Подождать или начать сейчас? Стоит ли заливать фундамент, когда на улице уже зима

Ввиду продолжительного зимнего периода в большинстве регионов РФ в промышленном и жилищном строительстве практикуется заливка фундамента зимой. Индивидуальным застройщикам, предпочитающим для экономии бюджета делать все работы самому, данные технологии не приносят ощутимой выгоды. Резко увеличиваются расходы на обеспечение минимально возможного набора прочности цементным камнем.

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.

Влияние температуры на характеристики бетона

Все знают, что раствор быстрей застывает, если стоит теплая погода, а вот жара может оказать пагубное влияние на свежезалитый бетон.

При температуре в пределах 5 – 15 градусов выше нуля схватывание состава происходит естественным образом, при этом бетон выделяет тепло в окружающую его среду. Но в жаркие дни этого не происходит.

В подобных условиях бетонный каркас начинает свое формирование при еще увеличенном объеме материала. При потере температуры поверхность постепенно оседает, а сформированная кристаллическая структура данному процессу создает препятствия. В конечном итоге, из-за созданного внутри напряжения, фундамент покрывается трещинами на четвертый – двенадцатый час с момента окончания заливки.

Для того, чтобы фундамент сохранял целостность при двадцати пяти градусах тепла и выше, необходимо для приготовления бетона применять портландцемент быстрого твердения, спустя пять – шесть часов от окончания бетонирования поливая водой и затеняя подручными материалами.

Замедление гидратации достигается вводимыми пластификаторными и модифицирующими добавками. Появляющиеся трещины говорят о том, что необходимо выполнить повторную трамбовку.

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.

Применение добавок для повышения морозостойкости

Осуществить зимнее бетонирование без применения энергоемких процессов нагрева позволяют морозостойкие присадки, которые предотвращают кристаллизацию воды.

Сегодня в строительной индустрии применяются разного типа присадки для улучшения качества бетона и его застывания
Для обеспечения желаемого эффекта необходимо:

• изучить инструкцию предприятия-изготовителя;
• проанализировать совместимость компонентов с применяемыми материалами.

Самостоятельное применение добавок не вызывает затруднений у частных застройщиков.

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.

Особенности заливки фундамента в зависимости от вида

Свайный фундамент зимой заливается по технологии с прогревом и утеплением бетона.

Свайный тип фундамента хорошо подходит для земельных участков с мягким, рыхлым грунтом. Такой фундамент состоит из свай, которые погружены в землю и соединены между собой железобетонными балками или плитой. При таком расположении фундамента необходимо передать его нагрузки на более твердые породы грунта. Глубина, на которую закладываются сваи, зависит от геологической особенности участка. Оптимальным вариантом для установки свай будет грунт, который промерзает на большую глубину.

Преимуществом металлических винтовых свай является то, что такой тип фундамента можно закладывать и в холодное время года. Плюсом зимней укладки является целостность травяного покрова на строительном участке, который порадует хозяев своим видом весной. Сваи изготовлены из стали, которая хорошо переносит холод.

Чтобы правильно установить свайно-винтовой фундамент зимой, нужно выполнить следующие действия:

• выполнить разметку и приступить к завинчиванию свай, предварительно сделав небольшие приямки (если сделать их на глубину промерзания почвы, то завинчивание ничем не будет отличаться от летнего);
• если земля сильно мерзлая и не поддается бурению, придется ее предварительно нагревать при помощи костра;
• добавить в бетон антиморозные присадки (стоимость этих материалов существенная, но бетона для такого фундамента нужно немного, поэтому и присадки потребуется небольшое количество).

Рассмотрим, как просто заложить винтовой фундамент зимой:

1. Вскрыть верхний мерзлый слой грунта.
2. В мягкий грунт произвести завинчивание свай.

В отличие от ленточного фундамента, у винтового имеется следующий ряд преимуществ:

• экономия времени, связанная с быстрой установкой винтовых свай (1-2 дня работы);
• экономия средств по сравнению с укладкой ленточного типа зимой;
• возможность использовать винтовые сваи при большом перепаде высот и при наличии «сложных грунтов».

Ленточный фундамент зимой также возможно возвести с помощью морозоустойчивых добавок, однако специалисты рекомендуют зимой возводить его из готовых бетонных блоков, где раствор заливается только в соединительные швы.

Решение зимней закладки есть, в зависимости от того, какой тип фундамента вы захотите возвести для дома.

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.

Что происходит, если не выдержан температурный режим

Если вы сомневаетесь, при какой температуре лучше заливать бетонную смесь, проконсультируйтесь с опытными строителями. В случае несоблюдения существующих требований, предъявляемых к бетонированию в определенное время года, с бетонной основой здания могут произойти изменения негативного характера:

• появятся трещины. Как правило, они образуются при температуре, превышающей двадцать градусов тепла., если не контролировать равномерность высыхания влаги и процесс набора твердости. Как правило, залитое основание укрывается пленкой и периодически увлажняется;
• внутри фундамента образуются микротрещины. При какой температуре весной и при какой осенью это случается? Если воздух не прогрелся выше трех градусов тепла, вода начинает преобразовываться в лед, увеличивая объем. Потом она высыхает, оставляя после себя микроскопические трещины, способствующие разрушению бетонного основания;
• наблюдаются смещения. При использовании для замеса бетонной массы промерзшего песка или гравия, в массу попадают кусочки льда, образующие пустотные участки. От воздействия максимальной нагрузки фундаментное основание смещается;

• повышается натяжение. Сваренный при отрицательной температуре араматурный каркас будущей фундаментной основы в теплую погоду расширится в объеме и создаст повышенное напряжение для конструкции, приводящее к аварийным ситуациям.

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.

Есть ли плюсы у зимних бетонных работ

В целом работа с бетоном в суровых условиях низких температур влечет дополнительные сложности, но невозможно прекращать стройку на полгода всякий раз с наступлением осени, к тому же, у зимних работ есть и существенные плюсы:

1. Зимние скидки на строительные материалы и спад востребованности рабочей силы позволяют сэкономить.
2. Зимой можно бетонировать фундаменты на слабом или хрупком грунте.
3. Замерзшие подъездные пути позволяют без проблем доставить на стройку тяжелую технику и материалы.

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.

Методики бетонирования в зимних условиях

Главным условием правильной заливки бетона при отрицательных температурах является сохранение теплоты, достаточной для обеспечения набора прочности. Популярные способы укладки строительных растворов зимой:

• Предварительный прогрев изготавливаемой смеси;
• Устройство надежной теплоизоляции и уход за раствором;
• Электроподогрев залитого в опалубку бетона;
• Добавка специальных присадок, снижающих температуру замерзания воды и ускоряющих затвердевание.

Таким образом, бетонировать на улице зимой можно без потери показателей прочности, но для этого нужно придерживаться выбранных методик. По затратам использование тепловых пушек является самым нерентабельным вариантом, наиболее дешевой методикой является добавка присадок. Электроподогрев и устройство теплоизоляции представляют собой промежуточные варианты.

Повышение температуры в процессе замеса

Чтобы залить бетон в минусовую температуру, компоненты подогревают. Наполнители нагреваются до 55-60⁰С, а воду подают в раствор при 90⁰С. Цемент перед добавлением разогревается до комнатных температур, иначе он теряет скрепляющие свойства. Перед укладкой температура раствора не должна быть ниже 35⁰С.

При перемешивании требуется использовать бетономешалку, в которую подается сначала нагретая вода, затем наполнители, и только потом цемент. При заливке такой смеси, тепловой энергии монолита хватает, чтобы набрать критическую прочность, с учетом того, что при гидратации цемента выделяется дополнительное тепло.

Подогрев и утепление раствора

При очень низких температурах нагретая смесь требует дополнительного утепления или подогрева. Экономически более целесообразно утепление, при помощи недорогих теплоизолирующих материалов, не требующих дополнительных источников энергии. На бетонированной поверхности выстилают сено или солому, используют старые тряпки, торф, пленку или теплоизолирующие покрывала. Иногда устраиваются так называемые «тепляки» схожие с теплицами.

Если бетонировать при температурах ниже -5⁰С, потребуется дополнительный подогрев. Для этого используются следующие технологии:

• Обогрев тепловыми пушками или печами под тепляками. Это затратный метод, требующий постоянного дополнительного увлажнения. Подходит для площадок, к которым не проведено электричество.
• Применение термоматов, работающих от электричества. Они выкладываются на поверхность залитого бетона и подключаются к источнику тока. Требуют большой объем электроэнергии. Инфракрасные излучатели устанавливаются над залитой поверхностью или вокруг опалубки, интенсивность и направление нагрева регулируется отражателями. Подходит для вертикальных и малодоступных конструкций.
• Для прогрева бетонированной площади применяют специальные кабеля или электроды, по которым пропускают электрический ток. Методика удобна при использовании, но требует больших объемов электроэнергии. Установка системы электродов требует больше затрат, поскольку при высыхании сопротивление раствора, который сам является проводником, возрастает.

Введение добавок

Улучшение характеристик раствора специальными присадками, это самый удобный и экономный метод заливки раствора зимой. Применяя его совместно с обогревом, можно ускорить выполнение работ и повысить качество бетона. Различают два основных типа присадок для заливки бетонного раствора зимой:

1. Составы, уменьшающие температуру замерзания воды. Раствор застывает довольно долго, но вода не кристаллизуется, поэтому качество бетона не страдает. Для ускорения реакции требуют теплоизоляции. В этом качестве используют соли кальция или натрия и поташ, которые препятствуют кристаллизации воды.
2. Добавки, увеличивающие скорость затвердевания раствора. Сокращают время, необходимо для набирания бетоном критичной прочности, поэтому вода в прогретой смеси не успевает кристаллизоваться. Применяется нитрит-нитрат кальция, тот же поташ, соли кальция в смеси с мочевиной.

Количество присадок зависит от температурного диапазона, в котором будет производиться заливка бетонной конструкции. От -5 до -10⁰С добавляют до 5-8% от массы цемента. Со снижением температуры до -15⁰С концентрацию увеличивают до 10% по массе от добавленного цемента, а до -25⁰С нужно добавлять не менее 15% добавок.

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.

Заливка армопояса при минусовой температуре

Армировочный пояс предназначен для равномерного распределения нагрузки от верхних рядов кладки на нижние. Он как бы связывает все строение в единое целое. что значительно повышает его общую прочность и долговечность. Армопояс выполняется с уложенных по периметру стальных прутьев, которые обязательно сваривают между собой в единую конструкцию.

При строительстве строения из газосиликатных блоков, армированный пояс особо актуален. Такие блоки быстро трескаются при малейших подвижках почвы, при усадках основания. При устройстве крыши на таких блоках, также необходим армопояс, так как крепить брус к блокам нельзя — они могут потрескаться. Во избежание деформации стен и здания в целом, сварной армопояс просто необходим. Его сваривают в цельную конструкцию, укладывают поверх кладки и заливают бетоном. С обеих сторон его заделывают раствором, чтобы не нарушать теплоизоляцию стен. Бетонирование пояса допускается в холодною пору года только с применением вышеперечисленных методов.

Работа с бетонной смесью при низких температурах допускается в случаях, когда нет другого выхода, потому, что оптимальной температурой затвердевания массы является от +5 градусов до 25.

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.

Достоинства и недостатки

Предлагаем разобраться с плюсами и минусами строительства фундаментного основания зимой.

К числу преимуществ относятся:

• удобство подготовки котлована или траншеи на участке, где почвенный состав в теплое время года плохо держит форму;
• в зимний сезон строить фундамент на Севере – решение вполне оправданное;
• приемлемая стоимость материалов, на которые временно падает спрос;
• наличие свободного времени.

К сожалению, определенные недостатки тоже имеются. Если в летнее время возможно подготовить траншею своими руками, то в зимний сезон появляется необходимость привлекать специальную технику, чтобы справиться с промерзшим грунтом. Возрастает риск приобрести строительные материалы низкого качества, от которых поставщики не смогли избавиться в сезон. Добавляются заботы о том, как сохранить фундамент на зиму.

Чем отличается бетонирование зимой и летом

Процесс заливки и методы сохранения свойств раствора зимой сложнее. В тёплое время года часто достаточно смешать компоненты с учётом пропорций, подготовить опалубку и армирующий каркас, залить смесь. При нормальных условиях набор прочности происходит за более короткий срок:

• схватывание: этот период длится до 24 часов, на поверхности образуется тонкий слой гидросиликата, одновременно внешние слои становятся плотнее;
• застывание: на протяжении последующих 4 недель происходит набор прочности смесью, после чего становится возможна дальнейшая укладка стройматериала для возведения стен.

Когда на улице мороз, сроки схватывания и застывания увеличиваются. Кроме того, бетонирование в зимний период требует применения особых марок цемента:

• М200;
• М250;
• М300;
• М350;
• М400.

Они используются при разных условиях, но если решается вопрос, как бетонировать зимой, то указанные марки являются минимально допустимыми для строительства домов определённого типа.

Например, фундамент кирпичного дома зимой разрешается бетонировать смесью на основе марки цемента М350 или М400. Можно больше, но не меньше.

Кроме того, в зимний период перед выполнением заливки раствора всегда добавляют вспомогательные компоненты – специальные модификаторы, улучшающие свойства материала. При слабом похолодании достаточно укрывного метода и утепления массива. Чем сильнее морозы, тем больше средств для обогрева используют.

Монолитная плита перед заливкой

Зависимость проектной прочности от степени воздействия холода

Когда выполняется бетонирование в мороз, обращают внимание на критическую прочность. По достижении заданного значения холод меньше влияет на материал. Эта величина составляет 50-70% проектной прочности.

Особенности:

• если бетон зимой застыл раньше, чем был достигнут минимальный показатель критической прочности (50% от проектной), он не может применяться;
• когда массив уже перешёл порог, соответствующий критической прочности, отмечается незначительная потеря свойств материалом (снижение реального показателя до 10%);
• достижение 70% проектной прочности позволяет получить материал с отличными характеристиками.

Наиболее распространённые методы бетонирования зимой

Некоторые из приведённых выше способов нагрева используются чаще других. Это обусловлено высокой скоростью достижения нужного результата при заданных условиях в зимние месяцы:

• подогрев на этапе замешивания;
• применение метода «термоса»;
• использование электроприборов.

Когда рассматриваются разные способы зимнего бетонирования, учитывают, что почти все они требуют использования противоморозных добавок. Исключением являются те варианты, которые основаны на естественном процессе сохранения свойств раствора.