Как правильно залить фундамент зимой: правила безопасности при бетонировании в холодное время. Факты и «легенды»: как нужно заливать фундамент зимой Прогрев фундамента зимой
Есть мнение, что зимой строить нельзя, что качество работы будет значительно хуже и мороз непременно скажется на прочностных характеристиках цемента. Конечно, определенные неудобства, связанные с низкой температурой, имеются, но это нисколько не является причиной отказываться от процесса.
Большинство предрассудков возникли совершенно безосновательно, но есть и реальные недостатки зимнего бетонирования:
- Имеется необходимость в применении пластификаторов, а также специальных присадок, которые уберегут ваш будущий бетон от замерзания. Без этих веществ построить не получится, поскольку вода, содержащаяся в растворе, отвердеет и ухудшит качество фундамента. Единственная проблема – стоимость этих присадок (общая цена на 1 м 2 вырастает на 15-18%).
- Увеличивается срок строительства при сильном снижении температуры. Зимой работник не может выполнить тот же объем, что и летом. При планировании работ следует учитывать этот факт.
- Комфорт также оставляет желать лучшего: приходится использовать перегородки от ветра, вагончики для согревания, возможно даже тепловые пушки. Все это отражается на бюджете. Сильное похолодание, осадки, ветер… Не каждая рабочая бригада согласится работать в метель или при -30С.
- Необходимость в последующем утеплении фундамента, его гидроизоляции. Не так уже и сложно построить фундамент. Намного тяжелее защитить его от неблагоприятного воздействия природных факторов.
Подводя итог по «минусам», можно заметить, что устройство фундаментов в зимнее время ничем особенно не отличается от возведения летних конструкций, разница только в размере капиталовложений.
Если нужно строить – работайте и пусть никакие просадки или размораживания вас не смущают, поскольку они являются мифом и при нормальной организации труда никогда не возникнут. Как говорят: «белок бояться – в лес не ходить».
Преимущества зимних работ
«Какие могут быть «плюсы» в студеную пору?» – спросите вы. На самом деле их больше, чем недостатков и сейчас мы рассмотрим только некоторые из них.
- Экономия время. На выдержку фундамента под дом уходит около 5-6 месяцев, которые можно сэкономить. Сделав основание в ноябре, например, в средине весны вы можете выстраивать стены и к лету справить новоселье.
- Экономия денег. Стоимость присадок и пластификаторов – мелочи. Вы сэкономите намного больше, так как цены на материалы зимой значительно меньше, чем в сезон.
- Нанять бригаду зимой намного легче и дешевле, поскольку работы у них нет. Летом она обойдется вам дороже в 2 раза.
- Котлован не обрушится, поскольку земля намертво замерзает, заливка фундамента при минусовой температуре намного удобнее.
- Большегрузная техника может подъехать в любое угодное вам место, даже на средину поля – почва твердая и застрять невозможно. Заливка фундамента зимой осуществляется прямо из автомобиля (бетоносмесителя).
Подводя итоги, следует заметить, что строительство фундамента зимой очень выгодно. Более того, в некоторых случаях это единственная возможность воспользоваться техникой для строительства здания, поскольку летом большегрузы могут просто не подъехать к участку.
Особенности и последовательность заливки бетона зимой
Сейчас мы рассмотрим, как сделать фундамент зимой, чтобы он прослужил вам долго и не рассыпался после первой оттепели. Это не потребует от вас специальных знаний или умений, а с процессом может справиться даже ребенок. Рассмотрим пошаговую инструкцию, как правильно его залить бетон, гидроизолировать и утеплить конструкцию.
Шаг 1 Земляные работы.
Копать зимой трудно, лучше использовать экскаватор, он сможет подъехать под самый край. Стоимость заказа техники будет даже меньше, чем цена на наемку рабочей бригады с лопатами.
Шаг 2 Опалубка.
Делается точно так, как летом – сбиваются из досок толщиной 20 мм щиты, подпираются распорками.
Шаг 3 Замешивание бетона.
Вот здесь начинаются отличия. Для начала надо смешать воду с пластификатором и присадкой, чтобы она не замерзала. Потом добавить песок, щебень. Пропорция как обычно 3:1.
Фундамент – основополагающая конструкция, от качества которого зависят геометрические, технические и эксплуатационные характеристики возводимого сооружения. Из-за специфики процесса отвердевания заливкой бетонных и железобетонных фундаментов нежелательно заниматься зимой во избежание их деформации и преждевременного разрушения. Минусовые показания термометра существенно ограничивают строительство в наших широтах. Однако в случае необходимости заливка бетона при отрицательных температурах все же может быть успешно проведена, если выбран верный способ и с точностью соблюдена технология.
Особенности зимней «национальной» заливки
Капризы природы нередко вносят коррективы в планы застройки на отечественной территории. То проливной дождь мешает рытью котлована, то шквальный ветер прерывает , то стесняет наступление дачного сезона.
Первые заморозки вообще в корне меняют ход работ, особенно если планировалась заливка бетонного монолитного основания.
Бетонная фундаментная конструкция получается в результате твердения залитой в опалубку смеси. В ее составе фигурируют три практически равных по значению компонента: заполнитель и цемент с водой. Каждый из них вносит весомый вклад в формирование прочного ж/б сооружения.
По объему и массе в теле создаваемого искусственного камня преобладает заполнитель: песок, гравий, дресва, щебень, битый кирпич и т.д. По функциональным критериям лидирует связующее вещество - цемент, доля которого в составе меньше, чем доля заполнителя в 4 -7 раз. Однако именно он связывает сыпучие компоненты воедино, но действует только в паре с водой. По сути, вода настолько же важная составляющая бетонной смеси, как и цементный порошок.
Вода в бетонной смеси обволакивает мелкодисперсные частицы цемента, вовлекая его в процесс гидратации, следом за которым наступает стадия кристаллизации. Бетонная масса не застывает, как принято говорить. Она твердеет путем постепенной потери молекул воды, происходящей от периферии к центру. Правда, в «переходе» бетонной массы в искусственный камень участвуют не только компоненты раствора.
На правильное течение процессов немалое влияние оказывает окружающая среда:
- При значениях среднесуточной температуры от +15 до +25ºС твердение бетонной массы и набор прочности проходит в нормальном темпе. В указанном режиме бетон превращается в камень через указанные в нормативах 28 дней.
- При среднесуточных показаниях термометра +5ºС твердение замедляется. Требующейся прочности бетон достигнет примерно через 56 дней, если ощутимых колебаний температур не предвидится.
- При достижении 0ºС процесс твердения приостанавливается.
- При отрицательных температурах залитая в опалубку смесь замораживается. Если монолит уже успел набрать критическую прочность, то он после оттаивания весной он бетон вновь вступит в фазу твердения и продолжит ее до полноценного набора прочности.
Критическая прочность тесно связана с маркой цемента. Чем она выше, тем меньше суток необходимо бетонной смеси до ее набора.
В случае недостаточного набора прочности перед замораживанием качество бетонного монолита будет весьма сомнительным. Замерзающая в бетонной массе вода станет кристаллизоваться и увеличиваться в объеме.
В результате возникнет внутреннее давление, разрушающее связи внутри тела бетона. Увеличится пористость, из-за которой монолит будет больше пропускать в себя влаги и слабее противостоять морозам. Как следствие, сократятся эксплуатационные сроки или вовсе придется снова делать работу с ноля.
Минусовая температура и устройство фундамента
Спорить с погодными явлениями бессмысленно, к ним нужно грамотно приспосабливаться. Потому и возникла мысль о разработке методов устройства ж/б фундаментов в наших непростых климатических условиях, возможных для реализации в холодный период.
Отметим, что применение их увеличит бюджет строительства, потому в большинстве ситуаций рекомендовано прибегать к более рациональным вариантам устройства фундаментов. Например, использовать буронабивной способ или провести заводского производства.
В распоряжении тех, кого не устраивают альтернативные способы, есть несколько проверенных удачной практикой методик. Их назначение заключается в доведении бетона до состояния критической прочности перед замораживанием.
По типу воздействия их условно можно разделить на три группы:
- Обеспечение внешнего ухода за залитой в опалубку бетонной массой до стадии набора критической прочности.
- Повышение температуры внутри бетонной массы до момента достаточного твердения. Выполняется посредством электропрогрева.
- Введение в бетонный раствор модификаторов, понижающих точку замораживания воды или активизирующий процессы.
На выбор метода зимнего бетонирования влияет внушительное количество факторов, таких как имеющиеся на площадке источники электропитания, прогноз синоптиков на период твердения, возможность привести разогретый раствор. Исходя из местной конкретики, выбирается наилучший вариант. Самой экономичной из перечисленных позиций считается третья, т.е. заливка бетона при минусовой температуре без прогрева, предопределяющая внесение модификаторов в состав.
Как залить бетонный фундамент зимой
Чтобы знать, каким методом лучше воспользоваться для выдерживания бетона до критических показателей прочности, нужно знать их характерные особенности, ознакомиться с минусами и плюсами.
Заметим, что ряд способов используется в комплексе с каким-либо аналогом, чаще всего с предварительным механическим или электрическим нагревом компонентов бетонной смеси.
Внешние условия «для созревания»
Благоприятные для твердения внешние условия создаются снаружи объекта. Заключаются в поддержании температуры среды, окружающей бетон, на нормативном уровне.
Уход за залитым «в минус» бетоном осуществляется следующими способами:
- Метод «термоса». Наиболее распространенный и не слишком затратный вариант, состоящий в защите будущего фундамента от внешних воздействий и потерь тепла. Опалубку крайне оперативно заполняют бетонной смесью, разогретой выше стандартных показателей, быстро укрывают пароизоляционными и теплоизоляционными материалами. Изоляция не дает бетонной массе остывать. К тому же в процессе твердения бетон сам выделяет около 80 ккал тепловой энергии.
- Выдерживание залитого объекта в тепляках - искусственных укрытиях, оберегающих от внешней среды и позволяющих проводить мероприятия по дополнительному прогреву воздуха. Вокруг опалубки возводятся трубчатые каркасы, укрытые брезентом или обшитые фанерой. Если для повышения температуры внутри устанавливаются жаровни или тепловые пушки для поставки нагретого воздуха, то способ переходит в следующую категорию.
- Воздушный обогрев. Предполагает сооружение вокруг объекта замкнутого пространства. По минимуму опалубку закрывают шторами из брезента или подобного материала. Желательно, чтобы шторы были с теплоизоляцией для увеличения эффекта и сокращения затрат. В случае применения штор пар или поток воздуха из тепловой пушки поставляется в зазор между ними и опалубкой.
Нельзя не заметить, что реализация указанных методов увеличит бюджет строительства. Самый рациональный «термос» заставить купить укрывной материал. Сооружение тепляка еще дороже, а если к нему еще и обогревательную систему арендовать, то стоит задуматься о цифре расходов. Их применение целесообразно, если нет альтернативы типа и залить необходимо монолитную плиту под заморозку и весеннее размораживание.
Следует помнить, что многократное размораживание разрушительно для бетона, потому внешний обогрев обязательно следует довести до требующегося параметра твердения.
Способы обогрева бетонной массы
Вторая группа методов применяется преимущественно в индустриальном строительстве, т.к. нуждается в наличии источника энергии, в точных расчетах и в участи профессионального электрика. Правда, народные умельцы в поисках ответа на вопрос, можно ли заливать обычный бетон в опалубку при минусовой температуре, нашли весьма остроумный выход с поставкой энергии сварочным аппаратом. Но и для этого нужны хотя бы первоначальные навыки и познания в непростых строительных дисциплинах.
В технической документации способы электропрогрева бетона делятся на:
- Сквозные. Согласно чему бетон прогревается электрическими токами, которые поставляют проложенные внутри опалубки электроды, которые могут быть стержневыми или струнными. Бетон в этом случае играет роль сопротивления. Расстояние между электродами и подаваемая нагрузка должны быть точно рассчитаны, а целесообразность их применения безоговорочно доказана.
- Периферийные. Принцип заключается в нагревании поверхностных зон будущего фундамента. Тепловая энергия поставляется нагревательными приборами через присоединенные к опалубке ленточные электроды. Это может быть полосовая или листовая сталь. Внутрь массива тепло распространяется за счет теплопроводности смеси. Эффективно толща бетона прогревается на глубину 20см. Дальше меньше, но при этом формируются напряжения, существенно улучшающие критерии прочности.
Методы сквозного и периферийного электропрогрева используются в неармированных и мало армированных конструкциях, т.к. арматура влияет на разогревающий эффект. При густой установке арматурных прутков токи будут замыкаться на электроды, да и формируемое поле будет неравномерным.
Электроды по окончании прогрева навсегда остаются в конструкции. В списке периферийных методик самой известной является применение греющей опалубки и инфракрасных матов, укладываемых поверх сооружаемого основания.
Наиболее рациональным способом прогрева бетона признано выдерживание с помощью электрического кабеля. Греющий провод можно проложить в конструкциях любой сложности и объема, не зависимо от частоты армирования.
Минус греющих технологий состоит в возможности пересушить бетон, потому для проведения требуются расчеты и регулярный контроль температурного состояния конструкции.
Введение добавок в бетонный раствор
Введение добавок - самый простой и дешевый способ бетонирования при минусовых температурах. Согласно нему заливка бетона зимой может выполняться без применения прогрева. Однако метод вполне может дополнять тепловую обработку внутреннего или наружного типа. Даже при использовании его вкупе с обогревом твердеющего фундамента паром, воздухом, электричеством ощущается снижение расходов.
В идеале обогащение раствора добавками лучше всего сочетать с сооружением простейшего «термоса» с утолщением теплоизоляционной оболочки на участках с меньшей толщиной, на углах и прочих выступающих частях.
Добавки, применяемые в «зимних» бетонных растворах делятся на два класса:
- Вещества и химические соединения, понижающие точку замерзания жидкости в растворе. Обеспечивают нормальное твердение при минусовых температурах. К ним отнесены поташ, хлорид кальция, хлорид натрия, нитрит натрия, их сочетания и подобные вещества. Вид добавки определяют, исходя из требований к температуре твердения раствора.
- Вещества и химические соединения, ускоряющие процесс твердения. К ним отнесены поташ, модификаторы с основой из смеси хлорида кальция с мочевиной или нитрит-нитратом кальция, его же с хлоридом натрия, одним нитрит-нитратом кальция и др.
Химические соединения вводятся в объеме от 2 до 10% от массы цементного порошка. Количество добавок подбирают, ориентируясь на ожидаемую температуру твердения искусственного камня.
В принципе, применение противоморозных добавок позволяет проводить бетонирование и при -25ºС. Но подобные эксперименты не рекомендованы строителям объектов частного сектора. На самом деле к ним прибегают поздней осенью при единичных первых заморозках или ранней весной, если бетонный камень обязательно должен отвердеть к определенному сроку, а альтернативных вариантов не имеется.
Распространенные противоморозные добавки для заливки бетона:
- Поташ или иначе углекислый калий (К 2 СО 3). Самый востребованный и простой в применении модификатор «зимнего» бетона. Его использование в приоритете из-за отсутствия коррозии арматуры. Для поташа не характерно появление соляных разводов на поверхности бетона. Именно поташ гарантирует твердение бетона при показаниях термометра до -25°С. Недостаток его введения состоит в ускорении темпов схватывания, из-за чего управиться с заливкой смеси нужно будет максимум за 50 минут. С целью сохранения пластичности для удобства заливки в раствор с поташом добавляют мылонафт или сульфитно-спиртовую барду в объеме 3% от массы цементного порошка.
- Нитрит натрия, иначе соль азотистой кислоты (NaNO 2). Обеспечивает бетону стабильный набор прочности при температуре до -18,5°С. Соединение обладает антикоррозионными свойствами, повышает интенсивность твердения. Минус в появлении выцветов на поверхности бетонной конструкции.
- Хлорид кальция (CaCl 2), позволяющий проводить бетонирование при температурах до -20°С и ускоряющий схватывание бетона. При необходимости введения в бетон вещества в количестве более 3% необходимо увеличивать марку цементного порошка. Недостаток применения заключается в появлении высолов на поверхности бетонной конструкции.
Приготовление смесей с противоморозными добавками производится особым порядком. Сначала перемешивается заполнитель с основной частью воды. Затем после легкого перемешивания добавляют цемент и воду с разведенными в ней химическими соединениями. Время перемешивания увеличивают в 1,5 раза по сравнению со стандартным периодом.
Поташ в объеме 3-4% от массы сухого состава добавляется в бетонные растворы, если отношение вяжущего вещества к заполнителю 1:3, нитрит нитрата в объеме 5-10%. Оба противоморозных средства не рекомендовано использовать в заливке конструкций, эксплуатируемых в обводненной или очень влажной среде, т.к. они способствуют образованию щелочей в бетоне.
В заливке ответственных сооружений лучше использовать холодные бетоны, приготовленные механическим способом в заводских условиях. Их пропорции с точностью рассчитываются с ориентиром на конкретную температуру и влажность воздуха в период заливки.
Приготовляют холодные смеси на горячей воде, доля добавок вводится в четком соответствии с погодными условиями и с типом сооружаемой конструкции.
Методы заливки бетона в зимний период:
Зимнее бетонирование с устройством тепляка:
Противоморозное средство для зимнего бетонирования:
Перед заливкой растворов с противоморозными добавками не обязательно прогревать дно котлована или траншеи, вырытой под фундамент. Перед заливкой подогреваемых составов прогрев дна обязателен во избежание неровностей, которые могут получиться из-за растаявшего в грунте льда. Заливка должна выполняться в один день, в идеале в один прием.
Если перерывов не избежать, интервалы между заливками бетонного раствора необходимо свести к минимуму. При соблюдении технологических тонкостей бетонный монолит наберет необходимый запас прочности, законсервируется на зиму и продолжит твердение с приходом теплого времени. Весной можно будет приступить к возведению стен по готовому надежному основанию.
Можно ли зимой заливать фундамент?
В век новых технологий и высоких скоростей все развивается очень стремительно. Появляются технические решения, позволяющие выполнять работы быстрее, качественнее и эффективнее, чем пару десятилетий назад. Строительная отрасль также может похвастаться множеством нововведений, которые значительно повысили скорость возведения строительных объектов. Если раньше, например, на вопрос, можно ли заливать фундамент зимой, застройщик услышал бы однозначное «нет», то на сегодняшний день ответ не будет столь категоричным. Разберемся, как без потери качества проводить эти работы.
Заливка бетона зимой – некоторые нюансы
Вопрос о возведении основы строения в зимний период разделил строителей на два диаметрально противоположных лагеря. Первые – приверженцы классической технологии – считают, что никакие новшества не смогут обеспечить качественную гидратацию раствора. Без нее возможно снижение прочностных характеристик основания. Вторые, сторонники различных ноу-хау, утверждают, что залить фундамент зимой, обеспечив требуемые параметры основы, можно.
Оба взгляда на решение этого вопроса имеют право на жизнь. Традиционная заливка фундамента при плюсовых температурах описана досконально во многих источниках. Попробуем разобраться с проведением работ в холодную пору года. При минусовых температурах вода, находящаяся в растворе, начинает кристаллизоваться, что в итоге ведет к увеличению пористости бетонного массива. Основной проблемой при зимней заливке основания является обеспечение качественной гидратации бетонного раствора.
Не так давно с наступлением заморозков «замораживать» в наших широтах было принято и строительство
Гидратация – ликбез для начинающих строителей
Процесс твердения массива при плюсовой температуре происходит поэтапно:
- на поверхности образуется тонкая оболочка из кислой соли;
- в верхних слоях происходит связывание частиц цемента водой;
- наружный слой, теряя влагу за счет испарения, медленно стягивается;
- цемент связывается водой на следующем уровне.
Процесс охватывает постепенно все слои. В течение месяца бетон набирает необходимую прочность, достаточную для проведения следующих этапов работ.
При заливке фундамента зимой затруднено испарение влаги, которая постепенно замерзает. Это ведет к увеличению пористости бетонного массива и значительному снижению его прочности. Поэтому основным правилом бетонирования в зимний период является обеспечение нормального температурного режима, не допускающего образования кристаллов льда при твердении.
Заливка фундамента зимой – технологические особенности
Для сокращения сроков твердения применяется несколько методов, которые направлены на поддержание температуры бетонного массива в пределах, обеспечивающих нормальный режим гидратации.
Продолжительность зимних перерывов в строительстве заставила жителей северной страны искать методы, позволяющие не прекращать в холода бетонные работы
Тепло сохраняют с помощью:
- пара;
- электричества;
- инфракрасного или индукционного излучения;
- теплового шатра;
- термоизоляции вокруг опалубки.
Остановимся кратко на каждом из методов.
Обогрев при помощи пара
Прогрев бетонного массива паром существенно ускоряет твердение. При поддержании температуры в пределах 70 градусов Цельсия на протяжении 1–1,5 суток бетон достигает прочности, соответствующей отстаиванию массива на протяжении 15 суток при плюсовой температуре.
Длительность прогрева паром зависит от:
- требуемой прочности;
- вида используемого цемента;
- температуры прогрева.
Осуществляется паропрогрев путем обустройства паровой рубашки, которая монтируется на расстоянии не более 15 см от опалубки. Этот параметр обеспечивает свободное обтекание массива паром.
Хозяева, озадаченные проблемой, можно ли заливать фундамент зимой, получают однозначный утвердительный ответ, но с множеством вариаций
Подогрев электроносителями
Создать благоприятные условия для твердения бетона можно с помощью электрической энергии. Наиболее распространенными являются методы подогрева:
- электродами;
- проводами ПНСВ.
Обогрев электродами относится к довольно дешевым методам. Для работ применяют электроды разного вида:
- струнные. Основная область применения – заливка конструкций вертикального расположения (столбы, колонны, балки);
- стержневые. Для поддержания необходимой температуры применяют металлическую арматуру диаметром 8–12 мм;
- пластинчатые. При использовании пластин их располагают на противолежащих плоскостях опалубки.
Более эффективный способ прогрева – использование провода ПНСВ. Объясняется высокая эффективность тем, что источником тепла является не бетонный массив, а сам провод, температуру которого регулировать значительно проще.
Разновидностью электрической обработки бетонного массива является воздействие на него инфракрасного или индукционного излучения. В связи со сложностью и неравномерностью прогрева больших объемов используются данные методы редко.
Электроды одним концом подключаются к трансформатору, вторым – к арматуре с шагом порядка полуметра
Обустройство теплового шатра
В летнее время строить как основание, так и само сооружение, быстрее, легче и дешевле. Но не всегда есть такая возможность. Это связано или с личной занятостью, либо с непродолжительностью теплого периода. Благодаря использованию современных материалов и внедрению на практике новых технологических решений, вопрос о том, можно ли заливать фундамент зимой, практически потерял свою актуальность. Данные работы с успехом проводятся при минусовых температурах. Сегодня обсуждается эффективность бетонирования при морозах с точки зрения экономических и трудовых затрат.
Особенности строительства фундамента в зимний период
Делать фундамент при низкой температуре – нелегкий процесс. Рабочим придется трудиться на морозе. Зима вообще считается не самым лучшим временем для создания монолитной конструкции плитного или ленточного типа, постройки свайных и буронабивных видов оснований. Основная причина этому заключается в том, что вода, являющаяся одним из главных компонентов рабочего раствора, кристаллизуется при значении температур ниже нуля.
Образование льда препятствует нормальному протеканию процесса образования надежных связей между молекулами бетона – его гидратации. Также расширение воды при замерзании приводит к тому, что существенно снижается прочность основания. Это происходит из-за образования пор в бетоне кристалликами льда.
Сам процесс гидратации происходит с тепловыделением. При этом чем больше размеры конструкции из бетона, тем теплоотдача выше, а остывание заливки происходит более медленнее.
Вообще в зимнее время строительство ведут в следующих случаях:
- когда летний период короткий, что характерно для холодных северных регионов;
- при необходимости скорейшего возведения постройки к плановому сроку;
- причиной этому могут быть и свойства почвы на строительном участке.
При этом также учитывают, что некоторые строительные материалы зимой можно приобрести дешевле, чем летом (в сезон работ). Для строителей холода – это период, который характеризуется часто небольшими объемами заказов, либо их отсутствием. В основном заняты те, кто специализируется на внутренней отделке помещений. Из-за повышенного предложения услуг цены на них падают. На это тоже обращают внимание, начиная строительство зимой. Но значительной экономии нет, потому что работа осуществляется с применением более сложных технологий.
Недостатками заливки бетона зимой являются:
- сложность проведения работ;
- необходимость привлечения тяжелой техники;
- трудности с организацией прогрева возводимого фундамента;
- возрастание расходов на приобретение добавок, увеличивающих морозостойкость раствора.
По причине выделения тепла бетоном во время застывания при работе в морозный период предпочтение отдают ленточным или плитным (монолитным) типам фундаментов, а не столбчатым. При их возведении, если температура окружающей среды незначительно ниже нуля, то можно обойтись даже без специальных добавок и подогрева, используя теплоизоляционную опалубку и специальное накрытие (из матов).
Начиная строительство, следует учитывать, что самостоятельно, вручную, выполнить земляные работы на промерзшем грунте не получится. Для этого потребуется привлекать технику.
Технологии бетонирования
Сделать фундамент зимой возможно с помощью использования различных технологий. Выбор варианта для создания и сохранения условий, необходимых, чтобы процесс гидратации бетона протекал нормально, зависит от таких факторов:
- от входящих в рабочий бетонный раствор химических веществ, их пропорциональных соотношений;
- размеров создаваемой конструкции;
- особенностей климата местности;
- наличия сети электроснабжения;
- марки используемого цемента;
- возможности организации нагревания воды и жидких добавок.
Чем сильнее измельчены частицы цемента, тем быстрее он вступает в химическую реакцию, выделяя при этом тепло.
Нормальному проведению работ способствует подогрев заполнителя и воды до 32 градусов непосредственно перед самим замесом. Температура рабочего раствора получится в этом случае примерно 21º С. Необходимо учитывать, что цемент нельзя греть, потому что он потеряет связующие свойства.
Раствор требуется перемешивать тщательно. Также рекомендуется увеличить время проведения замеса приблизительно на 25 % по сравнению с летом.
Применение добавок для бетона
Основным методом, позволяющим выполнять заливку фундамента во время холодов, является введение в его состав противоморозных добавок. Их внесение вызывает увеличение количества тепла, самостоятельно вырабатываемого бетоном. Дополнено с возрастанием теплоотдачи модификаторы понижают температуру кристаллизации жидкости. Благодаря этому, процесс гидратации залитого бетона при более низких температурах проходит обычным образом.
В качестве добавки, повышающей морозостойкие свойства, часто используют хлористый кальций. Его в рабочий раствор вводят в количестве, не превышающем 2 % от всей массы. Если данную пропорцию превысить, то значительно снижается прочность создаваемого основания на сжатие.
При стабильном уровне температуры в районе -15 градусов для добавления в бетон используют следующие вещества:
- поваренную соль (хлорид натрия);
- нитрат натрия;
- поташ.
Применение модификаторов для бетона часто совмещается с организацией искусственного дополнительного подогрева основания.
Если применяются противоморозные наполнители, то опалубку демонтируют, когда бетон марки М400 наберет 20% прочности. Для М и М300 этот показатель должен уже составлять 30%, а для М200 – 40%.
Самостоятельно экспериментировать с добавлением доступных компонентов в составы для заливки не рекомендуется. Лучше использовать готовые строительные материалы.
Прогревание залитого основания
Способы прогревания залитого основания на практике применяются разные. Простейший вариант заключается в предварительном нагревании воды и заполнителя, либо всего раствора. Для этих целей подходят:
- жаровня;
- тепловая пушка;
- горелки различных типов;
- обычный костер.
В бетон добавляют модификаторы, ускоряющие процесс затвердевания. После его заливки всю конструкцию укрывают, используя такие материалы:
- мешки;
- брезент;
- солому;
- теплоизоляционные маты.
Накрывать также можно тряпками, ненужными одеялами. Вокруг основания устанавливают жаровни или другие выделяющие тепловую энергию устройства. Их эксплуатируют, пока бетон не наберет требуемую прочность.
Можно сделать вокруг конструкции подобие палатки, что будет способствовать более эффективному расходованию энергии. Но в таком случае требуется следить за уровнем влажности, чтобы не пересушить залитый бетон. Также потребуется составлять на конструкцию отдельный проект и после работ ее демонтировать.
После достижения монолитом требуемой прочности (по СНИП III-15-76 она составляет 70% и не зависит от марки) опалубку и утепление демонтируют. Если бетон полностью не отвердел, то ему допустимо дать замерзнуть. После размораживания все процессы пойдут в нужном русле далее, а прочность потеряется примерно на 5% от рассчитанной по проекту.
Альтернативные способы подогрева и их реализация представлены в таблице ниже.
| № | Метод подогрева залитого бетона | Практическая реализация |
|---|---|---|
| 1 | создание «термоса» | для этого по периметру опалубки монтируют теплогенерирующую обшивку, состоящую из металлического корпуса, с размещенным внутри его паровым или электрическим, либо водяным контуром |
| 2 | нагревание заливки с помощью пара | такой способ реализуется укладкой в опалубке нужного количества труб, по которым из специально созданного трубопровода подают пар |
| 3 | использование электричества | для реализации данного варианта для подогрева залитого раствора применяют стальной провод, закрепленный определенным образом в арматурном каркасе или на опалубке, либо просто уложенный непосредственно в бетон, по которому пускают электрический ток |
| 4 | применение индукционных нагревателей | такие устройства, расположенные по периметру фундамента, прогревают его с помощью разогрева электромагнитным полем арматуры или металлической опалубки |
Также на практике используют инфракрасные обогреватели. Подогрев паром – дорогостоящий и трудоемкий способ, применяемый довольно редко.
Смысл всех методов заключается в ускорении схватывания раствора.
Из всех рассмотренных методов самыми доступными являются простое утепление основания различными материалами (с последующим его обогревом) и монтаж электронагревательного контура. Выполнение работы по подогреву требует от исполнителя наличия определенного уровня квалификации в данной сфере деятельности, поэтому следует привлекать специалистов.
Заливка фундамента зимой требует неукоснительного соблюдения ряда нюансов. Правила проведения работ следующие:
- частями заливать основание не допускается: смонтированную под него опалубку следует заполнять раствором полностью;
- во избежание тепловых потерь при укладке бетона слои необходимо делать небольшой высоты и длины, незамедлительно перекрывая их следующими;
- при образовании на поверхности заливки гелиевой оболочки требуется ее скалывать;
- во время проведения подготовки траншей под фундамент, либо котлована, их следует хорошо очистить от снега, сбить имеющуюся наледь с арматуры;
- непосредственно после выкапывания и укладки подушки из песка, на дно нужно уложить солому: такое укрытие предотвратит его обледенение;
- выполнять заливку бетона на промерзшую почву нельзя, ее следует предварительно прогреть;
- обязательно требуется обеспечить свободный доступ к опалубке со всех сторон;
- если после рытья на дне траншеи, либо котлована, появляется вода, то ее нужно удалять;
- опалубку лучше использовать с повышенными теплоизоляционными свойствами;
- до достижения бетоном достаточного уровня прочности нужно обогревать всю залитую конструкцию, поддерживая плюсовую температуру.
Если укладывать бетон непосредственно на замерзший грунт, то под воздействием тепла, образуемого в результате гидратации массы раствора, почва начнет оттаивать и проседать. При этом осадка может быть неравномерной и фундамент деформируется.
Правил правильного, эффективного проведения работ по заливке бетона немного. Но они требуют неукоснительного соблюдения. Проще и экономически целесообразнее выполнять их при подготовке и во время проведения заливки, чем после все переделывать.
Способы заливки фундамента зимой показаны в видеороликах ниже.
Возводить бетонное основание зимой можно. Качественный результат достигается применением противоморозных модификаторов или созданием системы подогрева, либо соединением этих двух способов. При этом рекомендуется использовать готовые, продающиеся в строительных магазинах добавки от известных производителей и мелкоизмельченный цемент. Важным моментом является тщательное соблюдение технологии работ и нюансов процесса.
Можно ли строить зимой?
Конечно, можно!
Только вопрос: какой ценой?
Проблемы, связанные с изготовлением фундаментов в период, когда на улице мороз, анализирует кандидат технических наук Леонид Гинзбург.
В прошлом на Руси зимой, как правило, дома не строили, а вели только такие подготовительные работы, как завоз толстых брёвен, камня и т.п. В тёплое время года доставлять всё это по раскисшим дорогам на телегах было очень сложно или вообще невозможно. Мороз -«строитель« позволял подвозить материалы по зимнинам.
С тех пор существенно изменились технологии строительных работ, появились новые материалы и средства их доставки к месту возведения зданий. Однако период выполнения строительных работ с апреля по октябрь остался в силе из-за неблагоприятных климатических условий на большей части России.
Вообще-то деревянные дома можно возводить и зимой. Но наибольшие трудности при возведении зданий в этот период возникают при устройстве фундаментов: при разработке грунтов, бетонировании и выдержке бетона. Всё это удорожает работу и может снизить качество фундаментов. Некоторые трудности можно преодолеть, например, применяя прогрев бетона.
Проанализируем, что может произойти с фундаментами при их возведении зимой и при каких условиях строительство будет надёжным. Для этого вначале рассмотрим некоторые свойства промерзающих грунтов.
Свойства и параметры пучинистых грунтов
Практически вся территория Российской Федерации находится в зоне сезонного промерзания грунтов. Мелкие и пылеватые пески, супеси, суглинки и глины при промерзании проявляют пучинистые свойства. Поверхность этих грунтов зимой приподнимается, а весной, опаивая, приходит в исходное положение. Крупные и средней крупности пески считаются практически непучинистыми.
Грунты в зависимости от величины деформации поверхности условно подразделяют следующим образом:
- при деформации менее 1,4 см – практически непучинистые;
- от 1,5 до 5,0 см – слабопучинистые;
- в пределах 5,1-10 см – среднепучинистые;
- от 10,0 до 17,0 см и более – сильнопучинистые.
Эти данные приведены для глубины промерзания в Московской области. В других регионах деформации поверхности при одинаковой степени пучинистости будут несколько отличаться (рис. 1).
Величина деформации поверхности пучинистых грунтов в зависимости от нормативной глубины промерзания: 1 - Волгоградская область; 2 - Московская область; 3 - Уфимская область; 4 - Новосибирская область; f - коэффициент пучения; h, - величина деформации пучения поверхности грунта.
Деформации пучения промёрзшей толщи грунта с глубиной уменьшаются, а на границе промерзания они равны нулю. В сильнопучинистых грунтах уменьшение деформации пучения происходит в прямой пропорции с глубиной (рис. 2а), а в слабопучинистых грунтах – в степенной зависимости (рис. 26).
Зависимость деформации пучения ненагруженного основания от глубины расположения дна траншей (котлованов): а - в сильнопучинистых грунтах; 6 - в слабопучинистых грунтах; d f , - глубина промерзания; h 1 , - величина деформации пучения поверхности грунта.
Например, если в сильнопучинистых грунтах при промерзании на 1,4 м деформация поверхности составляет 16 см, то на половине этой глубины (0,7 м) – 8 см. В слабопучинистых грунтах деформацию с удовлетворительной точностью можно описать квадратичной функцией. Следовательно, для этих грунтов: если деформация поверхности составит 5,0 см (при том же промерзании в 1,4 м), то в соответствии с графиком (рис. 26) на половине глубины (0,7 м) она будет 1,25 см.
При устройстве фундаментов зимой промерзание грунта начинается не только от поверхности грунта, но и от дна отрытых траншей и котлованов. В этом случае деформации пучения и последующих осадок дна выработок могут достигать тех же значений, что и на поверхности строительной площадки. Это следует учитывать.
Скорость промерзания грунта
Фактическая скорость промерзания грунта зависит от температуры воздуха. Для московского региона при продолжительности периода с отрицательными температурами в 147 суток можно принять среднезимнюю скорость промерзания грунтов равной 1 см/сут. Зная продолжительность работ по устройству фундаментов от начала разработки грунта до обратной засыпки, можно ориентировочно рассчитать глубину промерзания грунта под подошвой фундамента. Деформации пучения, как правило, по площади дома происходят неравномерно.
Перед началом устройства фундаментов возможны два варианта температурного состояния грунтов. Первый -талое – при положительных температурах или при отрицательных температурах, когда грунт до начала строительства благодаря утеплению сохранялся от промерзания. Второй – мёрзлое, когда никаких мер по сохранению грунта от промерзания не принимали.
При устройстве фундаментов зимой на непучинистых талых или промороженных грунтах никаких неприятностей ожидать не следует. Однако остаются технологические трудности, связанные с разработкой грунта, укладкой бетона и сохранением его от промерзания в период набора прочности.
Сборные фундаменты
Предположим, мы делаем на пучинистых грунтах ленточные или столбчатые фундаменты из сборных блоков в тёплое время. Если не принять специальных мер по предохранению основания этих фундаментов от промерзания, то неизбежно произойдут деформации пучения. Из-за неравномерности пучения кладка блоков нарушится. Весной, при осадках нарушения будут ещё более серьёзные.
Защитить грунты основания от промерзания можно, если устроить вокруг фундаментов временное покрытие из опилок, шлака, керамзита и других утеплителей. Сами утеплители должны быть защищены от намокания. В этом случае зимнее строительство вряд ли окажется дешевле, чем в следующем благоприятном для этих работ сезоне.
Устройство фундаментов из блоков зимой на промороженных грунтах приведёт к тому, что весной произойдут неравномерные осадки и кладка фундаментов также будет нарушена.
Если сборный фундамент устроен зимой в утеплённом грунте, но в процессе строительства допущено его промерзание, то произойдут деформации пучения, а весной – осадки, поэтому результат будет такой же плачевный, как и в случае с промороженным грунтом. Вывод -сборные фундаменты делать зимой в пучинистых грунтах не рекомендуется.
Монолитные заглублённые фундаменты
Устроенные в период положительных температур монолитные ленточные железобетонные фундаменты, заглублённые ниже уровня промерзания, естественно, подвергнутся зимой деформации пучения. Если они к этому времени окажутся ненагруженными, то касательные силы пучения переместят их вверх. Под подошвой фундаментов появится полость и возникнут условия для образования остаточных деформаций.
Весной же при оттаивании грунтов произойдут обратные неполные осадочные деформации. Есть большая вероятность, что армированные фундаменты останутся целыми, но неравномерность осадки может вызвать крен всего фундамента. Весной работу придётся начинать с проверки и выравнивания верхнего обреза фундаментов.
Особенно большие деформации и крены наблюдаются в монолитных щелевых ленточных и столбчатых фундаментах, бетонируемых «враспор» грунта, когда траншеи или котлованы откапывают в ширину по размеру фундамента и бетон укладывают непосредственно в фунт.
Если бетонную смесь только уложили, а грунт начинает промерзать и вспучиваться, то в не набравшем прочности бетоне могут возникнуть трещины. Избежать их можно, сохраняя грунт от промерзания во время и после изготовления фундаментов фактически до конца периода с отрицательными температурами. Сделать это достаточно сложно, так как требуется высокая культура производства. Впрочем, при устройстве щелевых фундаментов утепление осуществить проще. Но во всех случаях дополнительные затраты неизбежны.
При устройстве заглублённых монолитных фундаментов зимой на промороженном основании возможно дальнейшее промерзание грунта ниже подошвы фундаментов в процессе производства работ и в период выдержки бетона. В бетоне, не набравшем прочности, и в этом случае могут образоваться трещины, а осадки (при достаточной прочности бетона и пространственной жёсткости фундамента) вызовут крен постройки. Весной надо будет проверять и выравнивать верхний обрез фундаментов.
Как видим, устройство рассмотренных фундаментов зимой как на талых, так и на промороженных грунтах связано с риском получить брак и удорожание строительства. Поэтому устраивать заглублённые фундаменты зимой на промёрзших пучинистых грунтах не рекомендуется.
ДОПУСТИМЫЕ АБСОЛЮТНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ПУЧЕНИЯ ДЛЯ ДЕРЕВЯННЫХ ДОМОВ СОСТАВЛЯЮТ 5,0 СМ, ДЛЯ ДОМОВ С КИРПИЧНЫМИ И МЕЛКОБЛОЧНЫМИ СТЕНАМИ – 2,5 СМ.
Мелкозаглублённые монолитные ленточные фундаменты
Изготовленные на пучинистых грунтах осенью, когда бетон успевает до морозов набрать необходимую прочность, эти конструкции сохраняются целыми, а при пучении не происходит образования остаточных деформаций, если принять меры по их консервации на зиму. Мелкозаглублённые фундаменты проектируют приспособленными к деформациям пучения. Поэтому на таких фундаментах возможно возведение деревянных домов зимой.
Но и в мелкозаглублённых фундаментах, изготавливаемых зимой, если допускается промораживание грунта со дна траншей (котлованов), в слабом бетоне возможно образование трещин. При устройстве таких фундаментов на промороженном основании произойдут неравномерные осадки весной. В лучшем случае придётся выравнивать верхний обрез ленты. Поэтому и такие фундаменты на промороженных фунтах устраивать не рекомендуется.
Опоры с уширением
При устройстве буровых опор с их уширением ниже глубины промерзания в талом и промороженном грунтах весной никаких неприятностей не ожидается. Но при бетонировании зимой и последующем промерзании грунта по боковым поверхностям опор возникнут большие касательные силы пучения. При слабом бетоне потребуется усиленное армирование ствола опор.
При применении цилиндрических буровых опор в пучинистых грунтах имеют место всё те же проблемы, что и при щелевых фундаментах.
Таким образом, надёжное устройство любых фундаментов зимой по грунтовым условиям возможно на промороженных и талых площадках, сложенных непучинистыми крупными и средней крупности песками.
В пучинистых грунтах на промороженных площадках делать фундаменты не рекомендуется. На пучинистых непромороженных грунтах зимой возможно надёжное устройство мелкозаглублённых фундаментов при принятии мер по обеспечению их устойчивости. На таких фундаментах можно продолжать строительство деревянных домов зимой, кирпичных домов – только в тёплое время года.
Технология работ по строительству фундамента зимой
Выполнение фундаментных работ в зимних условиях имеет свою специфику. При рассмотрении предъявляемых требований выделим следующие пять технологических операций: разработка грунта; устройство выравнивающей или противопучинной подушки; бетонирование; уход за бетоном в процессе набора прочности; устройство обратной засыпки.
Разработка грунта
При плановом устройстве фундаментов зимой следует заранее позаботиться о защите основания от промерзания. Для этого могут быть использованы различные утеплители, указанные выше.
В случае допущенного промерзания грунтов перед разработкой их надо отогревать. Во всех случаях расходы на разработку грунта зимой увеличиваются.
Устройство песчаной подушки под фундамент
При изготовлении заглублённых фундаментов под их подошвой в глинистых Фунтах, как правило, делают выравнивающую песчаную уплотнённую подушку небольшой толщины (0,10-0.15 м). При устройстве мелкозаглублённых фундаментов толщину песчаной или песчано-гравийной (щебёночной) подушки определяют расчётным путём и отсыпка может быть гораздо большей высоты (0,2-0,5 м).
Песок, завезённый для устройства подушки, не должен быть смерзшимся и иметь включений льда и снега. Попав в подушку, они растают весной и образуют полости, что вызовет дополнительные осадки грунта. Песок и щебень завозят заранее и укрывают от дождей и снега. Перед их использованием до снятия укрытия площадку и бровки траншей и котлованов расчищают от снега так, чтобы он не попал с отсыпкой в выемки.
Зависимость времени смерзания грунта от величины отрицательной температуры воздуха: t” - величина отрицательной температуры воздуха; Т - время смерзания грунта в минутах.
На рис. 3 показана ориентировочная зависимость времени смерзания грунта от температуры воздуха. Увеличить продолжительность смерзания уплотняемого песка можно путём увлажнения его подсоленной водой. Увлажняют песок из лейки небольшим количеством горячей воды и только в местах непосредственного уплотнения. Уплотнять песок следует небольшими слоями (при ручной трамбовке – 5-7 см). Правильно поступят те, кто вначале опробуют технологию работ на небольшом участке. Толщину уплотняемых слоев, необходимость смачивания и потребное количество воды на единицу площади, количество ударов по одному месту в конкретных условиях лучше уточнить экспериментально. Готовую подушку укрывают от снегопадов.
Бетонные работы
При устройстве опалубки и монтаже арматуры снег и лёд не должны попасть на отсыпанное основание.
Чтобы при укладке и выдержке бетон в холода не промёрз, необходимо принять следующие меры: перевозить бетон в машинах, оборудованных подогревом; применять бетон с противоморозными добавками, снижающими температуру его замерзания; использовать электропрогрев уложенного бетона; укрывать бетон утеплителями.
В настоящее время имеется множество эффективных противоморозных добавок, в том числе добавки С-ЗМ-15, формиата натрия, нитрита натрия и др.
Следует иметь в виду, что при низких положительных температурах скорость набирания прочности бетоном уменьшается в 2 и более раз по сравнению с летом, а при отрицательных температурах – до 5 раз.
Марка бетона по морозостойкости и водонепроницаемости не должна быть ниже F50 и W2 соответственно.
Абсолютно недопустимо при зимнем бетонировании применение жидкого бетона с нарушенным водоцементным отношением. Необходимое количество воды вступает в реакцию с цементом. Лишняя же вода, остающаяся в бетоне, при замерзании может стать причиной разрушения фундамента или понижения его прочности.
Для обеспечения качественной укладки жёсткого бетона обычно добавляют пластификаторы, например Суперпластификатор С-3. Для электропрогрева бетона требуется специальное оборудование и квалифицированные рабочие, которых подавляющее большинство строительных фирм не имеют.
Обратная засыпка
При обратной засыпке зимой к технологии работ предъявляются те же требования, что и при устройстве подушки, снега и льда в ней не быть должно.
Таким образом, изготовление фундаментов в зимний период существенно усложняется, а стоимость работ возрастает.
Строительство фундамента зимой: выводы
1. Устройство фундаментов загородных домов на пучинистых грунтах рекомендуется выполнять в тёплое время года. Только в этом случае могут быть обеспечены качество и экономичность строительства и надёжность фундаментов.
При изготовлении заглублённых фундаментов на пучинистых грунтах зимой возможны деформации, что приводит к нарушению целостности самих фундаментов. Надёжность изготовления таких фундаментов низкая.
2. Допустимо устройство под деревянные дома заглублённых фундаментов зимой на непучинистых грунтах, а также на слабопучинистых грунтах при соблюдении всех требований технологии ведения работ.
3. Независимо от степени пучинистости грунтов допустимо возведение деревянных домов зимой на мелкозаглублённых фундаментах, изготовленных до наступления морозов.
4. Изготовление фундаментов зимой существенно удорожает строительство.
ИНТЕРЕСНЫЙ РЕЦЕПТ ПР0ТИВ0МОРОЗН0Й ДОБАВКИ ПРИМЕНИЛ АРХИТЕКТОР МОНФЕРРАН ПРИ УСТРОЙСТВЕ ФУНДАМЕНТА АЛЕКСАНДРИЙСКОЙ КОЛОННЫ НА ДВОРЦОВОЙ ПЛОЩАДИ В ПЕТЕРБУРГЕ (БЕТОННЫЕ РАБОТЫ ПРОВОДИЛИСЬ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ВОЗДУХА): ОН СМЕШАЛ ЦЕМЕНТ С ВОДКОЙ И ДОБАВИЛ ДЕСЯТУЮ ЧАСТЬ МЫЛА.