Основные правила бетонирования
Опытные бригады строителей привыкли использовать базовые положения СНиП, благодаря чему выполнение бетонных работ при отрицательных температурах не вызывает каких-либо сложностей. Среди основных правил можно отметить те, которые считаются обязательными:
- Приготовление бетонной смеси нужно проводить исключительно в подогретых бетоносмесителях. Вода и заполнители должны быть заранее подогреты. Среднее время перемешивания всех компонентов должно быть увеличено минимум на 25%.
- В процессе приготовления смеси необходимо вводить специализированные воздухововлекающие и противоморозные добавки, а также пластификаторы.
- Если готовую бетонную смесь нужно транспортировать к месту строительства, тогда для этих целей должны быть задействованы автобетоносмесители или утеплённые контейнеры. Если температура воздуха ниже -15 ˚ С, то итоговое время транспортировки должно быть сокращено на 25—50%, нежели в летний период.
- Способ укладки поверхности, на которую будет заливаться смесь, а также её состояние, должны предотвратить вероятность замерзания раствора в момент соприкосновения с бетонной смесью.
- Когда нужно залить фундамент при отрицательных температурах, обязательно должны использоваться качественные глубинные вибраторы. В сравнении с укладкой в тёплую погоду, время вибрирования бетонной смеси должно быть увеличено на 30%.
- Когда все бетонные работы выполнены, все свежеуложенные конструкции обязательно укрываются универсальными теплоизоляционными и пароизоляционными материалами.
Процесс твердения бетона и его характеристики
После заливки фундамента бетон проходит две стадии: схватывания и твердения. Время схватывания не превышает суток, на этой фазе бетонный раствор переходит из жидкой фазы в твердую. Но прочность его при этом еще не высока. После схватывания начинается процесс твердения, он длится значительно дольше и определяется многими факторами: маркой бетона, его составом, наличием добавок, температурным и влажностным режимом.
Оптимальными условиями для схватывания и твердения обычного бетона считают диапазон температур от 3° до 25°С. При этом скорость процесса имеет прямую зависимость от температуры – чем теплее, тем быстрее происходит схватывание бетона и набор прочности, также она повышается с увеличением марки бетона.
Марка бетона – это характеристика его прочности на сжатие после выдержки в нормальных условиях в течение 28 суток. То есть, по истечении четырех недель бетон любой марки приобретает свою проектную прочность, после чего его твердение продолжается в течение нескольких лет с крайне малой скоростью.
Существует еще одна характеристика бетона – критическая прочность. Она выражается в процентах от проектной и означает ту степень твердения, при которой воздействие низких температур не влечет за собой необратимых изменений структуры бетона и процессов твердения. Доля разных марок этот показатель разный, его значения приведены в таблице.
Скорость твердения бетона изменяется во времени нелинейно и зависит от температуры. Ее можно определить по графикам, приведенным на рисунке. Графики построены для различных температур окружающей среды, при этом необходимо учитывать суточные колебания и брать наименьшее значение температуры. Температура бетона выше 35°С достигается с помощью нагрева залитого раствора.
При снижении температуры ниже 3°С начинается фазовое преобразование воды в лед, при этом структура не отвердевшего бетона нарушается, появляются микротрещины, которые впоследствии приведут к его разрушению.
Понижение температуры ниже нулевой отметки приводит к полной остановке процесса гидратации цемента, процесс твердения полностью останавливается. После повышения температуры и оттаивания процесс может возобновиться, но обратного восстановления разрушенных связей уже не произойдет. Однако если бетон достиг критической прочности, понижение температуры не вызовет в нем необратимых изменений, и после оттаивания процесс твердения возобновится.
Бетонирование зимой
Так как низкая температура значительно снижает скорость твердения, а мороз губительно сказывается на конструкции в целом, значит бетон надо согреть. Причем необходимо обеспечить равномерный прогрев. Минимальная температура для заливки бетона должна быть выше +5С. Если температура внутри смеси будет больше температуры снаружи смеси, то это может привести к деформации конструкции и образованию трещин. Прогревают бетон до момента набора критической прочности. При отсутствии данных в проектной документации о значении критической прочности она должна быть не менее 70% от проектной прочности. Если установлены требования по показателям морозостойкости и водонепроницаемости, то критическая прочность должна быть не менее 85% от проектной.
При заливке бетона в минусовую температуру используют разные технологии прогрева бетона. Чаще всего применяют способы:
- Термоса
- Электронагрева
- Паропрогрева
Метод термоса
Данный метод используется при массивных конструкциях. Он не требует дополнительного обогрева, но температура укладываемой смеси должна быть более +10С. Суть данного метода состоит в том, чтобы уложенная смесь, остывая, успела набрать критическую прочность. Химическая реакция твердения бетона является экзотермической, т.е. выделяется тепло. Поэтому, бетонная смесь подогревает сама себя. При отсутствии теплопотерь бетон может разогреться до температуры более 70С. Если опалубку и открытые поверхности защитить теплоизолирующим материалом, снизив таким образом теплопотери твердеющего бетона, вода не замерзнет и бетонная конструкция будет набирать прочность.
Для реализации метода термоса не требуется дополнительного оборудования, поэтому он является экономичным и простым.
Электронагрев бетонной смеси
Если в установленные сроки нельзя обеспечить набор критической прочности методом термоса, то прибегают к электронагреву. Разделяют три основных способа:
- прогрев электродами
- индукционный нагрев
- использование электронагревательных приборов
Способ прогрева электродами заключается в следующем, в свежеуложенную смесь вводят электроды и подают на них ток. При протекании электрического тока электроды нагреваются и обогревают бетон. Следует отметить, что ток должен быть переменным, т.к. при постоянном токе происходит электролиз воды с выделением газа. Этот газ экранирует поверхность электродов, сопротивление тока возрастает и нагрев существенно снижается. Если в конструкции используется железная арматура, то её можно использовать в качестве одного из электродов
Важно обеспечить равномерность прогрева бетона, и осуществлять контроль температуры. Она не должна превышать 60С. Расход электроэнергии при данном способе варьируется в пределах 80 – 100 кВт*ч на 1 м3 бетона
Расход электроэнергии при данном способе варьируется в пределах 80 – 100 кВт*ч на 1 м3 бетона.
Индукционный прогрев используется редко, в силу сложности реализации. Он основан на принципе бесконтактного нагрева электропроводящих материалов токами высокой частоты. Вокруг стальной арматуры обматывают изолированный провод и пропускают через него ток. В результате появляется индукция и происходит нагрев арматуры.
Расход энергии при индукционном прогреве составляет 120 – 150 кВт*ч на 1 м3 бетона.
Ещё один из способов электронагрева бетона – это применение электронагревательных приборов. Существуют греющие маты, которые раскладываются на поверхности бетона и включаются в сеть. Так же можно соорудить над бетоном подобие палатки и уже внутри поставить электронагревательные приборы, например тепловую пушку. Но в данном случае необходимо позаботиться об удержании влаги в бетоне, не допустить преждевременного высыхания.
При температуре окружающего воздуха -20С расход электроэнергии, при данном методе, будет составлять 100 — 120 кВт*ч на 1 м3 бетона.
Паропрогрев бетона
Прогрев бетона паром является весьма эффективным и рекомендуется для тонкостенных конструкций. С внутренней стороны опалубки создаются каналы, через которые пропускают пар. Можно сделать двойную опалубку и пропускать пар между её стенками. Так же можно проложить трубы внутри бетона, и пропускать пар по ним. Бетон этим способом нагревают до 50 – 80С. Такая температура и благоприятная влажность ускоряет твердение бетона в несколько раз. Например, за двое суток, при данном методе, бетон набирает такую же прочность как при недельном твердении в нормальных условиях.
Но у этого метода есть существенный недостаток. Требуются внушительные затраты на его организацию.
Наружное утепление опалубки фундамента
Этот способ будет эффективен только в тех случаях, если возведенный фундамент был прогрет еще на этапе заливки. В противном случае наружные методы утепления не принесут никакой пользы. Сразу после того как бетонная смесь будет залита в подготовленную опалубку, ее необходимо надежно прикрыть гидроизоляционными материалами, они должны быть под рукой при строительстве фундамента, особенно если погода на улице холодная. Таким образом можно будет сохранить тепло и не дать ему улетучиться. А в случае если намечается дождь или снег, защитит фундамент от попадания лишней влаги.
Также нужно по возможности качественно утеплить опалубку и все выступающие над поверхностью части фундамента. Для этого можно использовать различные материалы, в том числе опилки, солому, пенополистирол и другие. Превосходные результаты дает формирование шатра. А чтобы улучшить эффект, дополнительно внутрь шатра устанавливают обогревательные конструкции, например пушки.
Цель защиты бетона заключается не только в том, чтобы создать нормальные условия для его затвердевания, но и не позволить осадкам и перепадам температуры пагубно сказаться на его качестве. Утеплять основание нужно еще до того, как наступят холода. Это поможет фундаменту не только правильно застыть, но и пережить холодную зиму. При какой минимальной температуре можно заливать бетон? Ответить однозначно на этот вопрос не получится. Все зависит от того, насколько будет подготовлена работа. Если есть все для надежной защиты от непогоды, то и в сильный мороз можно провести работы
Важно не нарушать технологий, последовательности работ, и тогда фундамент получится максимально надежным и крепким, даже если возводился он осенью или зимой
Советы специалистов
Многие люди, собирающиеся возводить фундамент зимой, задают себе не только вопрос, до минус какой температуры можно заливать бетон, но еще можно ли проводить заливку частями. Категорически нельзя этого делать. Пока весь фундамент не будет залит, работы не прекращаются, даже если придется работать в непогоду или ночью.
Укладывать бетонную смесь лучше всего сегментами небольшого размера в высоту и длину, сразу же покрывая очередным слоем, чтобы температура не смогла быстро снизиться. В тех случаях, если на поверхности появилась гелиевая прослойка, то ее нужно сколоть.
Чтобы работы были выполнены качественно и с соблюдением технологии, важно правильно подготовить территорию:
- качественно очистить котлован от снега и мусора, весь лед с арматуры сколоть;
- чтобы дно не замерзло, необходимо сразу после того, как будет сделана выборка и засыпана песком, накрыть ее соломой;
- дно между стенками нужно тщательно прогреть, ведь заливать бетон на мерзлую почву не рекомендуется, в противном случае земля под слоем бетонной смеси начнет оттаивать и проседать, а ведь это может происходить неравномерно, а это значит, что усадка фундамента будет больше нужного параметра;
- свободный доступ к опалубке должен быть со всех сторон.
Чтобы возвести фундамент осенью и зимой, главное – соблюдать все этапы работы и ни в коем случае не добавлять что-то от себя и не менять состава смеси
Иначе все старания пойдут прахом, и тогда уже не будет важно, при какой отрицательной температуре можно заливать бетон. Все придется переделывать заново, иначе основание будет некрепким, и сооружение не будет стоять долго
Особенно важно соблюдение всех технологий при возведении основательных сооружений, например жилых домов, высотных зданий.
Как понятно из вышесказанного, температура воздуха на улице в момент заливки бетона в опалубку играет не такую важную роль, как соблюдение всех правил и технологий. Оборудовав площадку, закупив материалы для утепления и использовав специальные добавки, можно даже в мороз построить самый надежный фундамент.
Заниматься строительством надо при наличии соответствующих знаний. При отсутствии таковых лучше не приступать к сооружению дачи или особняка, чтобы не пришлось ломать голову через пару лет над тем, как устранить огрехи своего труда.
Оптимальные параметры микроклимата для заливки бетона
При какой температуре можно заливать фундамент? Ведь это основа всего дома и самый ответственный этап во всем строительстве. Получить хороший бетон можно с помощью высококачественного цемента и соблюдения технологий приготовления раствора, однако не последнюю роль играют и показатели погодных условий. Ведь недостаточно просто залить бетон в подготовленные траншеи или опалубку, он должен успеть схватиться и затвердеть. Заливать его нужно равномерно, при это обязательно проследить, чтобы не образовывались пустоты. И если для того чтобы цемент схватился, достаточно всего лишь 1-2 суток, то для окончательного затвердевания понадобится довольно много времени — до 1 месяца, чтобы в дальнейшем с фундаментом не возникло никаких проблем
Именно во время этого процесса очень важно соблюдать оптимальные параметры окружающей среды
Скорость затвердевания напрямую зависит от температуры воздуха. Чем она выше — тем быстрее происходит этот процесс. До какой температуры можно заливать бетон, чтобы не прибегать к специальным добавкам? При падении температуры до нулевой отметки затвердевание раствора полностью прекращается, а в бетоне образуются трещины, он начинает крошиться при физическом воздействии на него. Это обусловлено тем, что вода попросту замерзает, превращаясь в кристаллы.
Сроки застывания бетона при разных температурах
Потепление приводит к оттаиванию льда и процессы затвердевания возобновляются. Однако это уже не даст необходимого эффекта, поскольку нарушенные связи в цементе после остановки гидратации восстановить невозможно. Поэтому ни в коем случае нельзя допускать заливания фундамента накануне морозов, особенно если при укладке бетона не проводится добавление специальных добавок, замедляющих температуру замерзания воды и обладающих другими свойствами, а также утепление основы.
Аргументы касательно заливки основания постройки зимой
Заливать бетон в холодное время года не запрещается, однако эту задачу потребуется выполнять не совсем традиционно.
Особенности выполнения задачи зимой
Единственный способ не допустить оледенения и разрушения фундамента, залитого зимой, – это воспользоваться подогретым бетоном. Температура компонентов раствора должна составлять 30˚C. А воду рекомендуется подогреть до 70°С.
В бетон, который готовят для заливки в холод, нужно добавлять горячую воду
Чтобы приготовить цементный раствор зимой, сначала полагается ввести горячую воду в зернистый наполнитель. После этого в жидкий состав можно засыпать цемент.
Способы залить бетон без прогрева
Самое простое решение застраховаться от порчи бетона, залитого зимой, заключается в выборе сухого цемента более высокой марки. Также избежать негативных последствий можно за счёт добавки в раствор большего количества главного компонента.
Для приготовления бетона, который будет залит в холодное время года, лучше использовать цемент марки М-400 или М-500
Другой способ решить проблему — сделать жидкий бетон не только из обычных компонентов. С помощью различных добавок и пластификаторов можно придать цементу особые свойства. Например, они могут превратить бетон в состав, который затвердевает гораздо быстрее, чем нужно. Эти добавки принято вводить в воду, а затем уже в цемент.
Таблица: добавки для ускорения затвердения бетона
| Добавка | Описание |
| Карбонат калия | Кристаллический порошок белого цвета, который делает структуру бетона крупнопористой. Рекомендуемое количество добавки — до 5 % от массы цемента |
| Хлорид кальция | Белый кристаллический порошок или водный раствор. При длительном нахождении на воздухе порошкообразное вещество расплывается |
| Нитрат кальция | Бесцветные кристаллы, которые хорошо растворяются в жидкости |
| Сульфат натрия | Бесцветные кристаллы, при нагревании разлагающиеся с выделением кислорода |
| Алюминат натрия | Водный раствор. Дозировка — 3 % от массы цемента |
| Негашёная известь (оксид кальция) | Кристаллическое вещество. Дозировка — 2 % от массы цемента. Средство агрессивно по отношению к арматуре из стали |
Процесс твердения бетона и его характеристики
После заливки фундамента бетон проходит две стадии: схватывания и твердения. Время схватывания не превышает суток, на этой фазе бетонный раствор переходит из жидкой фазы в твердую. Но прочность его при этом еще не высока. После схватывания начинается процесс твердения, он длится значительно дольше и определяется многими факторами: маркой бетона, его составом, наличием добавок, температурным и влажностным режимом.
Оптимальными условиями для схватывания и твердения обычного бетона считают диапазон температур от 3° до 25°С. При этом скорость процесса имеет прямую зависимость от температуры – чем теплее, тем быстрее происходит схватывание бетона и набор прочности, также она повышается с увеличением марки бетона.
Марка бетона – это характеристика его прочности на сжатие после выдержки в нормальных условиях в течение 28 суток. То есть, по истечении четырех недель бетон любой марки приобретает свою проектную прочность, после чего его твердение продолжается в течение нескольких лет с крайне малой скоростью.
Существует еще одна характеристика бетона – критическая прочность. Она выражается в процентах от проектной и означает ту степень твердения, при которой воздействие низких температур не влечет за собой необратимых изменений структуры бетона и процессов твердения. Доля разных марок этот показатель разный, его значения приведены в таблице.
Таблица между критической прочности в зависимости от марки бетона
Скорость твердения бетона изменяется во времени нелинейно и зависит от температуры. Ее можно определить по графикам, приведенным на рисунке. Графики построены для различных температур окружающей среды, при этом необходимо учитывать суточные колебания и брать наименьшее значение температуры. Температура бетона выше 35°С достигается с помощью нагрева залитого раствора.
Набранная прочность бетона в зависимости от времени выдерживания в часах
При снижении температуры ниже 3°С начинается фазовое преобразование воды в лед, при этом структура не отвердевшего бетона нарушается, появляются микротрещины, которые впоследствии приведут к его разрушению.
Понижение температуры ниже нулевой отметки приводит к полной остановке процесса гидратации цемента, процесс твердения полностью останавливается. После повышения температуры и оттаивания процесс может возобновиться, но обратного восстановления разрушенных связей уже не произойдет. Однако если бетон достиг критической прочности, понижение температуры не вызовет в нем необратимых изменений, и после оттаивания процесс твердения возобновится.
Твердение и свойства
Когда котлован под фундамент вырыт и залит, бетон начинает схватываться и твердеть. Чтобы бетонный раствор схватился, требуется около 24 часов, но при этом фундамент еще очень непрочен. Фактически схватывание — это процесс перехода из жидкого состояния в твердое, и, как любое переходное состояние, оно непрочно и нестабильно. Когда фундамент схватился, он начинает затвердевать. Время отвердения достаточно большое и для различных марок бетона разное. Оно зависит и от добавок (материалов и их количества). В среднем время твердения составляет примерно 30 суток, однако для каждого случая оно свое.
Поэтому после того, как зальете основу, необходимо выдержать и время его твердения.
Температура окружающей среды (когда все залили) должна находиться в пределах от +4 до +25°С. Время застывания фундамента напрямую зависит от окружающей температуры — чем она выше, тем быстрее он твердеет. Соответственно, тем быстрее основа станет прочной и будет возможно продолжить строительные работы. Не последнее влияние на твердение оказывает марка бетона. Под этим понимают прочность бетона на сжатие, когда он твердел в течение 28 дней. Именно за это время большинство марок бетона набирает заданную прочность, однако процесс твердения (и повышения прочности) продолжается и после этого срока на протяжении нескольких лет, но проходит с очень низкой скоростью и существенного влияния на строение не оказывает.
Одной из важнейших характеристик является критическая прочность. Обычно ее указывают в процентах. Этот процент берется от номинальной (заложенной проектом) прочности, он указывает на тот параметр, при котором низкие температуры окружающей среды не влияют на процессы отвердевания и не наносят непоправимого урона основанию. Этот параметр прочности указывается всеми производителями на упаковке, а в государственном стандарте имеется сводная таблица для всех марок бетона (при этом значение для разных марок будет различным).
Стоит отметить, что скорость набора прочности бетонными конструкциями — это нелинейная характеристика. В государственном стандарте на строительные растворы имеются графики, которые построены для каждой марки бетона и при различных температурах. Однако в графиках не всегда учтены колебания температуры и резкие перепады, поэтому если при застывании бетона произойдет резкое изменение температуры, то следует обратиться за консультацией к специалисту. График застывания в зависимости от температуры производители обязаны наносить на упаковку.
Заливка фундамента осенью опасна, поскольку температура может упасть ниже +4°С. При температурах ниже указанных происходит процесс кристаллизации воды, что нарушает структуру бетона и целостность всего основания, а появление трещин приводит к его полному разрушению. Если температура падает ниже 0°С, то это приведет к полной остановке процессов твердения. При этом будут полностью разрушены структурные связи материала, когда температура повысится, твердение будет продолжаться, однако структура бетона не восстановится и прочность фундамента будет очень низкой. Но если залитое основание затвердело и набрало прочность, то низкие температуры не приведут к разрушению структуры, соответственно, фундамент не разрушится.
Заливка цемента зимой
При зимнем бетонировании главной проблемой является замедление застывания бетона. При температуре 0° все процессы прекращаются. Вода, которая осталась внутри фундамента, значительно увеличивается в объеме и тем самым разрывает поверхность. Подробнее о заливке бетона в зимнее время смотрите в этом видео:
Чтобы избежать этого, профессионалы используют следующие технологии:
- прогрев некоторых компонентов раствора и подогрев опалубки;
- укладка внутри конструкции специального подогревающего провода;
- монтаж специальных обогревателей вокруг фундамента;
- введение антиморозных добавок, которые помогают ускорить процесс засыхания или снизить температуру замерзания воды.
В холодное время года уменьшайте количество воды в бетонной смеси Учитывайте, что все эти способы значительно увеличат бюджет строительства.
Данные методики редко используются новичками за счет своей дороговизны.
Довольно популярным способом работы при низких температурах является снижение соотношения воды и цемента в растворе. Однако для этого потребуется крайне точная дозировка компонентов.
Необходимо применить быстротвердеющий цемент с буквой Rв маркировке.
Приготовление раствора выглядит следующим образом:
- 2/3 воды нужно нагреть до 70°;
- смешать ее со щебнем или песком;
- после нескольких вращений барабана бетономешалки заливается цемент и остатки воды.
Во время заливки раствора понадобится удалить из опалубки лед и прогреть подстилающий слой. Поверхность фундамента нужно накрыть полимерной пленкой, чтобы сохранить тепло как можно больше.
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:
- Сначала нужно залить раствор в опалубку и дать ему время на схватывание.
- На ночь засыпьте бетонную ленту слоем мокрых опилок толщиной 20 см и закройте пленкой шириной не менее 1,5 м.
- 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.
Промежуточные выводы
Подведем промежуточные итоги. Размышляя, можно ли залить ленточное основание в несколько стадий, ответим утвердительно
Важно контролировать время созревания бетонного раствора и руководствоваться следующими рекомендациями:
- учитывайте температурные условия. Это позволит предотвратить образование трещин, расслоений в бетонном массиве. Выдерживайте интервал до 2 часов летом и не более 6-8 часов зимой. Прочностные характеристики останутся неизменными;
- осуществляйте не ранее чем через трое суток заливку следующего пласта при вынужденной остановке строительных мероприятий;
- защищайте каждый слой бетона при поэтапной доливке. Удаляйте пыль, влагу, используя металлическую щетку;
- прикрывайте полиэтиленовой пленкой основание в промежутках времени между доливками;
- соблюдайте предусмотренные проектом рекомендации по усилению, выполняя порционную заливку.
основание фундамента нужно разделить на необходимое количество отдельных частей, которые друг от друга отделяются перегородками
