Можно ли заливать фундамент зимой?

Содержание:

1. Что такое гидратация и созревание бетона
2. Причины проведения бетонных работ зимой
3. Существующие технологические решения зимней заливки фундаментов
4. Базовые правила выполнения работ

Если вы ищете ответ на вопрос, можно ли заливать фундамент зимой, ответ однозначен. «Да!» Современные технологии и появление новых материалов позволяют выполнять подобные работы (заливку основания фундамента) технически (при условии, что занимаются ими профессионалы, имеющие всё необходимое оборудование, включая тяжёлую строительную технику).

А вот ответ на видоизменённый вариант данного вопроса, стоит ли это делать, уже не столь однозначен.

В данной статье приводятся доводы «за» и «против» заливки, можно ли заливать фундамент в мороз и как залить фундамент зимой при минусовой температуре. Ознакомившись с ними, вы сможете принять решение осознанно. Уверены, оно будет правильным.

Что такое гидратация и созревание бетона

Противники выполнения бетонирования зимой ссылаются на физику процесса. Бетонные растворы, которые используют для заливки основания, затворяются водой, которая, при минусовых температурах, кристаллизуется и превращается в лёд. Это:

• нарушает нормальное протекание гидратации, в ходе которых минералы, входящие в состав цемента, формируют новые молекулярные связи;
• преждевременное обезвоживание бетонного раствора замедляет, либо полностью останавливает его твердения. В результате заливка выполняется с недобором прочности конструкции, существенные усадки и возможное растрескивание;
• объём льда примерно на 10% выше того, который занимала вода. Поэтому её замерзание в растворе ведёт к снижению прочности последнего и увеличению пористости.

Процесс гидратации, происходящий в ходе заливки основания, предусматривает переход бетонного раствора из жидкого состояния в твёрдокаменное. При оптимальных внешних температурах +(15-25)°С и необходимой влажности происходит следующее:

• на начальном этапе формируется поверхностный слой (оболочка), состоящая из NaHSiO₃ (гидросиликата натрия);
• реакция распространяется на прилежащие к поверхности слои. Находящиеся в них твёрдые гранулы цемента набирают влагу, объединяя в монолит все составляющие элементы;
• внешняя оболочка, испаряя воду, стягивается;
• подключается более глубокий слой. И так на протяжении всех 28 суток, которые необходимы для полного набора бетоном химической прочности.

На жаре вода испаряется более интенсивно и в растворе, формирующем основание, образуются пустые воздушные поры.

И всё же, можно ли делать фундамент зимой? Зимой все реакции замедляются. И главной причиной появления пор в основании становятся образующиеся ледяные кристаллы. Чтобы избежать этого бетонирование зимой выполняется по специальным технологиям.

Гидратация является экзотермическим процессом (идёт с выделением тепла). Чем более массивное и габаритное основание заливают, тем больше выделяется тепла и, соответственно, тем позже она остывает.

Именно поэтому при необходимости заливки фундаментов в холодное время года рекомендуется выбирать не столбчатые, а ленточные, либо монолитные проекты. В этих случаях (при малых температурных перепадах наружного воздуха) достаточно будет выполнить опалубку из теплосберегающих материалов.

Для того чтобы лучше понять, какое именно технологическое решение следует выбрать для заливки основания под строящийся объект зимой, требуется понимать, как именно «созревает» бетон.

Весь процесс подразделяется на две, значительно отличающиеся по времени, стадии.

Первая, схватывание, длится примерно 20-30 час. Бетон приобретает определённую плотность. Но она недостаточна для того, чтобы продолжать работы.

Вторая, затвердевание. Бетон упрочняется. Срок завершения процесса зависит от множества факторов:

• среднесуточных внешних температур;
• качества и количества присадок (добавок);
• влажности;
• марки раствора.

Оптимальный режим + (15-25)°С. Зимой обеспечить его нереально.

Марка бетона указывает на то, какую прочность он наберёт спустя 27-30 суток после заливки при оптимальном ТВР. Чем она выше, тем скорее произойдёт набор прочности.

Изменение внешней температуры ускоряет, либо замедляет ход рассматриваемого процесса. Упрочение основания будет более быстрым и качественным, если поддерживать в растворе её оптимальное значение.

Если допустить снижение показателя до значения ≤ +5.°С, созревание существенно замедляется или полностью останавливается (t ≤ 0°С). При оптимизации указанного значения, оно продолжится, однако ожидаемой прочности бетон уже не наберёт.

Противостоять морозам может только бетон, достигший полного химического застывания.

Причины проведения бетонных работ зимой

Сторонники зимней заливки столь же аргументированно, как их оппоненты, доказывают, что это делать можно и, более того, в некоторых случаях это единственно возможное решение. Строить зимой приходится:

• если строительство основания требуется завершить в фиксированные сроки, не подлежащие пересмотру;
• когда строительство ведётся в регионах со сложными погодно-климатическими условиями, которые не позволяют выполнять их только в тёплое время года;
• строить предстоит на сыпучих (болотистых) грунтах, что значительно усложняет выполнение работ летом, зато упрощает, пока они мёрзлые и способны нужное время сохранять требуемую геометрию траншей и котлованов.

Часто зиму выбирают, руководствуясь желанием получить экономию средств, так как в холодное время года снижаются цены на строительные материалы и услуги специализированных компаний, ведущих заливку фундамента, являющегося основанием любого объекта.

Однако, по большому счёту, это ожидание может оказаться ошибочным. Полученная экономия практически полностью съедается необходимостью несения дополнительных расходов, включающих плату за газ или электричество для обогрева фундамента, привлечение тяжёлой строительной техники, приобретение добавок, утепляющих материалов и т.п.

При индивидуальном строительстве решение строить фундамент зимой иногда принимается, когда оно ведётся своими силами и в свободное от основной деятельности время.

Существующие технологические решения зимней заливки фундаментов

Существующие технологии выполнения бетонирования оснований (фундаментов) позволяют выбрать решение, наиболее оптимальное в каждом конкретном случае, с учётом следующих факторов:

• геометрических параметров и массы конструкции;
• пропорций компонентов, их которых выполнена бетонная смесь, и её химического состава;
• от тонкости помола цемента и марки применяемого связующего;
• от климатических условий;
• от технической возможности выполнения подогрева заполнителя и воды.

Заливка фундамента (основания под здание) зимой, достаточно сложные и требуют неукоснительного соблюдения всех правил и рекомендаций, действующих СП и ГОСТ. Поэтому самое взвешенное решение, доверить их выполнение профессиональным строителям, имеющим нужное оборудование, технику и квалификацию.

При незначительных минусовых температурах для нормального протекания процесса тепла, выделяемого в ходе гидратации, может быть недостаточно. Незначительного роста этого показателя можно добиться, выбрав цемент тонкого помола, а также подогрев предварительно воду, используемую для замеса.  

Важно! Подогревать разрешено только заполнители и воду. Если греть сам цемент, он может потерять связующие свойства.

Увеличение времени выполнения замеса на четверть позволяет оптимизировать текучесть раствора и более длительное время сохранять его температуру.

Наиболее часто при строительстве фундамента зимой используют следующие технологии.

1. Прогрев смеси

Если заливка основания ведётся при плюсовых дневных температурах и незначительных ночных заморозках, данный вариант подходит больше всего. Он предусматривает организацию подогрева заполнителя, воды или всю смесь (пока она находится в бетономешалке).

Для этого могут использоваться газовая горелка, тепловая пушка или жаровня.

При этом требуется чётко выдерживать ряд ограничений:

• Обязательно применять добавки, которые увеличивают скорость твердения;
• Сначала замешивается заполнитель с водой, и только потом добавляется цемент (М500, можно М400);
• Использовать воду холоднее + 80°С.

Рекомендуется пользоваться вибратором для удаления пузырьков воздуха, возникающих при заливке основания (это снизит пористость смеси).

Залитый бетонный элемент сразу укрывается по всей поверхности утеплителем (маты, солома, брезент и т.п.). Вокруг готового фундамента устанавливаются обогреватели (см. выше), которые работают до набора раствором прочности, поддерживая нужный ТВР.

Демонтаж опалубки, согласно нормативу 70.13330.2012 (СП), разрешено проводить только после того, как бетон наберёт ≥ 70% прочности.

2. Внесение в бетон модифицирующих добавок

Правильно подобранные модификаторы не разрушают арматурный каркас, увеличивают выработку тепловой энергии самим твердеющим бетоном и понижают пороговое значение замерзания воды.

В результате процесс химического отверждения бетона в основании проходит в штатном режиме, но при более низких температурах.

Основной добавкой является CaCl₂. Хлористый кальций не может составлять по объёму > 2% совокупной массы раствора. В противном случае значительно падает прочность готового изделия на сжатие.

Если на улице на протяжении суток ниже нуля (зимой), то в качестве добавки используют NaCl (соль обыкновенная), NaNO₃ (нитрат натрия) или поташ (K₂CO₃). Это позволяет проводить заливку при -15°С и выше.

Самым правильным решением является покупка готовых добавок, самостоятельно их изготовить с нужным качеством практически невозможно.

Как правило, использование модификаторов осуществляется совместно с подогревом. При этом следует соотносить температуру обогревающего устройства и тип используемых добавок, вносимых в основание. В противном случае получится брак. Пример:

• если поташ разогреть ≥ 30°С бетон недосчитается трети своей прочности;
• нагрев до +40°С и выше приведёт к разложению мочевины и т.п.

3. Ряд решений, являющихся технологически сложными.

Существует ещё несколько вариантов подогрева бетона непосредственно в опалубке, которые позволяют ускорить схватывание смеси.

Требуемая технология подбирается с учётом возможности подключения к электросети, наличия необходимых изоляционных материалов, платёжеспособности заказчика и т.п.

3.1 Метод «термос»

Для минимизации процесса охлаждения бетона у потери тепла применяется выполняемая вокруг опалубки изоляционная обшивка. Обычно это металлический корпус со встроенной системой обогрева (паровой, электрический или водяной контур), решающий задачу обогрева бетона на этапе набора требуемой прочности.

3.2 Использование подогрева с использованием пара

Весьма дорогостоящий и сложный в плане технической реализации вариант, требующий использования значительных объёмов воды и прокладки большого количества труб. Последние монтируются в опалубку и являются несъёмной конструкцией. По ним пар подаётся в тело фундамента.

3.3 Выполнение «топляка»

Вся площадка накрывается специально возводимой палаткой (ПЭ или брезент), внутри которой поддерживается заданная температура и требуемая влажность. Для поддержания тепла применяют газовые пушки, переносные твёрдотопливные печи, электрообогреватели. Конструкция создаётся по специальному проекту для каждого конкретного объекта.

Несколько цифр. Тепловая пушка 10кВт, обогревая площадь в 100 м², позволяет повысить температуру ~ на 8°С относительно уличной. При этом она будет потреблять до 20 л газа за сутки.

Если зимой за пределами палатки -15°С или ниже, то потребуется более мощный обогреватель (≤ 30 кВт) при этом расход топлива возрастёт до 70 л/сут.

3.4 Применение электроподогрева

Это решение предусматривает прокладку специального провода со стальной жилой в теле фундамента (обычно им опутывают арматурный каркас или просто укладывают в бетон). Вариант достаточно прост, в плане исполнения, если не считать проблем с электробезопасностью.

Обычно применяются трансформаторы специальной конструкции, предназначенные именно для прогрева конструкций из бетона. Ток подаётся на пару выведенных электродов. Чтобы исключить поражение работающих на фундаменте людей, применяется трансформатор на 36 В. Вариант требует кропотливых расчётов. Недогрев чреват замерзанием раствора. Перегрев, его растрескиванием.

3.5 Индукционный и инфракрасный обогрев

Эти конструкции изготавливаются с использованием излучателей стержневых карборундовых, ТЭН трубчатого типа либо кабеля. Данные изделия создаают в стальной опалубке или в армирующем каркасе магнитное поле.

Базовые правила выполнения работ

Категорически запрещено выполнять частичную заливку фундамента зимой. Только полная единовременная заливка всего основания, даже если работать для этого придётся сутки.

Укладка ведётся малыми сегментами (по длине и высоте), каждый из которых сразу перекрывается следующим слоем. Это минимизирует теплопотери.

Контролировать появление на поверхности залитых участков гелиевой оболочки. При обнаружении, требуется её немедленное удаление.

Уделите необходимое внимание подготовке объекта к выполнению заливки.

• Требуется очистить отрытый котлован от попавшего в него снега, очистить дно и арматуру от появившейся наледи. Для защиты от замерзания сразу, после выполнения подушки под фундамент, котлован требуется укрыть (например, соломенными матами или брезентовым пологом);
• Непосредственно перед заливкой необходимо прогреть дно траншеи минимум на 300 мм, так как поверх мёрзлого грунта заливать бетон запрещено. Мёрзлый грунт при нагреве начнёт проседать и, скорее всего, неравномерно;
• К опалубке должен быть обеспечен удобный подход к любой стороне.

Строгое соблюдение требований действующих СП и нормативов является залогом качественно выполненных работ в любое время года.