Заливка бетона при отрицательных температурах

Бетон замедляет схватывание при пониженных температурах немного выше нуля, а отрицательные значения разрушают структуру искусственного камня. Заливка бетона зимой ведет к тому, что вода не успевает прореагировать с цементом, замерзает и увеличивает свой объем. Возникающие внутри напряжения разрушают бетон, который не набрал прочности. С приходом тепла вода размораживается и схватывание продолжается. Но в теле материала присутствуют разрушенные структуры, уменьшающие несущую способность.

Гидратация бетона – загустевание и отвердение цементного раствора

Гидратация – химический процесс затвердения смеси цемента с водой до состояния камня. Он начинается после смешивания раствора, однако схватывание бетона происходит лишь после заливки фундамента. Пока смесь перемешивают с помощью миксера или бетономешалки она подвергается вибрациям, благодаря которым отвердение откладывается, и качество бетона совсем не страдает. После того, как раствор вынимают из бетономешалки, материал начинает твердеть и проходит два этапа:

  1. 1. На первом этапе происходит схватывание раствора. Этот процесс, в зависимости от состава смеси и внешних условий, занимает от 1 до 20 часов.
  2. 2. На втором этапе раствор твердеет и набирает до 90 % от своей окончательной прочности. Этот процесс происходит в течение 28 дней. После этого бетон продолжает твердеть на протяжении всего срока эксплуатации.

Протекание гидратации напрямую зависит от внешних факторов, в частности – от окружающей температуры. При +5 градусах по Цельсию процесс схватывания начинается через 2 часа и длится до 10 часов. При +20 градусах через 3 часа после заливки бетона начинается его отвердевание, при этом схватывание еще не успевает завершиться. Затвердевание цемента обусловлено компонентами, входящими в его состав: алюминат трехкальциевый, силикат трехкальциевый, силикат двухкальциевый, алюмоферрит четырехкальциевый.

Отвечая на вопрос, при какой температуре можно заливать фундамент, можно сказать, что идеальными условиями для гидратации являются следующие:

  1. 1. Температура смеси – +30 градусов по Цельсию в нормальных погодных условиях, до +70 градусов в холодные месяцы за счет разогрева компонентов (воды, песка и щебенки) теплым воздухом или паром.
  2. 2. Температура окружающей среды (воздуха) – от +5 до +30 градусов по Цельсию.

Из-за того, что температура застывания (затвердевания) бетона имеет рамки, при заливке фундамента необходимо учитывать внешние условия.

Застывание бетона

Сразу после заливки фундамента происходит два процесса: схватывание и твердение бетона. Схватывание не займет больше одного дня, во время этого процесса материал перейдет из жидкого состояния в твердое. Однако при этом прочность будет невысокая.

Затем начнется процесс твердения, он отнимет гораздо больше времени. Основными факторами, влияющими на время застывания бетона, являются:

  • марка материала и его производитель;
  • состав раствора;
  • наличие специальных добавок;
  • температура конструкции и показатель ее влаги.

Оптимальной температурой для схватывания бетона является предел от 3° до 25°. Скорость застывания напрямую зависит от показателя температуры: чем теплее, тем быстрее схватывается и упрочняется бетон.

В данной таблице представлена относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах.

Особенности заливки бетона при минусовой температуре

При минусовых температурах необходимо ускорить время застывания и набора прочности бетона

Нужна оптимальная обстановка для твердения бетона, если воздух не прогрелся больше +5°С, или значения уменьшены до отрицательных значений. Создаются влажностно-температурные условия для снижения времени застывания и набора прочности в ранние сроки.

Методы ускорения:

  • обогрев за счет внутреннего тепла бетонной массы;
  • подача тепла на конструкцию извне.

Первый метод применяется для быстротвердеющих разновидностей, высокопрочных смесей, тонкомолотых разновидностей цемента. В этой группе находятся вяжущие с низкой степенью потребления жидкости. Бетонирование при отрицательных температурах ведется с добавками пластификаторов для снижения объема требуемой воды, а химические противоморозные присадки форсируют схватывание.

Температура внутри изделия зависит от количества энергии, которая продуцируется при экзотермичном процессе присоединения водяных молекул. Такой энергии бывает недостаточно для получения прочности переломного уровня, а в условиях мороза этой степени нельзя достичь без дополнительных мероприятий.

Температурные условия набора прочности:

  • массивные сооружения — не меньше +5°С;
  • тонкостенные конструкции — не меньше +20°С.

Иногда достаточное количество энергии удается подать извне к изделию при отрицательных показателях. Внутренний резерв тепла в бетоне повышают подогревом заполнителей и жидкости. Для этого соблюдается определенная технология приготовления раствора на стройплощадке, требующая дополнительных затрат труда и энергоносителей.

Основные типы фундамента

Выделяют четыре главных типа фундамента для малоэтажного строительства. Они отличаются друг от друга по стоимости, конструкции, объёмам работы и другим параметрам. Поэтому первая задача перед строительством – определиться наиболее подходящим типом фундамента. Если он будет выбран неверно, это может сказаться на прочности и долговечности, либо привести к бессмысленным тратам. Разберём каждый из основных типов.

Ленточный фундамент

Самый популярный при строительстве частных домов благодаря сочетанию надёжности и относительной простоты. Представляет собой полосу раствора, проходящую по всему периметру будущего строения – именно на ней должны возводиться несущие стены. Выдерживает большие нагрузки и может эксплуатироваться долгое время, но подходит не для всякого грунта. Основной минус – довольно дорогой, хотя есть различные способы его удешевления в благоприятных условиях.

Выделяют два типа: монолитный и сборный. Первый заливается в опалубки на месте, а сборный так называется потому, что его собирают из готовых блоков – бетона, керамического кирпича, бутового камня или других материалов.

Читайте также:  Как выполняется обвязка винтовых свай брусом своими руками?

Ленточный фундамент может быть мелкозаглубленным (до 600 мм) – применяется для лёгких построек на устойчивом грунте, и полнозаглубленным – он пролегает примерно на 300 мм ниже глубины промерзания земли в месте строительства.

Столбчатый

Его главный элемент – опоры, устанавливающиеся в точках, на которые будет сделана самая сильная нагрузка. Опоры устанавливаются с интервалом в 150-250 см и заглублены под уровень промерзания земли. Длина опор может варьироваться, чтобы они поднимались на нужную высоту – это делает их очень удобными для неровного ландшафта.

Столбчатый фундамент подходит для возведения панельных и каркасных коттеджей. Затраты на него в сравнении с ленточным значительно ниже – это относится и к материалу, и к длительности работы. Но в горизонтально подвижном грунте он слабо устойчив и не может применяться для строений с тяжёлыми стенами.

Свайный

Используется в первую очередь при многоэтажном строительстве, но и частные дома на нём тоже возводят. Есть разные типы свайного фундамента, что позволяет строить при сложном рельефе и практически на любом грунте. Их длина может быть очень большой – это даёт возможность добраться до устойчивого слоя даже самого сложного грунта.

Свайный фундамент может быть рассчитан на большие нагрузки, а работы над ним могут быть проведены в сжатые сроки, но необходима спецтехника, проведение сложных расчётов и тщательное исследование грунта. Также потребуется утепление пола.

Популярные типы

Одним из самых популярных и доступных видов фундамента является ленточный, его заливка чаще всего и выполняется своими руками. Если вы будете возводить легкую конструкцию, то можно сделать столбчатый фундамент. Технология его заливки подходит только для зданий, что имеют небольшой вес. Данный способ является самым удобным в том случае, когда надо укрепить временные постройки.

Хотя данный тип фундамента и недорогой, но его лучше использовать для небольших зданий, а дом лучше строить на ленточном основании. Еще одной проблемой при использовании данного типа основания будет подгонка всех столбов по одному уровню, иначе здание получится неровным и на нем начнут появляться трещины.

Если вы планируете строить тяжелое здание или дом, то можно сделать монолитный фундамент. Технология заливки позволяет сделать сплошное бетонное основание, которое будет иметь максимальную прочность и надежность. Но при таком строительстве понадобится большое количество бетона и чтобы справиться с работой, необходимо привлекать целую бригаду строителей и спецтехнику.

Популярные типы

Для строительства гаража или небольшого дома, лучше всего подойдет ленточный мелкозаглубленный фундамент, при этом все стены будут иметь прочную опору, постройка будет надежно связны с землей, и вы сэкономите средства, по сравнению с использованием монолитной плиты.

Если говорить о стоимости заливки фундамента, то она будет разной и во многом зависит от типа здания и вида основания. В среднем стоимость заливки основания будет составлять от 15 до 30 процентов стоимости строительства задания, работу лучше проводить осенью или весной, так как мороз является не лучшим вариантом для выполнения этого типа работ.

Если решили строить гараж или баню собственными силами, тогда советуем узнать из этой статьи о возведении каркасного гаража о его преимуществах и недостатках. Также здесь подробно рассмотрен процесс возведения бани каркасного типа.

Все особенности заливки фундамента в минусовую температуру

Компания «Опора дома» выполняет весь цикл работ по возведению фундамента на вашем участке от договора до акта приёмки объекта. «Опора дома» надёжная опора вашего дома.

Отвечая на прямой вопрос: Заливают ли фундамент при отрицательных температурах? — скажем: Ещё как заливают! При минус 40 заливают, а вы говорите. Конечно, всё не так просто, однако, давайте по порядку.

Первое что нужно понять, это что мешает работать бетону в мороз? Ответ очевиден — замерзание воды. Заливка бетона при отрицательной температуре в большинстве случаев противопоказана стандартами СНиП. При замерзании воды, кристаллы льда не позволяют образоваться полноценным связям внутри раствора, разрывая кристаллическую решетку бетона, из-за чего конструкция теряет в прочности, вплоть до полного разрушения, ведь при оттаивании, структура не восстанавливается. Вода испарится, оставив вместо монолита спрессованную собственным весом песчано-цементную смесь, ненадолго.

Что же делать, если температуры перешли в категорию рискованных, а залить фундамент необходимо. В этой статье мы не будем рассматривать варианты электрообогрева бетона, которые используются в промышленных масштабах, начиная с минус пятнадцати. Рассмотрим наш интервал отрицательных температур, до минус десяти градусов. Далее проводить бетонные работы в масштабах ИЖС — не разумно.

Бетон до полного созревания проходит две стадии: фазу перехода бетона из жидкого состояния в твёрдое, так называемое схватывание, эта фаза не занимает более суток. Вторая фаза — твердение, она зависит от таких факторов как: марка бетона, его состав, наличие добавок и даже температура раствора.

Структурным моментом является порог критической прочности, есть такой у бетона, выражается он в процентах от проектной прочности, преодолевая этот порог, воздействие низких температур не влечет за собой необратимых изменений в процессе созревания, бетон уже не испугаешь морозом. Для разных марок этот показатель разный, его значения приведены в таблице.

Таблица1: Зависимость порога прочности от марки бетона

Марка бетона

Критическая прочность в % от проектной

М100, М150

Не менее 50%

М200, М250, М300

Не менее 40%

М400, М500

Не менее 30%

Для примера возьмем марку бетона М250, с критическим порогом не менее 40%. Проектная прочность бетона наступает на 28 сутки, значит, 40% от этого времени составят 10-12 суток. Имея в запасе две недели положительных температур можно смело приступать к заливке монолита.

А если нет и этих двух недель, и заливать фундамент приходится уже при отрицательных температурах, то в ход идут все средства. Надо понимать, что раствор готовится с выделением теплоты, поэтому температура воды в нём не существенно, но выше температуры на улице, а добавление NaCl (поваренной соли) задержит процесс кристаллизации воды. Выигранное время позволит благополучно залить бетон и закрыть будущий фундамент утеплителем. В качестве теплоизоляции можно использовать солому, опилки, торф, снег. А безболезненно преодолеть порог критической прочности помогут более высокие марки бетона и модифицирующие компоненты, цены на которые вполне доступны. Но браться за приготовление таких растворов самостоятельно, по нашему экспертному мнению, бесхозная трата ресурсов. Компания «Опора дома» работает с гарантированными марками заводского бетона, поэтому мы спокойны за технические качества продукта.

Компания «Опора дома» приглашает к сотрудничеству строительные организации и частных лиц. Мы специализируемся на изготовлении фундаментов любой сложности под ключ: монолитная плита, ленточный и свайный фундаменты, а так же цокольный этаж по ГОСТ и СНИП.

Показатели морозостойкости различных марок бетона

Чтобы выяснить, до какой самой низкой минусовой температуры на улице можно строить фундамент и заливать бетон, необходимо разобраться в его морозостойкости. Данная характеристика влияет на количество циклов заморозки и оттаивания смеси без потери ею не более 5 % прочности.

ГОСТом 10060-2012 регламентированы 5 групп морозостойкости производимых марок бетона:

  • F50 – низкая устойчивость к замерзанию свойственна смесям М100 и М150, поэтому их применяют для внутренних работ;
  • F100 – марки бетона М200 и М250 отличаются нормальной устойчивостью, но подходят только для строительства домов в теплом или умеренном климате;
  • F150-300 – составы с маркировкой М300, М350 и М400 актуальны при постоянных низких температурах и на почвах с большой глубиной промерзания;
  • F300-500 – такой показатель морозустойчивости у марок М450, М500, М550 и М600, рекомендованных для работ в условиях северных областей.
Показатели морозостойкости различных марок бетона

Важно! Составы F500-1000 не используются для частного строительства, они подходят только для промышленных зданий, исследовательских и военных комплексов.

Какой оптимальный температурный режим затвердевания бетона?

Разравнивание заливки

Современные строительные смеси содержат в своем составе некоторые добавки, которые делают возможным производство строительных работ как зимой, так и летом. Но бетон все же обладает химическими свойствами, которые обуславливают некоторые ограничения для работ с данным материалом.

Процесс создания монолита делят на два основных этапа:

  1. Схватывание бетона. Время для завершения данного этапа составляет не более суток;
  2. Твердение бетона.

Время завершения данного этапа определяется следующими параметрами:

  • Марка раствора;
  • Наличие химических добавок в составе;
  • Температурный режим;
  • Уровень влажности.
Какой оптимальный температурный режим затвердевания бетона?

Давайте выясним, при какой температуре можно заливать бетонную стяжку. Оптимальным считается температурный режим от 3 до 25 градусов. Именно такие условия позволяют фундаменту пройти оба этапа твердения в минимальные сроки с наилучшими качественными показателями.

Температура окружающей среды и иные погодные условия могут оказать серьезное воздействие на скорость твердения фундамента и также на его прочность. Такая зависимость напрямую связана с тем, что вода в растворе может изменить свое состояние из жидкого на твердое.

Что бы понять, при какой температуре нельзя заливать бетон, важно помнить, что при температуре -30С вода в растворе начинает кристаллизоваться. При этом процессе необратимо может нарушиться структура изделия, и на поверхности образуются микротрещины, которые со временем будут только разрастаться.

Но несмотря на это следует отметить, что к остановке процесса гидратации может привести температура ниже нуля. А это значит, что процесс твердения замедляется и просто останавливается.

Обустройство ленточной основы

Но строительство — это процесс, который ограничивается сроками и приходится работать даже в мороз. Поэтому для застройщиков актуальным является вопрос о том, при какой низкой температуре можно заливать бетон.

Для того чтобы залить фундамент своими руками при минусовой температуре, можно воспользоваться следующими методами:

  1. Подогреть раствор;
  2. Обеспечить прогрев заливаемой конструкции;
  3. Работать с продуктом высоких марок;
  4. Ввести в строительную смесь специализированные противоморозные пластификаторы и иные добавки.

Обратите внимание! Используя данные методы, вы получите прочную и надежную конструкцию, для сверления или резки которой следует применять такие методы, как резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне.

Так при какой температуре воздуха можно заливать бетон? Этот вопрос интересует многих, кто занимается строительством, да и не только. Разделить температурный режим можно на несколько основных групп:

  • неблагоприятный;
  • оптимальный;
  • благоприятный.
Какой оптимальный температурный режим затвердевания бетона?

Неблагоприятный период регистрируется именно поздней осенью и зимой, когда на улице свирепствуют морозы. По технике безопасности вообще не рекомендуется работать с бетоном в минусовую погоду, если, конечно, не провести специальную подготовку. Как только температура воздуха начинает резко падать:

  • работы лучше реорганизовать;
  • нагрузки перераспределить;
  • использовать специальное оборудование.

Умеренный температурный режим – это от 0 и до 4 градусов. Подобная погода наблюдается в основном ранней весной или осенью. В таких условиях можно создавать фундамент, но нужно помнить, что оставлять вскрытые элементы на ночь нельзя, нужна хоть минимальная защита.

Предлагаем ознакомиться Можно ли обложить печь керамической плиткой

Благоприятную температуру встретить в зимний период почти невозможно. А она должна быть выше 6 градусов. В этот период ограничений никаких нет, и можно работать с бетоном, не беспокоясь о правильности его затвердевания.

Как защитить фундамент от разрушения

Тем не менее, на практике заливка фундамента в зимний период возможна, но для этого нужно соблюсти ряд условий. Главными из них являются температура воздуха и влажность. Если первый показатель будет ниже -5°С длительное время (несколько суток) – обустройство основания не рекомендуется. Влажность также должная быть минимальной, что в зимний период бывает редко.

Как защитить фундамент от разрушения

Для контроля процесса гидратации можно использовать два метода:

  • Поддерживать нормальный температурный режим и влажность в области формирования фундамента;
  • Использовать специальные добавки, предотвращающие кристаллизацию воды.

Профессиональные строители применяют два способа вместе, что позволяет сделать качественный фундамент зимой. Но каждый из них влечет за собой дополнительные затраты, которые сказываются на увеличении сметы строительства.

Как защитить фундамент от разрушения

Подогрев участка

Для создания нормального температурного режима строительная площадка должна быть защищена от внешних погодных условий. Для этого чаще всего используют прочную полиэтиленовую пленку, которую устанавливают на каркас. Площадь конструкции должна быть больше фундамента с учетом места для проведения работ.

Если анализ погодных условий на момент доставки раствора показывает, что температура будет ниже +5°С – защитную конструкцию нужно установить заранее, подготовив место для подачи цемента. Дополнительно необходимо сделать следующее:

Как защитить фундамент от разрушения
  • Поддержание нужной температуры с помощью тепловых пушек или других аналогичных устройств. Лучше всего использовать газовые аналоги.
  • Обеспечить вентиляцию поверхности фундамента. Для нормального остывания цемента влага должна испаряться из его структуры постепенно. Если не будет сделана вентиляция – процесс будет протекать медленнее и негативно скажется на целостности основания.
  • Контроль температуры внутри защитной конструкции. Это усложняется резкими морозами ночью.

При расчете мощности тепловых пушек нужно учитывать, что для поднятия температуры на 8-10°С понадобится мощность около 10 кВт на 100 м². При этом средний расход газа будет составлять 18-20 литров в сутки. Альтернатива этому способу нагрева – подключение к линии электропередач. Но подобные работы могу выполнять только специалист со специальным допуском СРО.

Применение специальных добавок

Для уменьшения количества используемой воды и снижения ее температуры кристаллизации можно использовать специальные добавки. На первый взгляд это идеальное решение. Но оно может повлечь за собой ряд необратимых последствий – возникновение дефекта из-за неравномерности распределения добавки в структуре бетона. О добавках к бетону читайте подробнее в этой статье.

Как защитить фундамент от разрушения

Также нужно учитывать следующие нюансы подобной технологии:

  • температура воздуха не должна опуститься ниже -20°С;
  • нельзя использовать добавку, если идет дождь или при большой влажности – свыше 60%;
  • дополнительный компонент может негативно сказаться на целостности арматуры, что указано в инструкции от производителя;
  • Добавка несовместима с некоторыми типами наполнителя.

Как защитить фундамент от разрушения

Учитывая сложность технологии и ее дороговизну, не рекомендуется заливать фундамент зимой. Если работы сделать нужно именно в этот период – следует выбрать дни с максимально высокой температурой.

Заливка при минимальной температуре

Чтобы правильно выдерживать бетонный раствор до критических уровней прочности, следует знать особенности существующих для этого способов, их достоинства и недостатки.

Отметим, что определенные методы применяются в комплексе с некоторыми аналогами, в большинстве случаев с предварительным подогревом бетонного раствора.

Условия, способствующие для правильного твердения, должны создаваться снаружи здания. Заключаются они в выдерживании определенной температуры вокруг бетона.

И все же, можно ли заливать фундамент при минусовой температуре? Проблема в том, что в такой работе при отрицательных температурах основная проблема связана с медленным застыванием бетонного раствора.

Если заливка осуществляется при нулевой температуре, процессы, происходящие в растворе во время его застывания, просто прекращаются. Влага, оставшаяся внутри фундаментного основания, существенно увеличивает свои объемы, разрывая поверхность.

Чтобы избежать подобных негативных проявлений, строители пользуются определенными технологическими приемами:

  • определенные компоненты растворной смеси и опалубочная конструкция прогреваются;
  • внутри конструкции прокладывается специальный провод, осуществляющий подогрев;
  • вокруг фундаментной основы монтируются обогревательные устройства;
  • в бетонный раствор вводятся специальные противоморозные добавки, ускоряющие застывание или понижающие температуру, при которой вода начинает замерзать.

Если придется заливать бетон под фундамент зимой, рекомендуется сократить количество используемой для замеса раствора воды.

Необходимо быть готовым к тому, что перечисленные способы существенно повлияют на бюджет строительных работ в сторону его увеличения. Подобные методы, как следует из отзывов, редко используются начинающими застройщиками.

Особой популярностью пользуется метод зимнего бетонирования, предусматривающий снижение количества воды и цементного материала в смеси. Но в этом случае компоненты необходимо смешивать в строгих пропорциях.

В подобных ситуациях применяют быстротвердеющий цементный состав, готовя раствор определенным образом:

  • две части воды подогревают до семидесяти градусов;
  • выполняется смешивание с песком или щебенкой;
  • подается в бетоносмеситель цемент, заливается оставшееся количество воды.

Перед заливкой бетона из опалубки удаляют лед, выполняют подогрев подстилающей подушки. Конструкция ленточного или иного фундамента укрывается полиэтиленом, чтобы тепло возле фундамента сохранялось максимально долго.

Зная, до каких температур можно заливать фундамент, все равно необходимо уточнить прогноз погода. Вполне возможно, что придется продумать систему подогрева. Кроме того, даже при отрицательных температурах воздуха понадобится устраивать гидроизоляцию.

Существует много причин, по которым в холодный сезон заливают бетон на фундамент. Но в подобных работах имеются некоторые преимущества, которые рекомендуется учесть:

  • без предварительного прогрева раствора можно бетонировать фундамент в части объекта, находящейся ниже поверхности земли. В теплую погоду рыхлая земля осыпается, но при морозе бетон можно лить спокойно, потому что грунт будет удерживать форму;
  • разобравшись, какая температура для заливки фундамента в зимний сезон лучше, вы неплохо сэкономите на стоимости материалов, на которые в это время года цены не повышаются.

Для тех, кто интересуется, как залить фундамент зимой при минусовой температуре, отметим наличие определенных недостатков. В первую очередь вас ожидает трудоемкий процесс устройства котлована, потому что грунт промерзнет и будет плохо поддаваться выемке. Кроме этого, работы будут вестись низкими темпами, вас ожидают дополнительные расходы на обогрев.

Приняв во внимание все особенности, каждому застройщику придется решать самому, при какой температуре нельзя заливать фундамент.