Какая противоморозная добавка лучше. Заливка бетона при минусовых температурах – возможные варианты бетонирования. Внешние условия «для созревания»

Особенности бетонирования заключаются в том, что бетонное основание не моментально становится прочным, а набирает этот показатель постепенно. Процесс набора прочности считается оптимальным, если бетон достиг проектного показателя за 28 дней. Но этот временной показатель зависит от некоторых фактором. А самым влиятельными является температурный и влажностный показатели. Тем более, что бытует мнение о невозможности заливать бетон в минус.

Особенности твердения бетона

Как же происходит набор прочности бетона? Самое простое объяснение - это потеря бетонной смесью влаги. Влагосодержание должно проходить равномерно, в соответствии с нормативными требованиями. А если температура не оптимальна, а приближается к минусу или отрицательная?

В этом случае бетон начнёт твердеть в течении нескольких часов только благодаря отдаче собственного тепла, а затем возможны два варианта:

• вода в микротрещинах и порах замёрзнет и начнёт расширяться, что приведёт не к твердению монолита, а к его растрескиванию;
• при очень низких температурах бетон сам замёрзнет и процесс набора прочности остановится до его полного оттаивания. Прочность после оттаивания обычно снижается, а срок эксплуатации всей конструкции становится меньше.

Ни первый, ни второй вариант строителей не устраивает. Поэтому стоит взвесить все за и против заливки бетона при минусовой температуре.

Организация работы зависит от того, с какой маркой бетона проводится работа. Для разных марок существует показатель критической прочности, который устанавливает процент от проектного значения, при котором заморозка бетона не нарушит его структуру на столько, чтобы повлиять на конечное значение прочности. Например, для марки бетона М300 этот процент равен 40%, а для марок более низких чем М200 - 50%.

Задача строителей: обеспечить такие условия застывания бетона, чтобы он успел достигнуть критической прочности до момента полного замерзания.

Существует несколько вариантов укладки бетона при минусовой температуре, когда требования по показателю критической прочности можно выполнить:

• применение электрического подогрева;
• способ термоса;
• введение противоморозных добавок;
• создание укрытий с поддержанием определённого режима или конвективный способ.

Этап изготовления и транспортировки зимой

Если не соблюдать всех технологических требований на каждом этапе создания бетонной конструкции зимой, можно потерять качество ещё на стадии формирования смеси или её транспортировки.

Температура транспортируемой смеси должна быть такой, чтобы в момент её выгрузки на строительном объекте она соответствовала проектной для данной марки и способа укладки. При использовании подогрева или добавок бетонная смесь может иметь температуру около 5 0 С, а если применятся вариант «термос», тогда необходимо обеспечить температуру 25 0 С.

Обратить внимание! Высокая температура снижает подвижность бетона.

Чтобы конечный продукт имел требуемую температуру, можно применить несколько технологий:

• использовать подогретую до высокой температуры воду;
• нагреть заполнитель - песок, щебень, гравий;
• прогрев паром всех компонентов во время смешивания в бетоносмесителе.

Обратить внимание! При изготовлении бетона на стройплощадке порядок работы такой: горячая вода в начале соединяется с заполнителем, а затем только вводится цемент.

Для сохранения температуры полученного бетона, в машинах утепляют кузов или используют тёплые контейнера. Но наиболее выгодный способ - это использование автобетоносмесителей, когда для затворения смеси применяют горячую воду прямо на строительной площадке.

В условиях, когда вовремя транспортировки смесь остыла, но не начала схватываться, её разогревают электродами до необходимой температуры.

Работа при минусовой температуре

Избежать бетонирования при минусовой температуре не удаётся, значит необходимо уменьшить время достижения критической прочности состава. Кроме уже перечисленных методов, часто идут по более простому пути и повышают марку бетона, но такой вариант требует тщательных расчётов и подбора компонентов.

При любом способе бетонирования зимой, следят за тем, чтобы внутри всей конструкции температура была выше 0 0 С в течении всего времени набора необходимого процента прочности.

Создание утепленного защитного сооружения или покрытие термоплёнкой с настилом из теплоизолирующих материалов, считается самым простым. В качестве материала для настила служат опилки, снег, торф. Они обеспечивают необходимую температуру, и требуется только контроль за влажностью.

При необходимости привести заливку бетона при минус 5 0 С, одного утепления может оказаться недостаточно. Эффективным вариантом может стать использование электрического тока, который обеспечит изотермический прогрев. В этом случае сама бетонная смесь становится частью электрической цепи как сопротивление. В ней электрическая энергия будет превращаться в тепловую. В качестве электродов используют стальную арматуру. Сами электроды могут располагаться внутри смеси и на её поверхности.

Электробогрев проводят не только с помощью электродов. Для этого используют ещё несколько способов и устройств, таких как:

• термоактивная опалубка;
• электрические отражательные печи;
• инфракрасные обогревательные приборы;
• цилиндрические приборы сопротивления.

В качестве обогревающего устройства может выступить любой электроприбор, генератор пара, индукционное поле. выбор прибора и метода прогрева зависит от следующих факторов:

• конструкция сооружения, её геометрические параметры;
• показатель критической прочности состава;
• наличие требуемой мощности электрического тока.

Противоморозные добавки

Менее затратным с точки зрения энергоресурсов считается введение добавок повышающих морозостойкость бетонной смеси. Противоморозные добавки могут составлять до 10% от общего объёма цемента в бетонной смеси. Они не дают бетону замёрзнуть и способствуют его набору прочности при температуре ниже 0 0 С.

Наиболее распространённые химические добавки в бетон при минусовой температуре это хлорид кальция или натрия, нитрат и сульфат натрия, поташ. В армированный бетон в качестве добавки используют поташ, который позволяет смеси твердеть при температуре -25 0 С. Иногда можно использовать, так называемый, холодный бетон. В нём количество добавок достигает 15% к массе цемент. Такой бетон защищается тепловой подушкой со всех сторон, чтобы обеспечить одинаковую температуру по всему объёму конструкции.

Нельзя применять противоморозные добавки, если сама конструкция будет эксплуатироваться при температуре более 60 0 С или в условиях агрессивной среды.

Работы по бетонированию в зимний период проводит можно, но это достаточно затратное и энергоёмкое мероприятие. Возможно стоит немного подождать, чтобы была возможность соблюдать все технологические требования.

Проведение строительных работ не всегда производится при благоприятных погодных условиях. Заливка бетонного пола или возведение фундамента – то есть все процессы, связанные с приготовлением и укладкой бетонной смеси, ограничены довольно узким температурным диапазоном окружающей среды. В частности, пониженные значения в немалой степени влияют на процессы схватывания и твердения, а также на время набора бетоном марочной прочности. Существует ли возможность проведение таких работ при минусовой температуре и насколько это оправданно? Попробуем ответить на этот вопрос.

Особенности бетонной смеси

Физико-химические свойства бетона определяют оптимальный диапазон температур при работе с ним, находящийся в пределах от +17 до +25 градусов. Нормальные условия обеспечивают заявленную марочную прочность отвердевшего раствора примерно через 28 суток.

Скорость процесса гидратации цементной смеси сильно замедляется в случае снижения температуры и практически приостанавливается при +5 градусах. При дальнейшем понижении до отрицательных значений, вода, содержащаяся в растворе, замерзает, а ее объем значительно увеличивается. Возникающие силы внутреннего давления приводят к разуплотнению и разрыхлению структуры бетона, а его монолитность обеспечивается лишь за счет смерзшейся влаги.

При повышении температурных значений до положительных значений происходит оттаивание воды, возобновление реакции гидратации цемента и постепенное отвердение бетона. Однако последствия нарушения структуры при заморозке значительно сказываются на прочности монолита.

Экспериментальным путем и после проведения различных расчетов были определены критические точки, когда различные марки бетонного раствора могли бы подвергаться замораживанию без ощутимых последствий. Критическая прочность бетона, по достижении которой негативный процесс перестает оказывать заметные воздействия на характеристики конструкции, была установлена на уровне 50% от марочного показателя прочности.

Таким образом, заливка бетоном при минусовых температурах сводится к комплексу мер, предотвращающих замерзание воды до набора им критической прочности. Для этого существует несколько методов:

• изготовление раствора из предварительно подогретых компонентов;
• утепление опалубки;
• подогрев уложенной смеси;
• холодное бетонирование с помощью различных химических добавок, снижающих точку замерзания.

Рациональное применение одного из способов обуславливается объемом возводимой конструкции, исполнением заявленных прочностных характеристик, наличием и доступностью энергоресурсов. Но метеорологические условия, все же, являются решающим фактором при выборе варианта заливки.

Все озвученные методы неплохо работают как поодиночке, так и в совокупности.

Бетонирование с использованием собственного тепла раствора

Данный способ применяется при суточных колебаниях температуры с ее переходом через нулевую отметку, а также при незначительных заморозках. Суть заключается в том, что в подготовленную утепленную опалубку укладывается прогретая бетонная смесь, для приготовления которой важно правильно подобрать марку цемента. Чем выше она будет, тем быстрее произойдет схватывание и отвердевание раствора, и тем больше выделится тепла при гидратации.

Замес производят на воде, имеющей температуру не менее 90 градусов, и наполнителях, предварительно прогретых путем обдува горячим воздухом. При этом изменяется порядок закладки компонентов смеси: сначала в бетономешалку заливается вода, потом – строительный песок и щебень. Добавление цемента, который должен иметь комнатную температуру, производится в последнюю очередь, после нескольких оборотов бака.

Ни в коем случае не допускается нагревание цемента или его засыпка в горячую воду!

Для набора бетоном критической прочности необходимо как можно дольше сохранять оптимальный тепловой режим, не допуская быстрого остывания. С этой целью используют любые материалы – полиэтиленовую пленку, брезент, соломенные маты. Наиболее эффективным считается применение утепленной опалубки из пенополистирола. Материал имеет низкий коэффициент теплопроводности, что позволяет продлить временной интервал остывания, способствуя качественному вызреванию бетона. Являясь несъемной, такая опалубка в дальнейшем обеспечивает надежную теплоизоляцию конструкций.

Бетонирование с подачей тепла от внешних источников

Заливка бетона в зимний период при минусовой температуре требует постоянного прогрева уложенного раствора, не допуская его замерзания. Обеспечить условия для набора монолитом критической прочности можно несколькими способами.

Устройство тепляков

Наиболее надежный способ поддержания плюсовых значений температуры уложенного бетона подразумевает возведение временного сооружения над залитой конструкцией. Тепляк представляет собой каркас, обитый фанерой или обтянутый полиэтиленовой пленкой по типу огородной теплицы. Размеры времянки должны быть минимальными. Нагрев внутреннего воздуха производится с помощью калориферов, инфракрасных обогревателей или переносных газовых горелок.

Наиболее существенным моментом здесь является контроль и поддержание влажностного режима, так как циркулирующий прогретый воздух интенсивно забирает влагу из раствора, необходимую для полноценной реакции гидратации цемента. Чтобы влага не испарялась, уложенный бетон накрывают полиэтиленовой пленкой и периодически увлажняют.

При зимнем бетонировании иногда применяют прогревание уложенного раствора паром низкого давления. Для этого сооружают специальную опалубку с паровой рубашкой, охватывая ей всю конструкцию. Однако такой способ в последнее время заменяют электрическим подогревом.

Электрический прогрев бетона

Создание условий для вызревания бетона при минусовых температурах может осуществляться с помощью электрического тока, подведенного к электродам. Специальные металлические стержни или пластины располагают на поверхности опалубки или погружают внутрь раствора, подсоединив к разным полюсам электросети. Влажный бетон замыкает цепь и, обладая определенным сопротивлением, преобразует электроэнергию в тепло, нагревая раствор. Такая технология значительно сокращает вызревание смеси, которая к 28-дневному возрасту может приобретать до 80% критической прочности.

Данный метод возможен только для неармированных и малоармированных конструкций, что является существенным недостатком его применения для обогрева раствора. Кроме того, высокое потребление электроэнергии делает его экономически невыгодным.

В индивидуальном строительстве будет лучше воспользоваться прокладкой специальных греющих кабелей по арматурному каркасу или по внутренней стороне опалубки. При этом ее необходимо надежно термоизолировать, не допуская утечки тепла через стенки. Подогрев бетонного раствора следует надлежащим образом круглосуточно контролировать, проводя измерения каждые несколько часов и не допуская его нагрева более 30 градусов.

Относительно новым способом теплового воздействия в зимнем строительстве является применение термоматов. По сути, это большая электрогрелка, состоящая из нагревательного элемента и теплоизоляции, герметично вмонтированная внутрь водонепроницаемой оболочки. Греющие маты обеспечивают равномерное распределение температурного поля в толще бетона и по периметру на расстоянии до 20 см от себя. Их использование возможно при температурах окружающей среды до -20 градусов.

Холодное бетонирование

Для возможности набора бетоном критической прочности в условиях заливки раствора при отрицательных температурах, широко используются противоморозные добавки. Они поддерживают реакцию гидратации цемента, предотвращают преждевременное замерзание влаги в смеси, нормализуют процесс отвердевания бетона, и обладают следующими положительными качествами:

• ускоряют набор требуемой критической прочности;
• понижают точку кристаллизации содержащейся в растворе воды;
• увеличивают подвижность бетонной массы, облегчая работу с ней;
• защищают металлическую арматуру от коррозии.

Противоморозные добавки следует применять только при отрицательных температурах внешней среды и в строгом соответствии с прилагаемой инструкцией производителя, так как их ненормированное использование способно изменить свойства бетонного раствора не в лучшую сторону.

Наиболее распространенными противоморозными добавками для приготовления бетона являются:

• поташ и другие вещества, основу которых составляют соли монокарбоновых кислот – ускоряют действие при отвердении бетона. Они не вызывают коррозии арматуры, не образуют на поверхности застывшего раствора высолов и допускают работу с ним при температурах до -30 градусов, сохраняя, при этом, его свойства.
• хлористый натрий – применяется совместно с портландцементами. Он пластифицирует смесь, препятствуя ее чрезмерно быстрому загустению. Основным недостатком является его коррозирующее воздействие на стальную арматуру.
• нитрит натрия – запрещается использовать совместно с глиноземистыми цементами. Добавка допускает работу с бетонным раствором при температуре не ниже -15 градусов.
• формиат натрия - используется только в сочетании с пластифицирующими добавками. В противном случае он может вызвать дефекты в бетонной смеси в виде пустот, обусловленных образованием и скоплением солей.

Метод холодного бетонирования имеет некоторые недостатки:

• его применение запрещено в предварительно напряженных конструкциях;

• уложенный раствор имеет повышенную усадку;
• бетон обладает пониженным показателем морозостойкости и водопроницаемости.

Кроме того, некоторые добавки накладывают свои дополнительные ограничения в применении.

Работы, связанные с заливкой бетона, целесообразно производить при наиболее благоприятных условиях. При этом нужно помнить, что начинать работы следует при температуре не менее +10 градусов, и если в ближайшие 28 суток не ожидается ее понижения. Современные технологии, конечно, позволяют выполнять бетонирование и при отрицательных температурах окружающей среды, однако это приводит к немалым дополнительным финансовым затратам и приступать к ним можно только в случае крайней необходимости. Если нет возможности перенести сроки проведения работ на более благоприятный период, стоит учесть некоторые советы специалистов, помогающие добиться приемлемого качества при заливке:

• наполнители – песок и щебень, использующиеся для приготовления раствора, в обязательном порядке прогреваются для исключения попадания в замес включений льда или снега;
• опалубка должна быть очищена от наледи и заранее утеплена;
• дно котлована и арматуру необходимо прогреть, добившись хотя бы минимальных положительных значений температуры;
• заливка бетоном должна производиться за один раз при непрерывной подаче смеси;
• максимальная температура используемого раствора допускается не более 35-40 градусов;
• готовые залитые сегменты конструкции укрываются теплоизолирующими материалами, не допуская утечки собственного тепла из бетона.

На протяжении всего срока набора бетоном критической прочности требуется соблюдение температурного режима. При этом не стоит забывать о контроле равномерности распределения теплового поля в толще конструкции, так как применение греющих электрокабелей может привести к пересушке ее отдельных сегментов.

Заливка бетона при минусовых температурах производится, в основном, при крупном капитальном строительстве, так как требует применения специального оборудования, наличия дополнительных стройматериалов и финансовых средств. Целесообразность проведения таких работ в индивидуальном порядке во многом зависит от наличия ресурсов и связано с определенными рисками.

От прочности фундамента напрямую зависит надежность и долговечность всего строения. Планируя подобный «нулевой» цикл ст роительных работ, необходимо учитывать множество факторов. Особенно важное значение приобретает информация, при какой температуре можно заливать фундамент.

Если не учесть погодные условия во время процесса , качество и марку раствора, применение добавок, которые способны понизить температурную кристаллизацию воды, мероприятия по по ддержанию необходимых режимов для созревания бетона, то работа может быть проведена напрасно, и возведенная основа здания начнет крошиться сразу же после затвердевания.

Некоторые владельцы загородных участков торопятся возводить на своей новообретенной территории капитальные сооружения, не обращая внимания на время года. В некоторых, довольно редких случаях это бывает оправдано, однако, сложностей при таком подходе немало, и они начинаются уже на стадии подготовительных работ.

Вне зависимости от времени года подготовительные мероприятия будут включать целый перечень обязательных работ:

• Место, где будет устраиваться фундамент под возведение сооружения, должно быть очищено от верхнего слоя почвы и размечено соответствующим образом. Снять верхние слои грунта в морозную погоду – достаточно трудоемкая задача.
• Когда общее место будет определено, производится разметка внутренних границ траншеи, которую необходимо вырыть под фундамент. Глубина ее должна составлять от 500 до 800 мм — эта величина будет зависеть от типа грунтов местности, где ведется строительство, глубины их промерзания, особенностей возводимого здания (его этажности, материала стен и крыши и т.п .) Землеройную технику для отрывки узких и достаточно глубоких траншей с ровными стенками применить можно далеко не всегда. Ручное же выкапывание мёрзлого грунта – еще одна сложность при проведении зимних работ.
• На дно котлована-траншеи укладывается гидроизолирующая и укрепляющая подушка. Первым укладывается песок и хорошо утрамбовывается, толщина слоя может быть от 100 до 150 мм. На него засыпается щебенка и тоже хорошо уплотняется. Очень часто зимой и песок, и гравий находятся в «прихваченном» морозом состоянии. Существует большая вероятность, что с подъемом температуры подушка может потерять необходимую плотность, даже при самом качественной трамбовке.

• Кроме того, нет полной уверенности, что при общем оттаивании грунта весной и возможных при этом его движениях всю конструкцию возводимого фундамента не «поведет », а это может привести к образованию внутренних напряжений и трещин.
• Следующим шагом идет установка или деревянных щитов, которая гидроизолируется плотной полиэтиленовой пленкой . На сильном морозе полиэтилен нередко теряет эластичность, становится ломким, и гидроизоляция может получить повреждения.

• Может использоваться и несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола, которая, помимо своей прямой функции, выполняет еще и роль утеплителя.

• Далее, в опалубку необходимо установить арматурную конструкцию, которая сваривается или скручивается стальной проволокой. Арматура для этой конструкции берется толщиной от 10 до 15 мм. Нельзя забывать, что арматурная сталь имеет достаточно значительный коэффициент линейного термического расширения. Сваренный на сильном морозе арматурный каркас обязательно будет стремиться к изменению размеров при повышении температур. Это – еще одна весомая «добавка» к ненужным внутренним напряжениям конструкции фундамента.

Тем не менее, как уже упоминалось, бывают ситуации, когда, в силу тех или иных причин, возведение фундамента в зимний сезон является оправданным:

• Это может быть вызвано особенностями грунтов. Если в местности, где проводится стройка, преобладают песчаные сыпучие грунты, то, лучше проводить возведение фундамента в промерзлой твердой почве, которая сохраняет нужную для котлована форму.
• Не следует сбрасывать со счетов невозможность проведения стройки летом по причине особых климатических условий региона.
• В ряде местностей из-за слабой развитости дорожных сетей доставка больших объемов строительных материалов или передвижение тяжелой специальной техники возможно лишь по замерзшему грунту.
• Иногда к зимней стройке прибегают в целях экономии средств, так как в этот период снижаются цены на необходимые материалы. Это будет выгодно в том случае, если работа будет проводиться самостоятельно.
• Часто появляется возможность экономии за счет снижения строительными фирмами стоимости услуг, в связи с резким снижением спроса на их деятельность в холодное время года.

Когда все подготовительные процессы будут закончены, можно рассчитывать густоту и состав раствора, параметры которого будут зависеть от температуры, при которой он будет заливаться в опалубку.

Заливка фундамента бетоном

• Когда бы не проводилась заливка, раствор для фундамента не должен быть слишком тонкий, поэтому его чаще всего изготавливают из цемента и средней величины щебенки .
• Часто в раствор добавляют пластификаторы, которые улучшают состояние и прочность , увеличивают его сцепление с арматурными конструкциями, повышает влагостойкость фундамента.Кроме этого, как утверждают производители, при заливке пластификаторы снижают расход цементного раствора на 20%.

Благодаря тому, что пластификаторы положительно влияют на морозостойкость раствора, их очень часто добавляют и в тех случаях, когда приходится заливать фундамент пр и отрицательных температурах воздуха.

Оптимальные условия для заливки бетона — температура от 15 до 25 градусов

• По всем рекомендациям заливка бетона должна производиться при температуре не ниже 5 градусов – это, по сути, является критическим показателем для нормального созревания. Однако, и летняя жара тоже мало подходит для проведения этих строительных процессов. Оптимальным температурным режимом для заливки раствора в котлован является +15 ÷ 25 градусов. Такие условия позволят получить без лишних затрат и технологических приемов максимально прочную основу под возведение стен и в минимальные сроки.

• В случае, когда раствор изготавливается самостоятельно прямо на строительной площадке, все используемые для него материалы не должны быть в замороженном состоянии и не должны иметь в своем составе снега или кристаллов льда. Поэтому лучше их приобретать в фирмах, которые гарантированно обеспечивают им должное хранение.
• Раствор необходимо заливать и распределять по опалубке быстро, чтобы мороз не успел схватить влагу в растворе. Поэтому заливка всего объема производится в таких условиях только за один раз. Если фундамент имеет большой объем и площадь, то лучше воспользоваться предложениями профильных фирм, которые занимаются изготовлением, доставкой и выгрузкой необходимого раствора в подготовленную опалубку.

• Не рекомендовано проводить заливку бетона слоями, так как между ними, благодаря низким температурам, могут образоваться щели, что сделает фундамент менее прочным.

Если обстоятельства сложились таким образом, что приходится проводить работы в условиях критических температур, нужно знать, что процессы схватывания и затвердевания будут увеличены в несколько раз. Поэтому заливка фундамента в зимний период проводится только при крайней необходимости.

Ниже приведена таблица, из которой наглядно видно, как влияет температура окружающей среды на время созревания и полного набора необходимой прочности обычного бетонного раствора марки М200 – М300, изготовленного на основе портландцемента М-400 или М-500.

Примечания:

— процентные показатели рассчитаны в соотношении к эталонной прочности созревшего бетона данной марки.

— под значками (٭) указаны так называемые условные нормативно-безопасные сроки проведения распалубки залитой бетонной конструкции.

— значки (٭٭) – это сроки созревания для начала полностью безопасных дальнейших работ.

Чтобы обеспечить необходимый минимально допустимый температурный режим используют несколько технологий:

• Процесс пр оводится с подогреванием арматурной конструкции либо с установкой специальных обогревательных кабелей. В этом случае к фундаменту должно быть подведено соответствующее электрическое напряжение. Существует несколько технологий, как с применением токов высокого напряжения (до 380 вольт ) так и низкоточные (12 вольт ). Разогревшись, арматурная конструкция или греющий кабель не дадут смерзнуться влажному, не схватившемуся раствору.

Однако, такие методы оправданы только при масштабном промышленном строительстве – подобные технологии являются весьма опасными и требующими высочайшей квалификации специалистов. Кроме того, немаловажной будет являться затрата большого количества электроэнергии, а значит придется заплатить изрядную сумму. В итоге суммарный бюджет такого обустройства фундамента вряд ли приемлем для среднестатистического российского частного застройщика .

• Можно воспользоваться и другой технологией — это использование для устройства фундамента несъемной утепленной опалубки.

Для этого способа используются пустотелые блоки из экструдированного пенополистирола, которые удобно устанавливать друг на друга, благодаря имеющимся зубцам на боковых и верхних поверхностях . Они идеально совмещаются друг с другом, не оставляя щелей (своеобразный аналог детского конструктора «Lego» ). Во внутреннее пространство устанавливают арматурные конструкции, которые придают фундаменту требуемую общую жесткость .

С фундамента не снимают, а после затвердевания бетона поверхность затягивается армирующей сеткой-серпянкой, штукатурится и гидроизолируется .

Однако, такой подход лишь уменьшит негативное влияние отрицательных температур при созревании бетона, но не снимет проблему полностью.

• В любом случае для надежного схватывания залитого фундамента при минусовых температурах, сверху он обязательно закрывается плотной полиэтиленовой пленкой . Для этого возводят над ним временное сооружения из дерева или арматурных прутьев, которое также затягивают полиэтиленом. В получившемся закрытом помещении, внешне напоминающим парник, поддерживают необходимую для качественного застывания температуру с помощью тепловых пушек. Понятно, что и это потребует очень существенным материальных затрат.

Как можно убедиться, даже с экономической точки зрения проведение работ по заливке фундамента в зимнее время вызывает большие опасения. Поэтому прежде чем начинать такую работу во время холодов, нужно очень тщательно взвесить все финансовые риски и оправданность подобной спешки.

Видео: работы по «зимней» укладке бетона в фундамент

Являются ли «панацеей» противоморозные добавки?

Бытует весьма распространённое мнение, что проблему зимней заливки бетонного фундамента вполне можно решить использованием специальных соляных присадок в подготавливаемый раствор. Если судить по многочисленной рекламе, то стоит добавить этот компонент пр и замешивании, а дальше все пойдет своим чередом С этим стоит разобраться поподробнее.

Видео: один из вариантов противоморозной добавки в бетон

Прежде всего, необходимо уяснить, как, собственно, происходит процесс тв ердения и созревания бетонного камня.

Когда раствор залит в опалубку, он проходит до готовности через две стадии — это схватывание и отвердевание.

• Схватывается залитый бетон в течение 24 ÷ 30 часов. За это время жидкая консистенция переходит в твердое состояние, однако, она еще не имеет достаточной прочности. Именно в этот период начинают формироваться кристаллические связи , происходит связывание свободной воды и цементных составляющих раствора.
• Далее начинается второй этап — это окончательное отвердение, созревание и упрочнение бетонной конструкции — он проходит в течение намного более длительного срока. Этот период зависит от нескольких факторов, таких, как марка приготовленного раствора, уровень влажности и температурный режим, а также наличие специальных упрочнительных добавок.

Как говорилось выше, оптимальная температура для химических реакций обоих процессов варьируется от 15 до 25 градусов. Чем выше она в этом диапазоне, тем быстрее пройдет окончательная кристаллизация, переход воды в гелеобразное состояние. Но даже в оптимальных условиях о готовности фундамента можно говорить не ранее, чем через 4 недели – основа полностью готова для возведения стен.

Опасность отрицательных температур кроется в нескольких причинах:

• Во-первых, расширение замерзшей несвязанной цементом воды вызывает внутренне давление на пористую структуру бетона, что приводит к его разрушению. Особенно это становится заметным после повышения температуры до положительных отметок – такой бетон по прочности ни идет ни в какое сравнение с «нормальным».
• Во-вторых, сам по себе сложный химический процесс гидратации цемента требует определенного температурного режима. Уже при температуре ниже +5° С активность этих процессов снижается до критических отметок, и чем холоднее, тем более вялотекущим будет созревание бетона. И даже в этом случае такой «прерывистый» процес с с ущественно ухудшает качество готовой бетонной конструкции.

Поташ — весьма распространенная добавка для повышения морозоустойчивости свежезалитого бетона

Чтобы в какой-то мере минимизировать негативное влияние мороза и разработаны специальные добавки. Технологи пытаются таким образом решить обе проблемы. Добавлением солевых растворов повышают плотность воды, резко снижая температуру ее кристаллизации. Специальные присадки, кроме того, предназначены для своеобразной катализации и дополнительного вовлечения воздуха в процессы химического вызревания бетонного камня в условиях отрицательных температур. Обычно подобные составы изготавливаются на основе поташа, лигносульфоната , гидрохлорида кальция, нитрита или формиата натрия.

Однако, если с замерзанием воды вопрос в той или иной мере решается положительно, то «обмануть» законы химии гораздо сложнее. Процесс с озревания все равно не отличается быстротой, и занимает намного больше времени, нежели в оптимальных условиях.

В таблице ниже для примера показаны ориентировочные сроки вызревания бетона в условиях отрицательных температур с применением противоморозных добавок:

Можно убедиться, что даже при — 5° о полной готовности бетонной конструкции может идти речь только спустя 3 месяца. При более холодной атмосфере срок еще больше возрастает.

Возникает вполне резонный вопрос: имеет ли для хозяина индивидуального участка смысл «завязываться» с зимней укладкой фундамента (если это не вызвано какими-то особыми обстоятельствами), тратить на это значительные материальные средства , физические усилия, если реальный выигрыш по времени практически недостижим. Тем более, что и с противоморозными добавками тоже все обстоит не так просто:

• Некоторые виды добавок вызывают активные коррозионные процессы на металлическом арматурном каркасе. Не все марки сталей подойдут для этих целей.
• Замешивание «зимнего» бетонного раствора – намного сложнее, нежели обычного. Провести такую работу вручную – попросту невозможно, так как требуется особо тщательное перемешивание компонентов до абсолютно однородной консистенции. Время замеса значительно возрастает, компоненты должны пройти определенную подготовку (разогрев до нужной температуры), необходим строго выверенный порядок подачи материалов в смеситель и т.д . нужна очень точная дозировка дополнительных присадок, зависящая и от марки бетона, и от температуры воздуха – здесь требуется профессиональный подход. Как вариант – доставка готового модифицированного раствора, изготовленного в заводских условиях – но это опять упирается в вопрос рентабельности подобного строительства.
• Даже с использованием присадок температура ниже -20° С все рано является критичной, а подобное резкое падение зимой, например, в ночное время – отнюдь не редкость.
• Нельзя заливать подобные растворы и в том случае, если внезапно началась оттепель, пошел дождь или относительная влажность воздуха подскочила выше отметки в 60%.
• Применение таких добавок вовсе не освобождает от необходимых мероприятий по устройству «парника» после заливки, и поддержания нужной температуры с помощью тепловых пушек. Если это невозможно, то фундамент пр идется закрыть утеплителями (например, слоем сухих опилок, травы или дернины, толщиной порядка 300 мм, а потом укрыть до созревания пленкой . Проводить распалубку все равно, скорее всего, придется только весной, по окончанию устойчивых холодов.

Уход за за литым фундаментом

Было бы серьезной ошибкой полагать, что даже в идеальных условиях можно лишь залить опалубку бетоном, а потом созревания. Как бы это странно ни звучало, но свежезалитый фундамент вс егда, при любых обстоятельствах нуждается в определенном уходе. Главными задачами подобных технологических мероприятий являются:

• Сведение к минимуму усадки залитой бетонной конструкции.
• Обеспечить наиболее оптимальные режимы для процесса вызревания.
• Максимально предохранить застывающий фундамент от перепадов температур, в том числе – суточных.
• Не допустить пересыхания залитого раствора, быстрого испарения несвязанной воды – это наверняка закончится растрескиванием поверхности.
• Создать защиту незастывшей и не набравшей прочности конструкции от механических повреждений.

Мероприятия по по добному уходу должны начинаться буквально с момента заливки фундамента, и могут считаться полностью исполненными только при наборе бетоном не менее 70% марочной прочности, то есть, при оптимальных сроках для снятия опалубки (как было указано в первой таблице).

• Сразу же после заливки следует убедиться в том, что не потеряла заданных геометрических форм – до первичного схватывания (первые 1 ÷ 2 часа) еще есть возможность внести коррективы.

• Никто не застрахован от внезапных дождей. Чтобы не допустить размыва неокрепшей поверхности или ее механических повреждений, сразу же после заливки следует укрыть поверхность полиэтиленовой пленкой , мешковиной или брезентом.
• Не стоит забывать, что слишком высокие температуры тоже достаточно губительны для нормального протекания процессов созревания. В первую очередь это связано с активным испарением воды, пересыханием поверхностного слоя и появлением трещин. Обязательно предпринимаются шаги по увлажнению поверхности и удержанию влаги. Помимо закрытия паронепроницаемой пленкой , иногда необходимо прибегать и к более радикальным мерам, например, после первичного схватывания закрывать поверхность слоем хорошо впитывающего влагу материала. Это могут быть мокрые опилки или грубая ткань – создается подобие постоянного влажного компресса под полиэтиленовым покровом.

Одним словом, для каждого температурного режима требуются свои меры по уходу за бетоном. Для удобства выбора необходимых, можно привести следующую таблицу:

Еще несколько важных замечаний:

• Даже если малозаглубленный ленточный фундамент заливался в идеальных для этого условиях, не следует оставлять его «голым» и ненагруженным на зиму. Это неизбежно приведет к началу поверхностных эрозионных процессов, и конструкция потеряет свою прочность, станет т рескаться и рассыпаться. Таким образом, необходимо так планировать строительные работы, чтобы в течение сезона перейти и к возведению стен на созданной основе .
• Сразу же после набора бетонной конструкцией необходимой 100% прочности, рекомендовано без отлагательства провести и . Подробнее об этих технологических процессах рассказано в соответствующих статьях нашего портала.

Какой можно сделать общий вывод?

Несмотря на то что современные строительные технологии, в принципе, позволяют проводить заливку фундамента при температурах, достаточно далеких от оптимальных 15— 25 градусов, наилучшим вариантом все же будет планирование подобных работ в наиболее благоприятных условиях. Так фундамент получится гарантированно надежный и качественный.Если все же обстоятельства вынуждают проводить «нулевой цикл» в иных условиях, следует точно соблюдать все технологические рекомендации по заливке и уходу за бетоном, применительно к реальному температурному режиму.

Видео: трудоемкость процессов заливки фундамента зимой

Ещё в начале прошлого века работы с бетонными смесями были сезонными. В зимний период укладка бетона не производилась из-за потери прочностных характеристик этого стройматериала. Строители пытались разными способами сдвинуть график работ по укладке бетона ближе к началу стойких заморозков. Для этого поверхность бетонного монолита утеплялась при помощи различных органических материалов: древесных опилок, торфяной крошки, сплетенных для этой цели камышовых матов.

Параллельно учёными предпринимались попытки создать бетон, температура схватывания которого была бы ниже нуля градусов. Но поскольку выигрыш во времени строителей не устраивал, продолжался поиск альтернативного утепления (подогрева) бетона при минусовых температурах.

Приемлемая температура смеси

В ходе исследований учёные определили, какая температура бетона наиболее оптимальна для получения качественных конструкций. Её значения находятся в интервале между +5 и +15 градусов. Пограничные показатели, которые прорабатывались исследователями, — минус 20 и плюс 45 град. При значениях наружного воздуха от +5 до -3 град. температура свежеприготовленного продукта не допускается ниже +5 град. Эти показатели подходят для цементной массы в 240 кг/куб. м (при марке М200 и больше). Если цемента используется меньше, температурный показатель смеси должен соответствовать +10 град. или выше.

Способы повышения температуры схватывания бетона

При необходимости в зимний период заливать бетон температура смеси может быть повышена следующими способами:

* за счет применения подогретой воды;

* при помощи ввода в смесь морозостойких добавок;

* с помощью электроподогрева;

* методом пропаривания бетонных конструкций в стационарных условиях в специальных автоклавах до набора прочности 80-85%;

* с помощью электропрогрева бетонного монолита, имеющего в своём составе арматуру. При этом коммутация электродов производится по всей площади соприкосновения арматуры с бетоном при подключении тока небольшого напряжения;

* путём использования тепловых пушек с ограждением бетонной смеси.

Зависимость качества бетона от наружного воздуха

Меняется ли прочность бетона от температуры снаружи? Конечно. При работе со стройматериалом в зимний сезон химическая реакция, сопровождающая набор прочности, затухает. Следовательно, при отрицательных температурах затвердение прекратится. «Спасут» смесь добавки в виде различных солей, способные остановить образование льда.

Бывает ситуация, когда продукт начал схватываться, но потом замёрз. В этом случае после оттаивания он затвердеет только при отсутствии внутренних повреждений замерзающей водой. Специалисты допускают одноразовый цикл заморозки-оттаивания при соблюдении условия: температура смеси в течение трёх суток не должна опускаться ниже +10 градусов.

Если знать определённые требования, то зимой бетонирование можно произвести не хуже, чем в самый благоприятный период. Первое условие — грамотная доставка материала. Наилучший вариант — использовать . Второе — соорудить утеплённую опалубку, ещё лучше позаботиться об обогреве бетонированной площади.

Говоря о том, при какой температуре заливать бетон в летний период, следует отметить факт понижения прочности продукта при +30 градусов. Практическим выходом из положения является увлажнение поверхности бетона водой. В летний период из-за испаряющейся влаги бетон делают более жидким. И конечно же следует сообщить при какой температуре заливать бетон зимой — рекомендуется выполнить все работы до -15С.

Реагируя на воздействие температуры, бетон летом схватывается более равномерно в сырую и прохладную погоду. А если работы производятся в дождливый период, то устойчивость материала к влаге повышают специальным цементом. Чтобы раствор не размыло, площадку накрывают полиэтиленом. Однако в сильные дожди вести бетонные работы под открытым небом не рекомендуется. Если строительство начинается в новой климатической зоне, то специалисты советуют испытать бетон на прочность в лабораторных условиях или на стройплощадке.

Влияющая на бетон температура воздуха — не единственный фактор воздействия на данный материал. Качество продукта зависит от влажности окружающей среды, солнечной радиации, скорости ветра и способов ухода за уложенной смесью.

А теперь, коротко:

— При какой температуре можно заливать бетон? (на улице/ в фундамент/ зимой и летом)?
Оптимальная температура — от 5 до 20 градусов C выше ноля. С использованием добавок и прогревом бетона в зимний период до минус 20 градусов С.

Согласно строительным нормам, понятие зимних условий несколько отличается от общепринятых, календарных. В частности холодным временем принято считать условия со среднесуточной температурой около +5ºС и возможностью ночного понижения до 0ºС. Как известно при низких температурах вода кристаллизуется и процессы гидратации в цементно-содержащих составах значительно замедляются или вообще приостанавливаются.

Но на большей территории нашей страны это время является достаточно продолжительным. Останавливать работу и ждать когда потеплеет нерентабельно. Поэтому с момента появления бетона специалисты ищут решение данной проблемы.

Распространенные виды заливки бетона на холоде

До недавнего времени, наиболее распространенным и действенным считался способ предварительного разогрева составляющих раствора до определенной температуры, после чего готовился теплый раствор и заливался.

Температура монолита поддерживалась искусственным путем до набора прочности не менее 50%.

• Но с каждым годом цена на энергоносители растет, и такие технологии сильно увеличивают себестоимость строительства . Здесь уже не столь важно, паром или иными энергоемкими способами.
• В середине прошлого века нашим ученым И.А.Кириенко был предложен еще один действенный способ прогрева монолита . Условно его назвали методом «Термоса». Общая инструкция достаточно проста, вокруг ЖБИ создается теплоизолирующее покрывало. В зависимости от температуры окружающей среды бетон мог прогреваться за счет внутренних процессов или энергоносителем извне.
• В последнее же время наука сделала качественный рывок в создании химически активных добавок, которые позволяют вести работы при круглосуточной минусовой температуре . Безусловно, это очень удобно, присадок существует несколько и о наиболее распространенных мы сейчас побеседуем.

Принцип действия и виды морозостойких составов

Что добавлять в бетон при минусовой температуре, вопрос далеко не праздный. Полностью, на 100% универсального состава не существует.

Выбор зависит от многих факторов, прежде всего от самой температуры.

• Также большое влияние оказывает размер монолита. Плюс следует учесть предназначение изделия, дело в том, что разные добавки могут менять некоторые физические качества бетона и то, что подойдет для ленточного фундамента в частном доме, может не подойти для возведения моста или крупного наливного цоколя.

Как это работает

Как известно основной задачей воды в растворе является создание условий для кристаллизации составляющих раствора, силикатов, алюминатов и так далее. На языке профессионалов это называется гидратацией цемента.

Наиболее комфортно, без добавок, раствор застывает при температуре 15 — 20 ºС, все что выше и особенно ниже, нуждается в создании специальных условий.

• Главной задачей подобного рода присадок является снижение периода схватывания раствора и уменьшение времени созревания бетона при низких температурах. То есть снизить уровень замерзания воды и при этом не навредить остальным процессам, происходящим в растворе.

Распространенные составы и способы работы

• Наиболее распространенными материалами для изготовления морозоустойчивых присадок смело можно считать соли монокарбоновых кислот, среди профессионалов этот состав известен как «Поташ». Цена на данные составы на отечественном рынке вполне приемлемая.
• Когда выполняется заливка бетона при минусовой температуре добавки монокарбоновых кислот, должны строго дозироваться. Для каждой температуры количество присадок разное, Такими добавками можно подготовить раствор к температуре до минус 30ºС. Чем ниже температура, тем больше состава потребуется.

Важно: как говорилось ранее, присадка при неграмотном использовании может понизить другие характеристики раствора.
Поэтому принцип, чем больше, тем лучше здесь может навредить.

• Следующим лидером нашего рынка является нитрит натрия. Цена на него также не сильно высока, но это вещество обладает сильным, едким, неприятным запахом. Кроме того данный состав легко может воспламениться. При контакте с некоторыми видами современных пластификаторов могут выделяться ядовитые, токсичные газы.

• Максимальная температура, которую может держать нитрат натрия, составляет не ниже -15ºС. Специалисты рекомендуют его использование при приготовлении растворов на портландцементе или на шлакопортландцементе. Добавлять эту присадку в глиноземистые цементы строго запрещено.
• Широкий спектр использования имеет формиат натрия и нитрат кальция. Кроме производства ЖБИ, эти присадки могут применяться в штукатурных растворах и растворах предназначенных для кладки кирпича. Но данные составы используются только в комплексе с пластификатором, так как из-за скопления солей, в монолите могут образовываться пустоты и высолы.

Важно: растворы с добавлением присадок должны готовиться своими руками при температуре не ниже 5 — 10 ºС.
Кроме того, они не могут долго храниться, раствор нужно использовать в течение часа после замешивания.

• Не стоит забывать об отечественных производителях, добавки из линейки морозо-пласт, морозо-стирол и т.д. Являются составами комплексного действия, после заливки благодаря процессам, происходящим внутри монолита, температура поддерживается естественным образом и при небольших морозах, вам достаточно просто хорошо укрыть бетон.

Зависимость от марки бетона

• По нормам СНиП 111-1-76, мороз опасен для бетона только на стадии набора прочности. Поддерживать определенную температуру в монолите нужно до определенного % крепости. Для каждой марки бетона этот процент индивидуален.
• После того, как монолит схватился, замораживание ему уже не настолько страшно, но и эксплуатировать ЖБИ еще не рекомендуется. Дело в том, что после оттаивания, изделие естественным путем будет дозревать. Активная фаза застывания монолита идет в течение 27 суток. После этого укрепление будет продолжаться еще несколько лет, но гораздо медленнее.
• Если в состав не вводились морозоустойчивые присадки, то для растворов с маркой М150 достаточно 50% прочности. Марки М200 – М300, могут замораживаться при 40% прочности. Для М400 и более, достаточно 30%. Но при использовании присадки, допустимая прочность перед замораживанием падает в среднем на 10%.

Совет: время вымешивания состава в зимних условиях должно быть увеличено минимум в 2 раза.

Мифы, связанные с добавками

• В широком использовании данный вид присадок появился не так давно. Народ еще не успел, как следует разобраться в том насколько это удобно и на этой благодатной почве родилось несколько предубеждений.
• Первый распространенный миф родился уже давно, периодически с появлением каждого нового состава подымается данный вопрос, не стали исключением и морозоустойчивые добавки. Кустарные мастера «авторитетно» заявляют о том, что такие добавки вызывают повышенную коррозию арматурного каркаса.
• Возьмем самый простой и доступный в России нитрит натрия. Любой средний химик или специалист по металловеденью вам скажет, что это один из ингибиторов способных замедлять процессы коррозии. Более того, в соединении с пластификаторами и усадочными добавками для работы с монолитами, в виду повышения крепости может применяться только алмазное бурение отверстий в бетоне, а также резка железобетона алмазными кругами.

• Вторым распространенным мифом можно назвать . Родилось это утверждение из-за того, что на первых этапах схватывания раствора действительно наблюдается некоторое запоздание по сравнению с чистым бетоном. Но зато впоследствии скорость набора прочности значительно увеличивается. Особенно это относится к комбинированным составам.
• Все специалисты, с самого начала советуют одно, внимательно изучить инструкцию. При недостаточном количестве присадки в растворе, он может замерзнуть. Но если заложить чрезмерно много добавки, то вы рискуете увеличить время схватывания или потерять определенный процент крепости из-за образования газов.

На видео в этой статье вы можете открыть для себя много полезных мелочей.

Вывод

В качестве вывода хочется отметить, когда вы решаете что добавить в бетон при минусовой температуре, не забывайте о том, что в этой сфере производства контрафактная продукция, к сожалению еще не исчезла с прилавков. Заложив неизвестно что в фундамент зимой, вы рискуете переделывать всю работу летом, тем более что цена на настоящие, качественные составы вполне доступная.