Какая температура необходима при заливке фундамента осенью

Чтобы полностью разобраться, при какой температуре осенью без снижения характеристик несущей конструкции можно фундамент заливать, необходимо учесть процессы, протекающие внутри бетона во время гидратации. Вода присутствует внутри образующегося конструкционного материала в химически, механически связанном состоянии.

При понижении наружной температуры жидкость в капиллярах, кристаллической решетке замерзает не сразу:

• при -1 градусе формируется до 20% льда
• при -4 градусах его количество повышается до 60%

Бетон обладает некоторым теплосопротивлением, поэтому внутри ж/б массива жидкая фаза воды способна сохраняться даже при -30 градусах. Худшим вариантом для осеннего бетонирования является замерзание конструкции в течение 30 минут после укладки смеси. В таком фундаменте будет 90 – 97% льда, ни о каких проектных характеристиках речи быть не может.

Если же бетон набрал какое то количество прочности, ситуация меняется:

• ¾ марочной прочности – 14 – 22% льда при температуре -3 – -5 градусов, соответственно
• половина проектной прочности – 20 – 27% льда при аналогичных температурах
• 1/3 прочности – 30 – 48% льда

Внимание: Если количество льда в бетоне не превышает 20%, материал продолжает набирать прочность при отрицательных температурах в пределах -5 градусов.

Как только температура опускается ниже этого значения, жидкая фаза воды вместо поддержания процесса гидратации становится причиной раскрытия микротрещин. Основными факторами льдистости бетона являются водоцементное отношение, степень гидратации, время твердения. Влияние на эти характеристики позволяет получить железобетонную конструкцию с заданными характеристиками при осенней заливке фундамента.

Цементный камень имеет мелкопористую структуру, поэтому содержащаяся в капиллярах жидкость стремится наружу, в зону более низких температур. Таким образом, периметр фундамента становится более насыщен водой, чем ядро массивной конструкции. При замерзании объем воды увеличивается на 9%, в поверхностных слоях образуются крупные каверны.

После оттаивания каверны повышают влагопроницаемость конструкционного материала. Поэтому наиболее опасным температурным барьером для бетонирования фундаментов в межсезонье является -3 – — 5 градусов.

Внимание: Если смесь уложена в опалубку, выдержана в ней при температуре в пределах – 2 градуса, она гарантированно наберет 60% прочности без дополнительных усилий со стороны застройщика. Не потребуется утепление, использование антиморозных добавок.

Однако уже при -5 градусах фундамент не сможет набрать больше 18%, что недостаточно для продолжения процессов формирования цементного камня весной после оттаивания. В отсутствие обогрева, химических реагентов при -10 градусах бетон вообще не способен набрать прочность.

Как твердеет бетон

В первую очередь посмотрим на сам процесс приобретения бетоном прочности. Он протекает в два этапа. Первый — это схватывание: смесь теряет подвижность и начинает принимать нужную форму. Чем температура выше, тем быстрее проходит эта стадия. К примеру, при нуле градусов ждать придется до 20 часов (время зависит от марки).

Второй, не менее важный этап, — это твердение. Оно начинается в момент, когда схватывание уже завершилось. После окончания твердения бетон получает расчетные характеристики прочности. В зависимости от марки и температуры, типа смеси потребуется разное времяна достижение установленной прочности. К примеру, при температуре в +20 градусов Цельсия, бетон будет набирать 100% прочности на протяжении 28 суток. При низких температурах даже за месяц многие марки бетона не смогут достичь 100% марочной прочности.

Давайте рассмотрим особенности укладки в разное время года.

Почему может потребоваться зимнее бетонирование?

Заливка бетона при отрицательных температурах может быть вызвана необходимость в одном из следующих случаев:

• на участке осыпающийся грунт, и, пока он не замерзнет, проводить работы по подготовке котлована затруднительно;
• зимой снижаются цены на цемент и прочие строительные материалы;
• расценки строительных бригад также становятся ниже, ведь зимой – «не сезон»;
• если вы проводите работы самостоятельно, то зимой легче выделить нужное время, оформив на работе отпуск.

Однако учитывайте, что земельные работы зимой дороже, а для рабочих потребуется предоставить обогреваемое помещение.

Как твердеет бетон на морозе

Важно, чтобы раствор набирал прочность, а не замерз. На скорость отверждения бетона влияет температура воды, использованной в растворе, — чем вода теплее, тем быстрее проходит процесс отверждения. Холодная вода замерзает быстрее – каждые 10 градусов снижение температуры увеличивает скорость отверждения вдвое.

Есть еще один момент – в первую очередь кристаллами льда покрывается арматура, поскольку металл обладает хорошей теплопроводностью. Поэтому часто при зимней заливке предусматривают электрообогрев арматуры.

Температурный режим заливки

Минимальная температура заливки бетона находится в пределах +7…+15ºС. Если температура окружающей среды ниже, то бетонный слой обязательно утепляется снаружи. Теплоизоляция может выполняться слоем опилок – он создаст «термос». Но учитывайте, что разница температур между бетоном и окружающей средой не должна превышать 20 градусов.

Так, если температура бетонного раствора будет +5ºС (что возможно при добавлении определенных присадок), то минимальные значения уличного термометра – минус 15ºС. При отверждении бетона при отрицательных температурах его необходимо тщательно контролировать.

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.

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%.

Укрывание и утепление

Это простейшие способы защитить без прогрева свежезалитый железобетонный фундамент от переохлаждения осенью или ранней весной, когда днем на улице 3—7 °С, а ночью на земле случаются заморозки. Утепление реализуется так:

1. Сначала нужно залить раствор в опалубку и дать ему время на схватывание.
2. На ночь засыпьте бетонную ленту слоем мокрых опилок толщиной 20 см и закройте пленкой шириной не менее 1,5 м.
3. Сверху на пленку уложите сухие опилки на высоту 50 см.

Суть в том, что влажные опилки не дадут монолиту пересохнуть, а сухие предохранят от холода. Вдобавок конструкция прогреется за счет собственного тепла, выделяемого на первом этапе гидратации. Более простые фундаменты, например, для столбов забора, достаточно засыпать сухими листьями и тоже прикрыть полиэтиленом.

Монолитные дома, возводимые по новым технологиям, изначально утеплены с двух сторон пенопластом, который одновременно является опалубкой, как это сделано на фото. Здесь достаточно укрыть бетон утеплителем сверху, чтобы он спокойно перенес ночные заморозки.

Почему не рекомендуется заливать бетон при минусовой температуре

Начну с того, что вода в бетоне нужна не только для его текучести, она также играет очень важную роль в процессе затвердевания.

При минусовой температуре окружающего воздуха, вода начинает превращаться в лед, вследствие чего, не только прекращает процесс твердения, но и способствует разрушению связей, которые образовались до ее замерзания.

Следует знать, что бетон может замерзнуть при температуре около -4 0 С. При температуре ниже +5 0 С – в разы замедляется процесс его твердения, и набор прочности откладывается до тех пор, пока не станет теплее. Так вот, чем дольше в процессе твердения будет застой, тем меньше прочности он наберет в итоге.

Это означает только одно – при минусовой температуре, нам необходимо создать такие условия, при которых бетон не только не будет замерзать, но и продолжит набирать свою прочность.

Давайте попробуем разобраться как это сделать.

Общие рекомендации по зимнему бетонированию

Перед началом работ необходимо точно знать, при каких температурных условиях они будут производиться. А также необходимо придерживаться следующих советов:

• Опалубка перед бетонированием должна быть очищена от снега и льда.
• Грунт и арматуру желательно прогреть с помощью тепловых пушек или инфракрасных излучателей. Тающий грунт будет источником дополнительного тепла для твердеющей смеси.
• Независимо от типа бетонируемой конструкции, важна непрерывность заливки смеси в опалубку.
• Особенное внимание необходимо уделять подогреву тонкостенных конструкций, в которых бетонная смесь остывает очень быстро.

Правильный выбор современных технологических мероприятий по обеспечению зимнего бетонирования позволит создать прочную и надежную строительную бетонную конструкцию c требуемой марочной прочностью.

• Строитель с 20-летним стажем
• Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.