Что будет с фундаментом если заливать при минусовой температуре

Минимальная температура для заливки бетона

Из-за разных обстоятельств сроки строительства могут измениться, например, приходится переносить работы, требующие подходящей погоды. Прежде всего это относится к заливке монолитных бетонных конструкций. Этот материал изменяет показатели скорости схватывания в зависимости от температуры окружающей среды. В закрытом пространстве можно создать необходимый микроклимат, чтобы процесс застывания был равномерный. Для наружных работ нужно знать оптимальную температуру для заливки бетона на улице.

При какой температуре можно заливать бетон на улице

Бетонный раствор используют для получения монолитной конструкции. Конструктивные элементы здания не должны иметь трещин, полостей или разрывов в результате твердения материала.

За 4 недели обычно набирается полная прочность. В это время происходит гидратация цемента в составе бетона. Первая стадия этого процесса – схватывание. Гранулы цемента реагируют на контакт с водой и образуют кристаллы, которые впоследствии скрепляются между собой. Этот процесс длится первые 7-10 часов.

Вторая стадия – твердение бетона (набор прочности). В реакцию с водой вступает клинкерная составляющая, формируя силикатную структуру будущего монолита. Небольшие кристаллы соединяются, образуя пористую поверхность.

Вода непрерывно участвует в процессе твердения, поэтому она не должна замерзать или испаряться. То есть нормальный процесс набора прочности не может проходить в жару или в холод.

Рекомендованная температура для работы с бетонным раствором составляет +20°C.

Приемлемая температура должна быть не только в первые 10 часов после заливки раствора, но и на протяжении 28 дней, пока монолит набирает прочность. Нагружать поверхность в этот период нельзя.

При несоблюдении температурного режима время ожидания увеличивается. Если продолжить работы, не дожидаясь полного затвердевания, монолит может покрыться трещинами, на поверхности образуется грибок, а вся конструкция станет непригодной для эксплуатации.

Есть ли минимальные и максимальные ограничения для проведения работ

Иногда обстоятельства складываются так, что работы необходимо проводить жарким летом или в мороз зимой. Существуют температурные показатели, за которые нельзя выходить.

Минимальная температура застывания бетона, при которой можно заливать раствор без добавления присадок и дополнительного подогрева составляет +5°C.

Минимальная температура, при которой заливают бетон без присадок -3°C (при этом температура раствора должна поддерживаться на уровне +10°C не менее трех дней).

Различные добавки и методы подогрева раствора или арматуры позволяют проводить заливку бетона при минусовой температуре.

Максимальная температура для работы с бетоном: +25°C. При более жаркой погоде работы проводят в разы быстрее, так как схватывание бетона происходит за меньшее время. Залитую поверхность дополнительно увлажняют каждые 2-3 часа.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

При температуре выше +5°C гидратация цемента происходит нормально. Если температура внезапно опустится ниже 0°C, то вода в смеси замерзнет и процесс замрет. При этом в растворе останутся кристаллы, которые начали образовываться в теплой смеси. Зимний бетон твердеет значительно дольше. Если в него не добавлять присадок и не подогревать, то монолит будет неоднородный, с трещинами.

Если после замерзания раствор нагреть и растопить воду, то новые связи будут образовываться неправильно и монолит не получит необходимой прочности.

Как залить бетон зимой при низких температурах

Иногда строительные работы выполняют зимой. Например, при возведении здания на сыпучих грунтах. Заливка бетона зимой дешевле из-за уменьшения цены на работы и материалы. Минус работы в мороз – большой период застывания. Кроме добавления присадок, есть методы физического обогрева смеси или конструкции.

Метод термоса

Твердение цементного раствора – экзотермическая реакция, в результате которой выделяется большое количество тепла. Таким образом залитый раствор обогревает сам себя. Чтобы увеличить время остывания, залитую конструкцию укрывают теплоизоляционным материалом. Даже при температуре значительно ниже 0°C бетон успевает набрать прочность до полного охлаждения.

Изначально температура раствора должна быть не ниже +10°C. При нагреве до 25-45°C результат значительно лучше.

Чтобы избежать разрушения, в начале работ делают технологический расчет, в котором учитывают объем конструкции, среднесуточную температуру и теплопотери.

Электронагрев бетонной смеси

Этот метод позволяет прогреть смесь равномерно, при этом повышаются его прочность, увеличивается срок эксплуатации.

Метод основан на способности цемента проводить электричество. Электроды монтируют внутри раствора и на поверхности, от трансформатора подается напряжение. Параметры зависят от марки цемента, температуры воздуха, объема и формы конструкции.

Виды электродов для обогрева:

• Полосовые. Используют для нагрева горизонтальных конструкций. Представляют собой металлические полосы шириной до 5 см.
• Стержневые. Отрезки арматуры диаметром до 12 мм устанавливают рядами. Расстояние между стержнями определяют на практике.
• Струнные. Используют для вертикальных конструкций, представляют собой арматуру диаметром до 15 мм и длиной до 3 м.

Электроды размещают в залитом растворе по схеме: не ближе 3 см к опалубке, не ближе 10 см к технологическому шву, расстояние между стержнями электродов и стержнями каркасной арматуры – 5-15 см, минимальное расстояние между рабочими элементами – 20 см.

Обязательное условие электронагрева смеси – дополнительная теплоизоляция.

Электроды подключаются к генератору, подающему переменный ток. Постоянный ток при прогреве использовать нельзя, так как он провоцирует электролиз, и молекулы воды разрушаются, гидратации цемента не происходит.

Не рекомендуется использовать сварочный аппарат для подогрева, так как он может быстро выйти из строя.

Метод электроподогрева имеет ряд минусов:

• Большие затраты на расходные материалы (электроды остаются в монолите).
• Большие затраты на электроэнергию (порядка 1000 кВ на 3-5 м3 раствора).
• Необходимость проведения дополнительных расчетов.

Паропрогрев бетона в зимнее время

Метод применяют на объектах, где уже есть большой объем пара и недостаточно электроэнергии. Недостаток метода – большие теплопотери.

Пар доставляют к раствору через капиллярную опалубку, а также запусканием пара в тепляки и паровые рубашки. Давление и температура пара зависят от марки цемента, из которого сделан бетон.

Рубашка – это пространство между опалубкой и паронепроницаемой облицовкой, по которому под давлением циркулирует нагретый влажный воздух. Расстояние между местами подачи пара – не больше 2 м. Рубашками обогревают вертикальные конструкции, а также межэтажные перекрытия. Прогрев таким способом неравномерный, с большими теплопотерями.

Тепляк – съемная, переносная конструкция, которую используют для нагрева фундаментов, подошв здания. Пар подается в тепляк по шлангу.

Капиллярная опалубка – самый эффективный способ. Состоит из деревянных щитов с пазами, зашитыми металлическими полосками. Внизу щита расположен штуцер, через который подается пар. Снаружи щиты имеют дополнительное утепление. Такой способ имеет хорошие показатели теплообработки раствора.

Специальные противоморозные добавки для раствора

С целью повышения морозостойкости применяют специальные химические компоненты. Они дают возможность проводить работы до температуры -25°C.

Присадки – повышают гидратацию в условиях заморозков. Ускоряют схватывание и затвердевание в комплексе с дополнительным обогревом бетона.

Антифризы – составы, увеличивающие схватывающие свойства раствора при любых условиях работы. Добавки разделяют по основному действующему веществу, входящему в состав:

• Формиат натрия. Увеличивает скопление солей в монолите, используется только вместе с пластификаторами.
• Хлорид натрия. Провоцирует коррозию арматуры, препятствует быстрому загустению раствора. Подходит для смесей на основе портландцемента.
• Нитрит натрия. Не используют для глиноземных смесей. Работа с раствором становится возможна до -15°C.
• Карбонат кальция (поташ). Увеличивает диапазон температур для работы до -30о.

Пластификаторы – повышают плотность смеси, сокращая затраты на цемент и воду. Время работы с бетоном с этими добавками значительно больше, что позволяет не торопиться при укладке.

Ускоритель затвердевания – сокращают время работы, увеличивают прочность готовых монолитов, но уменьшают пластичность бетона.

Комплексные добавки – совмещают несколько способов улучшения морозостойких качеств.

Нюансы использования добавок:

• Учитывают условия эксплуатации бетонной конструкции. Например, если монолит будет подвергаться интенсивному воздействию газа, в состав бетонного раствора не должны входить добавки, полученные в результате реакции кальция и соляной кислоты.
• Самостоятельно смешивать присадки для улучшения разных свойств раствора не рекомендуется. Входящие в состав химические элементы могут негативно взаимодействовать друг с другом. Лучше использовать готовые комплексные присадки.
• Наличие выпускных и закладных элементов подразумевает использование антифриза. Он добавляется в раствор на этапе замешивания.

Особенности бетонирования в условиях сухого жаркого климата

Повышенная температура воздуха также нежелательна для работ по заливке бетонных конструкций. В процессе замешивания раствора нагреваются все составные части, поэтому схватывание происходит очень быстро.

Из-за высокой температуры и низкой влажности гидратация цемента ускоряется. Связи в молекулах образуются за слишком короткий промежуток времени, и бетон может начать схватываться еще до попадания в форму. Очень быстрое схватывание влечет ускорение экзотермической реакции. Зимой это становится только плюсом в работе. Летом в жару бетон нужно дополнительно охлаждать.

Первое правило работы летом: составные части бетонной смеси не должны находиться под открытым Солнцем до начала использования. Их лучше хранить в тени под навесом или накрыть брезентом.

Чтобы понизить температуру раствора, можно заливать в него холодную воду. При строительстве частного дома используют воду из колодца или скважины.

Некоторые строители добавляют куски льда в бетономешалку, чтобы охладить материалы. При этом обязательно учитывают водно-цементный состав.

По возможности укладку бетона производят вечером или ночью, чтобы избежать долгого попадания на поверхность прямых солнечных лучей. Сильный ветер также негативно влияет на процесс схватывания раствора. Готовую конструкцию накрывают полиэтиленом, чтобы предотвратить чрезмерный обдув.

Укрытие полиэтиленом имеет еще одну функцию: в жаркую погоду под материалом скапливается конденсат, который дополнительно увлажняет бетонную поверхность. Дополнительно нужно поливать всю конструкцию водой не реже одного раза в 2-3 часа. Рекомендуют делать непрерывное увлажнение монолита, например, с помощью системы садового полива.

Какой марки бетон нужен для фундамента частного дома

Технология заливки наливного пола на деревянное основание

Утепление бетонного пола пеноплексом под стяжку своими руками

Добавление гидроизоляционных добавок в бетон

Источник

При какой температуре можно заливать бетон на улице: минусовой, минимальной, в мороз

Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, очень важен, так как от него во многом зависят не только технические и эксплуатационные характеристики застывшего монолита, но и вообще вероятность прохождения процесса застывания. Залитый при неверной температуре или замерзший при твердении бетон может покрываться трещинами, демонстрировать меньшие показатели прочности и стойкости в сравнении с нормативными, становиться причиной деформации или полного разрушения конструкции, здания.

Для набора бетоном проектной прочности и гарантии длительного срока службы очень важно соблюдение температурного режима как в момент заливки, так и на протяжении всего времени твердения (28 суток). Оптимальной считается температура воздуха в районе +20 градусов. Но далеко не всегда на строительной площадке удается соблюсти это условие.

Довольно часто появляется необходимость лить бетон при отрицательной температуре или в процессе выполнения работ неожиданно портится погода. В таких случаях используются разные методы прогрева бетона, в состав смеси вводят противоморозные добавки, утепляют конструкцию непосредственно на площадке и т.д. Прежде, чем использовать любой этот способ прогрева, необходимо тщательно изучить его особенности и условия реализации.

Процесс набора прочности бетонных конструкций

Чтобы определить, до какой температуры можно заливать бетон, необходимо сначала хотя бы поверхностно рассмотреть особенности процесса набора прочности монолитом. Реакция начинает протекать между цементом/водой в момент затворения. В первые часы бетон еще текучий и с ним можно работать, но уже по прошествии нескольких часов он начинает застывать, становиться сначала более густым, а потом и вовсе твердым.

Процесс взаимодействия воды и цемента называется гидратацией. Гидратация проходит в два этапа: сначала смесь схватывается, потом твердеет. В схватывании задействованы алюминаты, появляются иглообразные кристаллы, связанные между собой. Через 6-10 часов эти кристаллы становятся своеобразным каркасом, скелетом. Бетон начинает твердеть.

Весь процесс схватывания может занимать от 20 минут до 20 часов, что напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Дольше всего процесс проходит в холодное время года – когда на улице около 0, схватываться бетон начинает через 6-10 часов, длится этап 15-20 часов.

В процессе твердения в реакцию с находящейся в растворе водой вступают клинкерные минералы, постепенно формируется силикатная структура. Реакция провоцирует появление мелких кристаллов, они объединяются в уникальную мелкопористую структуру. Это и есть бетон, который на протяжении 28 суток уже набирает марочную прочность и стойкость, не меняя формы и структуры.

Оптимальное значение температуры для стадии твердения также равно +20 градусам, влажность – до 100%.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Как уже было указано выше, скорость гидратации очень сильно зависит о температуры окружающей среды. Так, при снижении с +20 до +5 градусов твердение проходит медленнее в среднем в 5 раз. Дальше чем ниже температура, тем медленнее проходит реакция. При достижении минусовой температуры гидратация и вовсе прекращается (вода просто замерзает).

В момент замерзания вода имеет свойство расширяться, что становится причиной повышения давления внутри бетонного раствора и разрушения уже сформировавшихся связей кристаллов. Структура бетона разрушается и в дальнейшем восстановиться уже не может. Кроме того, появившийся в смеси лед может обволакивать крупные наполнители, разрушая сцепление с цементом. Все это существенно ухудшает монолитность конструкции и понижает прочность.

Когда вода оттаивает, твердение продолжается, но структура бетона уже деформирована. Могут появляться отслоения, деформации, трещины, наблюдаться отделение крупных наполнителей и арматуры от монолита. Чем на более ранней стадии свежезалитый бетон замерз, тем меньшим будет показатель прочности.

• Когда температура окружающей среды находится на отметке +5 С и ниже, а никаких мероприятий по прогреву или повышению морозостойкости бетона осуществляться не планируется.
• В межсезонье – когда температура нестабильна, отмечены сильные скачки как отметок на термометре, так и влажности.
• Если термометр показывает температуру +25 градусов и выше, а влажность воздуха ниже 50%. В такое время лучше использовать специальные цементы или не проводить работы, так как процесс гидратации будет происходит очень быстро: вода испарится, а бетон не успеет набрать прочность, вследствие чего нередко появляются трещины, деформации, отслоения и т.д.

• Заливка бетона при минусовой температуре без прогрева в течение минимум 3 дней до отметки в +10-30 градусов.
• Когда уже приготовлен бетон со специальными присадками, а за окном внезапно наступила оттепель или влажность воздуха стала выше 60%, начался дождь и т.д.
• В случае неумения определить оптимальный режим прогрева, настроить приборы, контролировать бетон в мороз. Ведь для бетона одинаково страшны как мороз, так и перегрев.

Бетонирование зимой

Использовать бетон в мороз может понадобиться в самых разных случаях – когда невыгодно останавливать строительство на целый сезон, в случае выполнения экстренных работ и т.д. С учетом губительного воздействия минусовой температуры на материал и его технические характеристики, бетон нужно прогревать. В случае, когда температура внутри раствора выше температуры снаружи, могут появляться деформации.

Прогрев бетона осуществляется до момента набора критического показателя прочности. Если таковых данных нет в проектной документации, то значение принимают в 70% от проектной прочности. Когда есть требования со значениями водонепроницаемости/морозостойкости, то критическая прочность составляет 85% от проектной.

• Прогрев самих компонентов для приготовления смеси.
• Использование эффекта термоса.
• Осуществление электронагрева.
• Применение паропрогрева.

Таким образом, вопроса о том, при какой минимальной температуре можно заливать бетон, нет вообще. Задача заключается в том, чтобы в соответствии с условиями работ оптимально подготовить смесь и объект для сохранения технических свойств материала и основных требований по прочности, надежности, долговечности.

Самый простой и дешевый вариант – прогрев всех компонентов, использующихся для приготовления бетона. Их греют для того, чтобы в момент заливки бетон имел минимум +35-40 градусов.

Метод термоса

Этот вариант актуален в случае заливки массивных конструкций. Дополнительного прогрева не предусматривается, но укладываемая смесь должна демонстрировать температуру в +10 градусов как минимум (лучше больше). Данный метод заключается в том, чтобы залитая смесь в процессе остывания успела приобрести критическую прочность.

Опалубку надежно защищают теплоизолирующими материалами, устраняя теплопотери бетона, находящегося в процессе затвердевания. Вода не замерзает, бетонный монолит постепенно набирает прочность без разрушения внутренней структуры. Такой вариант используют для заливки фундаментов зимой, он считается наиболее простым и экономичным, так как не требует использования какого-либо оборудования.

Электронагрев бетонной смеси

Задумываясь о том, при каких температурах можно заливать бетон, многие рассматривают в качестве выхода из ситуации электропрогрев. Осуществляться прогрев может с использованием нескольких способов: с применением электродов, метода индукции и с различными электронагревательными устройствами.

• В свежезалитую смесь вводят электроды.
• Потом на электроды подают ток.
• В процессе прохождения тока по электродам они нагреваются, передают тепло бетону.

Ток должен быть переменным, так как постоянный станет причиной прохождения процесса электролиза, который сопровождается выделением газа. Газ экранирует поверхность всех электродов, значительно возрастает сопротивление тока, в результате чего нагрев заметно снижается. В случае, если в бетоне уложена арматура, она может использоваться в качестве электрода.

Индукционный нагрев применяется достаточно редко, так как его реализация предполагает ряд сложностей. Данный тип прогрева бетонной смеси работает на принципе бесконтактного нагрева высокочастотными токами электропроводящих материалов. Так, вокруг стальной арматуры мотают изолированный провод, а через него пропускают ток. Таким образом появляется индукция, арматура нагревается и греет бетон. Расход электроэнергии составляет обычно 120-150 кВт*ч на кубический метр бетона.

Применение электронагревательных приборов предполагает использование самых разных средств для уменьшения негативного воздействия мороза на процесс гидратации смеси. Это могут быть греющие маты, к примеру, которые раскладывают на бетон и затем подключаются к сети. Можно сделать над залитым монолитом что-то типа палатки, установить внутри тепловую пушку и греть.

Тут важно обеспечить удержание влаги в бетоне, чтобы он, в процессе прогрева, не пересох, что также негативно влияет на качество и прочность, как и холод (при замерзании). Расход электроэнергии (при условии, что температура окружающего воздуха составляет около -20 градусов) составляет 100-120 кВт*ч на кубический метр.

Паропрогрев бетона в зимнее время

Когда температура окружающей среды на нуле или ниже, есть смысл задуматься о прогреве бетона паром. Данный метод особенно эффективен для тонкостенных конструкций. В опалубке с внутренней стороны делают каналы, через них пускают пар. Иногда делают двойную опалубку, а пар пропускают между двумя стенками. Можно смонтировать трубы внутри бетона, а затем по ним пускать пар.

С использованием данного метода можно прогреть бетон до +50-80 градусов. Столь высокая температура и оптимальная влажность ускоряют в несколько раз процесс твердения. Так, за 2 суток при паропрогреве бетон набирает прочность, аналогичную твердению в течение недели в нормальных условиях.

Единственный недостаток данного метода – существенные затраты времени, финансов и усилий для его реализации.

Использование присадок при морозе

Сегодня очень распространено использование противоморозных добавок и особых химических ускорителей твердения бетона. Чаще всего в качестве этих добавок выступают нитрит натрия, хлористые соли, карбонат кальция и другие. Добавки существенно понижают температуру замерзания воды, активизируют гидратацию цемента (таким образом повышается температура застывания бетона).

Благодаря введению в состав смеси добавок можно избежать необходимости прогрева. Некоторые добавки способны повысить стойкость бетона к морозу настолько, что вопрос о том, можно ли заливать бетон при минусе, не стоит вообще: гидратация проходит даже при окружающей температуре -20 градусов.

Но, несмотря на все преимущества, присадки обладают и некоторыми недостатками.

• Они пагубно влияют на арматуру – может начаться процесс коррозии, поэтому актуально вводить добавки лишь в неармированный бетон.
• Добавки позволяют бетону набрать прочность, равную максимум 30% от проектной, а потом при оттаивании смеси (при плюсовой температуре) процесс набора прочности продолжается. В связи с этим, по СНиП, добавки нельзя вводить в бетон, работающий в условиях динамических нагрузок (молоты, вибростанки и т.д.).

Бетонирование в условиях сухого жаркого климата

Бетон не любит не только мороза, но и жары. Когда температура воздуха повышается до +35 и выше, а влажность находится на уровне 50%, вода испаряется слишком быстро, что провоцирует нарушение водоцементного баланса. Гидратация замедляется либо прекращается вовсе, в связи с чем бетон нужно защищать от слишком быстрой потери влаги.

Для понижения температуры смеси используют охлажденную (либо разбавленную льдом) воду. Так устраняют быстрое испарение воды в процессе укладки смеси. Через определенное время смесь нагревается, поэтому важно обеспечить герметичность опалубки (чтобы вода не испарялась через щели). Опалубка также может впитывать влагу, в связи с чем для ограничения адгезии бетона и материала конструкции до заливки ее обрабатывают специальными составами.

Твердеющий бетон защищают от прямых ультрафиолетовых лучей – поверхность укрывают брезентом (мешковиной), каждые 3-4 часа осуществляют смачивание поверхности. Увлажнение может понадобиться все 28 суток набора прочности монолитом.

Приготовленный по рецепту бетон способен схватиться, затвердеть и приобрести все проектные характеристики при окружающей температуре +20 градусов и влажности около 100%. В случае проведения работ на морозе или жаре необходимо позаботиться о мерах прогрева или охлаждения, которые будут гарантировать прочность и долговечность готовой конструкции.

Источник