. Это позволит избежать трещин и других дефектов, которые могут возникнуть при замораживании и оттаивании бетона. Таким образом, соблюдая определенные правила и рекомендации, можно успешно проводить бетонные работы даже в самые суровые морозы.
Эти методы позволяют бетону достичь необходимой прочности в течение первой недели после заливки. После этого бетон может выдержать зимние условия без ущерба для качества. Для зимнего бетонирования желательно выбирать смеси с небольшим содержанием воды и высокомарочным цементом, чтобы обеспечить лучшую структуру и меньшую пористость бетона.
Выбор компонентов
Для бетона, который затвердевает в холодное время года, компоненты должны быть более качественными, чем для бетона, который затвердевает при обычных температурах.
Специалисты советуют:
- использовать цемент с высокой скоростью твердения, шлакопортландцемент или обычный ПЦ с маркой М400 и выше;
- сочетать противоморозные добавки с добавками, улучшающими текучесть;
- не добавлять ПМД в смеси с пуццолановым или глиноземистым цементом;
- убирать снег и лед из заполнителей;
- рассчитывать количество противоморозных добавок в зависимости от температуры воздуха;
- уменьшить водоцементное отношение до минимума.
В качестве ПМД применяются нитрит и нитрат натрия в жидкой или твердой форме, а также нитродап и лигносульфонаты. Но их нельзя использовать в бетоне на основе глиноземистого вяжущего и при большом изменении уровня подземных вод.
Предварительное подогревание компонентов бетона зимой
Все ингредиенты бетона кроме цемента перед смешиванием подогреваются до нужной температуры:
- наполнители — до 55-60°С;
- вода — до 90°С.
Цемент подогревать нельзя, так как он может стать менее активным. Сперва в бетоносмеситель наливают горячую воду, после нескольких оборотов — наполнители. В уже охладившуюся смесь добавляется цемент. Температура готового бетона перед укладкой должна быть не ниже 35°С.
Теплый раствор распределяется по опалубке. Пока он охлаждается, в растворе происходит реакция гидратации цемента. Дополнительное тепло способствует первичному затвердению, поддерживая температуру бетона на нужном уровне.
Прогрев ямы и котлована
Реакция гидратации происходит при температурах выше +5°С. Поэтому падение температуры бетонной смеси ниже этого значения запрещено. Подготовка к укладке начинается с прогрева ямы (котлована). В условиях индивидуального частного строительства используются костры с открытым огнем, отражательные печи, термоматы, горячие теплоносители — песок, шлак.
Для фундамента-плиты сложнее всего подготовить котлован. Большая площадь грунта не успевает прогреться и быстро замерзает. А ленточное основание легче согреть, потому что траншеи можно готовить и заливать по частям.
Зимние добавки в бетон
Чтобы бетон не замерзал и быстрее твердел, используют 3 вида присадок:
- Антифризы — это специальные растворы с солями, которые снижают температуру замерзания воды. Так зерна цемента могут впитать нужное количество жидкости. Антифризы не влияют на скорость гидратации, поэтому структура бетона не меняется.
- Ускорители твердения — это химические реактивы, которые разлагают частицы цемента. Это приводит к их быстрому растворению в воде и к скорому первичному схватыванию. Ускоряющие противоморозные добавки улучшают структуру бетона — повышают его водонепроницаемость, плотность и морозостойкость.
- Сульфатосодержащие добавки — это тоже ускорители твердения, но они действуют по-другому. Когда они реагируют с цементом, образуются плотные сгустки, которые быстро растут. При этом выделяется много тепла, что еще больше ускоряет твердение бетона.
Присадки бывают в виде сухих смесей или растворов. Самые популярные добавки — поташ, нитрит натрия, нитрит-нитрат кальция, нитрит-нитрат-хлорид кальция, мочевина, поваренная соль.
Есть комплексные добавки, которые сочетают в себе разные свойства. Они содержат пластификаторы, вещества для ускорения или замедления твердения, реактивы для защиты от коррозии. Такие продукты помогают подобрать оптимальный состав бетона для заливки в любых условиях.
Важно. При использовании добавок нужно следовать рекомендациям производителей.
Теплоизоляция залитого на холоде бетона
Зимой бетонирование требует особого подхода, чтобы обеспечить необходимую температуру и скорость затвердевания бетона. Для этого применяются различные методы теплоизоляции и прогрева. В холодное время года при бетонировании необходимо обеспечить теплоизоляцию и прогрев монолитных конструкций, чтобы предотвратить их переохлаждение и обеспечить надежное схватывание раствора. Существуют разные методы решения этой задачи, каждый из которых имеет свои особенности, преимущества и недостатки.
Теплоизоляция заключается в укрытии бетонной конструкции специальными материалами, которые сохраняют тепло и предотвращают переохлаждение. Это может быть солома, ветошь, торф, пленка, теплоизолирующие тенты или тепляки. Некоторые из них могут быть встроены в опалубку. Важно также обеспечить паро- и гидроизоляцию, чтобы защитить утеплитель от влаги и пара, выделяющегося из бетона. Если фундамент укрывается пленкой и землей, то слой земли должен быть не менее 20-30 см.
Прогрев бетона электричеством
Прогрев бетона при помощи электричества используется на больших объектах или в частном строительстве. Существуют разные способы электропрогрева:
- греющий кабель, который располагается по арматуре и подключается к сети через трансформатор. Кабель остается в бетоне после затвердевания;
- электроды, которые крепятся к арматуре по схеме и подают ток низкого напряжения. Ток вызывает выделение тепла в бетоне, но снижается по мере его твердения. Это главный недостаток этого метода;
- греющая опалубка, которая имеет встроенные инфракрасные элементы. Опалубка может быть арендована и служит многократно. Но она не подходит для нестандартных проектов.
Поддержание температуры с помощью газовых пушек
Данный способ подходит для прогрева небольших фундаментов. На уровне конструкции монтируется каркас из деревянных материалов. Он покрывается ПВХ пленкой или брезентом. Внутри размещаются тепловые пушки, которые повышают температуру воздуха. Чем выше она будет, тем скорее бетон наберет прочность.
При использовании нагревательного оборудования необходимо соблюдать правила безопасности. Чтобы предотвратить перегрев и деформацию пленки, пушка должна находиться на расстоянии не менее 1,5 м от ее поверхности.
Метод быстрого термоса
Применяется при температуре воздуха до -15…-20°С. При этом эффективно используется тепло, которое выделяется в бетоне при гидратации цемента. Обязательное условие — использование противоморозных добавок.
Метод быстрого термоса заключается в том, чтобы обеспечить в уже заливаемом бетоне наиболее благоприятные условия для поддержания оптимальной температуры. Для сохранения экзотермического тепла внутри укладываемого бетона используются все доступные способы:
- на первом этапе нагреваются материалы или сама бетонная смесь до начала укладки в опалубку;
- после заливки необходима теплоизоляция;
- можно применять электропрогрев для ускорения твердения.
Количества тепла обычно достаточно, чтобы бетон за 2-3 суток набрал необходимую прочность. Опалубка должна иметь паро- и теплоизоляционные слои.
Температурный режим выдержки зависит от факторов:
- температуры воздуха, скорости ветра;
- формы и размеров фундамента;
- температуры бетона;
- типа теплоизоляции;
- тепловых свойств бетона;
- силы экзотермической реакции.
Как правильно снять опалубку после заливки бетона.
Опалубка — это временная конструкция, которая придает форму бетону и не дает ему растекаться. Опалубку нужно снять, когда бетон достигнет заданной прочности и температуры, которые контролируются специальными датчиками в теле бетона. Если вы снимете опалубку раньше, бетон может деформироваться или треснуть. Если вы снимете опалубку позже, бетон может пересохнуть или потерять влагу.
Зимой снятие опалубки может быть затруднено из-за мороза. Если опалубка примерзла к бетону, то нельзя ее насильно отрывать или отбивать. Это может повредить бетон и опалубку. В таком случае нужно подождать, пока опалубка отогреется сама или с помощью специальных устройств, например, тепловых пушек или инфракрасных обогревателей.
Выводы:
Возможно ли строить фундамент в зимнее время для дома — ответ: однозначно «да». Соблюдая правила выбора бетона и способа поддержки температуры, можно добиться быстрого достижения критической прочности конструкции. После этого фундамент не боится заморозки и не теряет свойств, а весной продолжит укрепляться для дальнейшего строительства.
