Зимнее строительство – дело достаточно сложное и не всегда оправданное. Морозы, снегопады, неудобства и даже невозможность проведения некоторых видов работ заставляют многих дожидаться лета. Однако некоторые мероприятия можно проводить и зимой, главное – работать при относительно теплой (не ниже 5…7 градусов мороза) погоде и выполнять правила. К этим мероприятиям относится заливка фундамента зимой.
Как бетон набирает прочность
Бетон – это искусственный камень. Он состоит из щебня, песка, цемента, воды и специальных добавок. Щебень и песок обеспечивают прочность, а цемент и вода образуют «клей», благодаря которому формируется монолит. Специальные добавки позволяют придать бетону необходимые характеристики: быстрый набор прочности, возможность укладки в зимнее время, морозостойкость и так далее.
Бетон набирает прочность постепенно, этот процесс состоит из двух стадий.
Схватывание
– это потеря подвижности раствора. Ее скорость зависит от температуры воздуха. Например, если на улице +5 °C, бетон схватится за 15–20 часов, но эталонной, или расчетной, температурой считается +20 °C. При ней схватывание происходит через 1–3 часа после затворения бетонной смеси, то есть смешивания всех компонентов с водой. До начала схватывания нужно успеть уложить смесь в опалубку, уплотнить и выровнять.
Набор прочности, или твердение
– это процесс достижения бетонной смесью заданной прочности. Оптимальные условия для ее набора – температура +20 °C и уровень влажности от 80 %. Расчетный срок «затвердевания» до марочной прочности при нормальной температуре и без дополнительных мер – 28 суток. Затем набор прочности бетоном замедляется, но не прекращает расти в течение всего срока эксплуатации.
Марочная прочность – важная характеристика бетона. Ее обозначают буквой «M» и цифрами от 50 до 1000 – чем больше индекс, тем прочнее бетон. Физико-механические характеристики определяются подбором состава бетонной смеси, ее водоцементным отношением, а также качеством применяемых компонентов: наполнителей, цемента, воды и добавок.
Подбор состава
Для зимнего бетона компоненты подготавливаются более тщательно, чем для набирающего прочность в нормальных условиях. Рекомендуется:
- применять быстротвердеющий цемент, шлакопортландцемент или обычный ПЦ марки М400 и выше;
- противоморозные добавки сочетать с пластифицирующими;
- не использовать ПМД в смесях с пуццолановым или глиноземистым цементом;
- не допускать включения снега и льда в заполнителях;
- назначать количество противоморозных добавок с учетом температуры воздуха;
- снизить водоцементное отношение до минимально возможного.
В качестве ПМД используются нитрит и нитрат натрия в жидком или кристаллическом виде, а также нитродап и лигносульфонаты. Но их нельзя применять в бетоне на глиноземистом вяжущем и при высоком переменном уровне грунтовых вод.
Зачем повышать водонепроницаемость бетона
Чем выше водонепроницаемость бетона, тем менее он восприимчив к давлению воды, а также воздействию химически агрессивных веществ в грунте и подземных водах: кислот, щелочей, солей и так далее. На водопроницаемость бетона негативно влияют излишки воды затворения, недоуплотненность бетонной смеси и отсутствие ухода за свежеуложенным бетоном.
Вода, не вступившая в гидратацию цемента (так называют превращение пластичной массы в монолит), после испарения образует в бетоне поры. Часть из них не замкнута и формирует сквозные каналы. По ним в фундамент проникает влага, которая при замерзании расширяется, что способствует дальнейшему разрушению бетона.
Для уменьшения количества воды затворения при сохранении подвижности бетонной смеси применяют пластификаторы. Они снижают водоцементное отношение, уменьшают объем пор в бетоне и повышают его плотность. При этом следует учитывать, что подбирать состав конкретной бетонной смеси необходимо в лабораториях с учетом особенностей и характеристик применяемых материалов: цемента, крупного и мелкого заполнителя и различных добавок.
Во время укладки особое внимание уделяют уплотнению бетона. Бетонная смесь должна полностью заполнить необходимое пространство без образования пустот. Особенно это важно при густом армировании конструкции. Для этих целей применяют специальные устройства – глубинные и поверхностные вибраторы.
Предварительный нагрев компонентов
Все составляющие бетона кроме цемента перед смешиванием подогреваются до определенной температуры:
- наполнители — до 55-60°С;
- вода — до 90°С.
Цемент нагревать запрещено, так как он может потерять активность. Сначала в бетономешалку заливается горячая вода, после нескольких оборотов — заполнители. В уже остывшую смесь кладется цемент. Температура готового бетона перед заливкой должна быть не ниже 35°С.
Теплая смесь укладывается в опалубку. Пока она остывает, в растворе начинается реакция гидратации цемента. Дополнительное тепло дает старт первичному твердению, поддерживая температуру бетона на нужном уровне.
Как ухаживать за бетоном после заливки
В бетоне с низким водоцементным отношением необходимо сохранить воду, которая нужна для процесса гидратации. Если этим пренебречь, качество конечного продукта заметно снизится. Стандартная схема ухода за бетоном предусматривает увлажнение свежеуложенного фундамента каждые 3–4 часа в течение первых 3–5 дней после заливки в зависимости от температуры окружающей среды. Также участок бетонирования укрывают влажной мешковиной или пленкой, используют специальные пленкообразующие составы.
Подготовка бетонной смеси
При обустройстве основания часто возникает вопрос: “Можно ли заливать фундамент зимой, используя обычный бетон?” Нет, нельзя.
Для этих целей подходит тот, в состав которого входят специальные модификаторы. Благодаря присадкам бетон успевает набрать необходимые качества, он не схватывается раньше времени. Ко всему прочему, модифицирующие добавки намного облегчают заливку бетонного раствора в опалубку.
При выборе модификаторов следует обращать внимание на показатели морозоустойчивости и скорость затвердевания бетона. Необходимое количество вещества определяют по шкале, указанной на упаковке.
Что такое проникающие добавки
Для повышения марки водонепроницаемости бетона очень часто применяют минеральные материалы проникающего, или пенетрирующего, действия. Их добавляют в смесь во время приготовления или наносят на подготовленную, то есть очищенную от загрязнений и цементного молока, а также насыщенную водой поверхность при помощи распылителя штукатурных составов или кисти.
Активные химические добавки в составе материала вступают в реакцию с компонентами бетонной смеси. В результате образуются нерастворимые соединения или кристаллы. Они создают сплошной барьер, препятствующий поступлению воды. В зависимости от марки обрабатываемого бетона можно повысить степень его водонепроницаемости на две или три ступени.
Прогрев котлована
Реакция гидратации возможна при температурах выше +5°С. Поэтому остывание бетонной смеси ниже этого показателя допускать нельзя.
Подготовка к укладке начинается с подогрева котлована. В условиях индивидуального частного строительства используются костры с открытым пламенем, рефлекторные печи, термоматы, горячие теплоносители — песок, шлак.
Тяжелее всего подготовить котлован под фундамент-плиту. Большая площадь грунта медленно нагревается и быстро остывает. А вот траншеи под ленточное основание согреть гораздо проще. Трассу можно готовить не целиком, а частями, и монолитные работы проводить также отдельными участками.
На что обращать внимание при бетонировании фундамента
Чтобы грамотно провести работы по возведению и свести дальнейшие затраты на ремонт и эксплуатацию фундамента к минимуму, необходимо придерживаться нескольких простых правил:
- Конструкция фундамента не должна допускать образования трещин при любых нагрузках.
- Весь объем бетона должен быть залит без технологических и «холодных» швов, то есть за один технологический цикл.
- Если работа предусматривает образование технологических швов, их нужно герметизировать с помощью набухающих шнуров, герметиков или гидрошпонок.
- Рабочую арматуру нужно устанавливать в строгом соответствии с проектом, толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 15 мм.
- Стоит обязательно уплотнить уложенный бетон вибраторами или использовать самоуплотняющийся бетон.
- Необходимо ухаживать за свежеуложенным бетоном.
В какое время года лучше всего заливать фундамент
Сложные погодные условия негативно влияют на набор прочности бетона.
Обилие осадков
на этапе схватывания бетонной смеси может привести к насыщению ее излишками влаги. Это приводит к увеличению водоцементного отношения и уменьшению прочности бетона.
Заморозки
превращают воду затворения в лед, что нарушает процесс гидратации цемента. При замерзании вода расширяется и в свежеуложенном бетоне возникают внутренние напряжения, которые приводят к повреждению фундамента.
Высокая температура воздуха, низкая влажность и ветер
увеличивают скорость испарения воды из свежеуложенного бетона. Это приводит к нарушению процесса гидратации цемента и разрушению бетона в поверхностном слое, появлению усадочных трещин.
Исходя из этого, а также с учетом, что процесс набора прочности бетоном длится 28 суток, оптимальное время для заливки фундамента – период с конца весны до начала лета.
Кроме преимущества в комфортных условиях для производства работ, впереди будет достаточно времени на устранение возможных дефектов, обустройство гидроизоляции и дополнительной защиты. В результате фундамент, возведенный весной, не будет бояться осенних перепадов температуры и зимних морозов.
Возможные варианты заливки при отрицательной температуре
Когда производится заливка фундамента зимой, то рекомендуется только один режим отлива бетонного монолита — сразу выливается и используется весь объем. Это правило архитектуры, которое не терпит нарушений.
Но в некоторых случаях возможен послойный отлив. В частности при закладке монолитной плиты с неглубоким заходом в грунт. Такие фундаменты применяются для малогабаритных сооружений с малым весом. Также изготавливается выемка грунта, обеспечивается изоляционным слоем, возводится опалубка, но бетон подается послойно с соблюдением технологии:
- К основанию заливается 10 сантиметров высоты густого бетона.
- В середине легкий бетон не выше 10 сантиметров.
- После их частичного застывания на вершину отливается густой бетон на завершающую высоту.
Послойная отливка бетона одной фракции приведет его к расслоению, но разная плотность позволит фундаменту «завязаться» и стать монолитом.
Как заливают фундамент зимой
Если все-таки необходимо забетонировать фундамент в зимнее время, используют несколько технологических приемов.
Противоморозные добавки и ускорители твердения
– они позволяют проводить работы при минусовых температурах без потерь в скорости и качестве.
Прогрев бетона электрическим кабелем
– он крепится к арматурному каркасу и подключается к сети, а затем остается в теле бетона.
Прогрев бетона тепломатами
– в отличие от кабелей, маты устанавливают на поверхности обогреваемой конструкции, их можно использовать многократно.
Обустройство тепляка
− это конструкция, похожая на теплицу, которую собирают над местом производства работ. Внутри устанавливают тепловые пушки для поддержания плюсовой температуры, поэтому в «тепляке» можно спокойно проводить работы по возведению фундамента: вязку арматурного каркаса, бетонирование, обустройство гидроизоляции и монтаж гидрошпонок.
Возможные последствия
Негативные последствия от зимнего возведения фундаментов прежде всего связаны с нарушением технологии:
- Бетон начнет крошиться и отваливаться кусками, если из него не испарить влагу дополнительным прогревом.
- Бетон просядет при отсутствии подготовительных работ для почвы и если не проанализировать природу грунта.
- При замерзании влаги увеличится объем, что приведет к деформации сторон фундамента и выдавливанию почвы.
Кроме того при возведении монолитных сооружений из бетона — «бетонных коробок» влажный бетон скажется отрицательно на здоровье тех, кто находится в помещении.
В конечном итоге, все последствия можно описать, как неудовлетворительное качество фундамента, которое является прецедентом для выбраковки всего здания и запрету на его эксплуатацию. Но, если подойти к вопросу скрупулезно и использовать все рекомендации данной статьи, то можно быстро и эффективно возвести основание будущего строения в любой мороз.
Итог
Оптимальное время для заливки фундамента в большинстве регионов России, кроме северных, – вторая половина весны или начало лета. В этот период устанавливается оптимальная погода для работ по бетонированию. Вот основные моменты, на которые нужно обращать внимание при их проведении:
- Работы по развязке арматурного каркаса и бетонированию поручите специализированной организации. Так получится избежать ошибок, исправление которых может стоить очень дорого.
- Используйте только товарный бетон соответствующих марок прочности и водонепроницаемости. Методы приготовления бетона на объекте в металлической ванне и с помощью лопат категорически недопустимы.
- Бетонные работы проводите без образования холодных швов.
- Повышайте водонепроницаемость бетона с помощью специальных добавок. Например, пенетрирующих.
- За свежеуложенным бетоном нужно ухаживать. Укройте его влажной мешковиной и поливайте водой каждые два или три часа даже ночью в течение 3–5 дней. Если погода жаркая, лучше поливать в течение 7 дней.
- Работы по обустройству фундамента в зимнее время проводите с применением специальных методов.
- По возможности проверьте с помощью локатора арматуры толщину защитного слоя бетона. Он должен быть не менее 15 мм.
- Дополнительно защитите конструкции фундамента от негативного воздействия грунта и подземных вод.
Негативные стороны
Заливка основания дома зимой разрешена. Но негативные моменты присутствуют:
- экономия на стройматериалах неоспорима. Но цена услуг выполнения земляных работ существенно выше. Дополнительные траты пойдут на прогревание бетонного раствора, поддержание температуры в первые дни застывания. Если взвесить, экономия сомнительная;
- эффективность трудового процесса зимой ниже, по сравнению с летом. Работникам сложнее выполнять однотипную работу, из-за ухудшения условий труда;
- стоимость присадок, модифицирующих компонентов невелика. Если предполагается заливка большого фундамента, материала потребуется много. Расходы возрастут в разы;
- требуется строительная техника, оборудование. Вырыть качественный котлован вручную не получится. Особенно, если основание большого размера.
