Особенности заливки бетона при минусовой температуре без прогрева

Температурные режимы при бетонных работах

Физико-химические процессы в бетоне

Твердение бетонного камня происходит вследствие химического взаимодействия его компонентов.

Бетон представляет собой смесь из четырех основных компонентов, которые обеспечивают ему необходимые характеристики. Назначение и участие каждого из этих компонентов в тех или иных процессах рассмотрены в таблице:

Компонент	Назначение и процессы
Цемент	Необходим для связывания наполнителей и образования цементного камня. Участвует в реакции гидратации совместно с водой, при этом выделяется тепло в окружающее пространство
Вода	Является несущей средой для смешивания и равномерного распределения компонентов смеси по объему, а также она необходима для затворения цемента. Участвует в реакции гидратации совместно с цементом для образования цементного камня
Песок	Является мелким заполнителем, который необходим для заполнения пустот между зернами щебня. Участвует в процессе перераспределения нагрузок от внутренних напряжений при твердении цементного камня, играет роль мелкозернистого каркаса и защищает материал от образования трещин
Щебень	Является крупным заполнителем и используется для экономии цемента, а также для создания крупнозернистого каркаса, препятствующего растрескиванию смеси при твердении. Участвует в процессе распределения нагрузок от внутренних напряжений

Как видим, основные компоненты, обеспечивающие протекание реакции твердения (гидратации) — это вода и цемент.

Реакция взаимодействия воды и цемента протекает с выделением тепла.

Основой образования бетонного камня является реакция гидратации цемента, при которой сначала образуется цементное молоко, которое затем достаточно быстро схватывается и образует монолитную камнеподобную структуру. Песок и щебень здесь нужны для обеспечения физических процессов внутри смеси, связанных с перераспределением нагрузок и внутренних напряжений.

Бетон, приготовленный своими руками, твердеет по такому же принципу.

Оптимальный режим

На фото бетонировка происходит в летнее время, которое лучше всего подходит для этого вида работ.

Реакция гидратации цемента неприхотлива и позволяет определить, при какой температуре можно бетонировать, в достаточно широком диапазоне – от 0 до 90 градусов Цельсия. Однако на практике для обеспечения адекватных условий твердения и возможности выполнения работ этот диапазон сокращается от 4 до 30 градусов.

Укладка в помещении является наиболее оптимальной.

Очевидно, что достичь таких условий можно только при стабильной летней погоде или в помещении. Именно поэтому при проведении наружных работ укладывать бетон всегда стараются в летнее время при сухой и не сильно жаркой погоде.

Нормальный режим

Строительство крупных объектов часто не укладывается в рамки одного сезона.

Практика строительства такова, что в реальных условиях далеко не всегда удается организовать работы таким образом, чтобы всегда соблюдались оптимальные условия бетонирования. Поэтому чаще всего приходится говорить о нормальном режиме, при котором возможна работа как в теплое, так и в холодное время года.

Холодным принято считать такое время, при котором температура воздуха опускается ниже +10 градусов. Сразу следует указать, при какой температуре нельзя бетонировать: без дополнительного обогрева нижний предел температуры составляет +4 градуса, с натяжкой можно сказать, что крайним значением является 0 градусов, хотя инструкция такие натяжки исключает.

Межсезонье – не лучшее время для работ.

Также следует учитывать, что для набора марочной прочности бетонное изделие должно простоять как минимум 28 дней при нормальной температуре, а если температура понижена, этот срок заметно возрастает. Поэтому если вы планируете сразу после заливки фундамента выполнять кладку стен, рекомендуем вам бетонировать не позже конца августа – середины сентября.

Работа в жаркое время также накладывает определенные условия: слишком активное испарение влаги приводит к ее недостатку и понижению качества изделия, а также влечет появление поверхностных трещин.

Для того чтобы избежать таких последствий, необходимо ухаживать за бетоном после укладки:

• увлажнять его;
• защищать от сухого ветра;
• прямых солнечных лучей.

Уход за бетоном особенно необходим в жаркое время.

Во время дождя следует следить за тем, чтобы в свежий бетон не попадало много воды, иначе будет нарушено водоцементное отношение и материал потеряет прочность. Для этого опалубку после заливки накрывают водонепроницаемой пленкой или другим материалом, препятствующим попаданию воды.

Во время дождя свежий бетон накрывают пленкой.

Технология монтажа в мороз

Необходимые свойства бетона достигаются путем изменения состава с помощью различных добавок или путем внешнего воздействия. В последнем случае обычно обеспечивает нагрев раствора и самой конструкции.

Как делать заливку без прогрева своими руками?

Противоморозные добавки позволяют производить заливку бетона зимой без прогрева. С их помощью решаются такие задачи:

• обеспечение процесса гидратации при минусовой температуре и ускорение его;
• увеличение времени затвердения смеси для равномерного его распределения;
• снижение температуры замерзания воды;
• обеспечение набора необходимой прочности.

Добавки должны обеспечивать жидкое состояние воды до завершения процесса гидратации в нормативное время.

Зачем обогревать бетон

Необходимость прогревать бетон при отрицательных температурах определяется свойствами веществ, входящих в него:

• цемент;
• вода;
• песок;
• наполнители.

Схватывание материала и дальнейший набор прочности определяется химическим процессом гидратации цемента водой. Под действием воды происходит образование клинкерных связей внутри цемента, они при дальнейшем застывании формируют твердый и прочный фундамент. При понижении температуры вода кристаллизуется с образованием льда. Реакция с цементом сильно замедляется, либо прекращается вовсе. Материал не набирает дальнейшей прочности, становится рыхлым. Жидкость при замерзании расширяется, создается избыточное давление внутри формирующихся структур. Происходит внутреннее разрушение застывающего материала и снижение его свойств.

Наиболее нежелательны эти процессы в начале заливки бетона. Если замораживание произошло во время схватывания смеси, то материал не сможет набрать полной прочности даже при возобновлении гидратации, вызванной повышением температуры. Задумываясь над тем, можно ли заливать бетон холодной зимой, необходимо предусмотреть возможности обогрева бетона.

Влияние температуры наружного воздуха на бетон. Какова идеальная температура и погода для заливки бетона

Чтобы разобраться, почему бетон долгое время не заливали при пониженных температурах в холодные сезоны, нужно понимать процессы, которые протекают в бетонных смесях и цементных растворах, приводя к образованию твердого и прочного, подобного камню, материала.

Сначала это просто цемент — порошкообразный материал. Существует ГОСТ, который регламентирует состав и прочие свойства различных цементов.

ГОСТ 31108-2016 « Цементы общестроительные. Технические условия» дает такую классификацию по составу:

1. ЦЕМ I — портландцемент;
2. ЦЕМ II — портландцемент с минеральными добавками;
3. ЦЕМ III — шлакопортландцемент;
4. ЦЕМ IV — пуццолановый цемент;
5. ЦЕМ V — композиционный цемент.

Цементы типов ЦЕМ II–ЦЕМ V подразделяют на подтипы A, B и C в соответствии с содержанием клинкера и добавок .

По прочности на сжатие в возрасте 28 суток в соответствии со стандартами их подразделяют на следующие классы : 32,5; 42,5 и 52,5.

По прочности на сжатие в возрасте 2/7 суток их подразделяют на подклассы:

1. медленнотвердеющие (обозначаются литерой М) — применяется только для цементов ЦЕМ III/B и ЦЕМ III/C;
2. нормальнотвердеющие (обозначаются литерой Н);
3. быстротвердеющие (обозначаются литерой Б).

Условные обозначения цементов:

1. наименование цемента;
2. сокращенное обозначение типа и подтипа цемента и вида добавки;
3. класс прочности;
4. подкласса;
5. настоящий стандарт.

Пример условных обозначений:Портландцемент типа ЦЕМ I класса 42,5 быстротвердеющий—Портландцемент ЦЕМ I 42,5Б ГОСТ 31108-2016.

Цементы бывают разных видов: отличаются по составу, тонкости помола, марке по прочности, которая обозначается числом, означающим прочность. Чем выше это число тем, теоретически, прочнее будет полученный из этого цемента бетон, однако многое зависит от того, сколько цемента добавили в смесь, использовались ли химические присадки, как эту смесь заливали и уплотняли, в какую погоду заливали бетон, и как за ним впоследствии ухаживали.

Чтобы получить цементный раствор, цемент смешивают с водой и добавляют заполнители, в частности, песок, а в бетонные смеси — еще и крупные заполнители (щебень и гравий).

Именно в момент смешивания цемента и воды запускаются химические реакции гидратации.

По мере смачивания частиц цемента, его компоненты реагируют с водой, а результатом этих реакций является образование нового вещества с кристаллической структурой. Тут уместно заметить, что все эти реакции протекают с разной скоростью, которая зависит, в том числе, от того, насколько быстро произошло смачивание, и какова температура окружающей среды.

Процесс набора прочности бетона, таким образом, протекает по-разному в зависимости от температуры.

При благоприятных условиях бетон набирает расчетную прочность в течение 28 дней, причем самая высокая скорость процессов наблюдается в первые часы после укладки смеси, затем скорость твердения бетона постепенно снижается. После набора расчетной прочности процессы отвердевания в бетоне продолжаются еще в течение многих месяцев, но с очень низкой скоростью

Поэтому важно обеспечить оптимальные условия именно в первые четыре недели после заливки

Какие же температурно-влажностные условия считаются оптимальными для твердения бетона?

Это температура воздуха от +18°С до +22°С и влажность, близкая в 100%.

В большинстве регионов России такие условия возможны лишь в очень короткие промежутки времени: поздняя весна, начало и конец лета, ранняя осень. И даже в этом случае следует учитывать ночные температуры, которые могут опускаться практически до 0°С.

Для свежеуложенного бетона такие колебания очень вредны: чем ниже опускается температура, тем медленнее протекают реакции гидратации. При температуре около 5°С реакции гидратации и набор прочности практически прекращается. При температуре ниже 0°С непрореагировавшая вода замерзает, что впоследствии приводит к появлению в бетоне полостей, трещин и прочих дефектов.

Замерзание приводит и к росту внутреннего давления, в результате чего бетон может разорвать.

В итоге, при потеплении бетон все равно набирает прочность, но она будет ниже расчетной.

По этим причинам долгое время строители воздерживались от бетонирования в холодную погоду. Но не всегда получалось заморозить стройку на несколько месяцев, поэтому разрабатывались специальные методы зимнего бетонирования.

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.

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

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:

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.

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.

Можно ли искусственно повысить морозостойкость раствора?

Чтобы ускорить работы и предотвратить деструкцию фундамента допускается использовать антиморозные средства, выполнять прогрев бетона или его утепление.

Виды добавок

При соблюдении дозировок специальных продуктов легко предусмотреть, при какой предельной отрицательной температуре заканчивать стройку. Допустимо продолжать работы до -25 градусов. Средства классифицируются в зависимости от воздействия на смесь.

Присадки

Специальные жидкие продукты для гидратации раствора в условиях минусовой температуры. Используются вместе с подогревом для ускорения реакций отвердевания и схватывания.

Антифризы

Средства, повышающие активность цементного теста в любых условиях:

• поташ или вещества на основе солей монокарбоновых кислот. Повышают температурный диапазон работы с бетонным составом до -30 градусов, ускоряют отвердевание состава. Армирующий каркас не подвергается коррозии, на поверхности монолита нет высолов;
• хлорид натрия – используется для пластификации смеси из портландцемента, исключает загустение. Стальная арматура может ржаветь;
• нитрит натрия – подходит для всех типов цементов, кроме глиноземных. После добавления продукта со смесью можно работать при низких температурах, но до -15 градусов;
• формиат натрия – предусматривает использование пластификаторов. Без них в монолите из-за скопления солей появляются пустоты.

Ускорители схватывания

Отличаются быстрым выделением теплоты, поэтому температура воды остается стабильной и монолит греется сам.

Способы подогрева

Прогрев бетона актуален, если требует залить фундамент малоэтажного здания. Если интересуетесь, до какой максимальной отметки можно повысить температуру, этот показатель составляет 15-20 градусов. Антифризовые смеси начинают вводить при температуре от -15 градусов. Сейчас мы кратко будем рассматривать варианты электрообогрева бетона:

• по всей площади строения устанавливается каркас из деревянного бруса, на котором организуется пленочный шатер. Внутри конструкции устанавливаются пушки на газе или электричестве. После подъема температуры устройства поддерживают ее на протяжении цикла застывания бетона;
• обмотка армирующего каркаса греющим кабелем до того, как вы начнете заливать фундамент. Электрика включается в сети после укладки смеси. Помимо кабеля можно использовать нихромовые спирали или ТЭНы.

Уход за бетоном после заливки фундамента

После укладки бетонной смеси важно создать комфортные условия для ее созревания. Они должны обеспечить:

• минимизацию пластических усадок;
• прочность;
• защиту от резких температурных перепадов;
• предупреждение образования трещин.

В зависимости от сезона, правила ухода за фундаментом значительно различаются.

Уход за бетоном

Защита бетона после укладки летом

Защита свежезалитого фундамента от испарения воды заключается:

• в укрытии влагоемким материалом при постоянном его увлажнении, например, древесными опилками;
• использовании полимерной отражающей пленки;
• постоянном смачивании водой деревянных опалубок.

Чем больше времени будет увлажняться бетонный фундамент, тем выше будет его прочность. Минимальный срок ухода составляет 28 дней.

Использование полимерной отражающей пленки для защиты бетона

Уход за бетоном зимой

Основное правило зимнего ухода за бетоном состоит в его утеплении и сохранении энергии гидратации. Фундаменты для современных монолитных зданий изначально утепляются опалубкой из пенопласта. Остается укрыть верхнюю, открытую часть бетона:

Предотвращение замерзания бетона

• ее засыпают влажными опилками, которые не дадут смеси пересохнуть;
• закрывают широкой полиэтиленовой пленкой;
• сверху размещают толстый слой сухих опилок.

Можно воспользоваться и другими доступными материалами для укрытия бетона – минеральной ватой, соломой, ветошью.

Видео по теме: Можно ли заливать бетон зимой

Публикации по теме

Технология укладки тротуарной плитки на бетон

Как правильно рассчитать толщину фундаментной плиты

Сколько сохнет бетонная масса под влиянием разных условий окружающей среды

Укрывание и утепление

Это простейшие способы защитить без прогрева свежезалитый железобетонный фундамент от переохлаждения осенью или ранней весной, когда днем на улице 3—7 °С, а ночью на земле случаются заморозки. Утепление реализуется так:

1. Сначала нужно залить раствор в опалубку и дать ему время на схватывание.
2. На ночь засыпьте бетонную ленту слоем мокрых опилок толщиной 20 см и закройте пленкой шириной не менее 1,5 м.
3. Сверху на пленку уложите сухие опилки на высоту 50 см.

Суть в том, что влажные опилки не дадут монолиту пересохнуть, а сухие предохранят от холода. Вдобавок конструкция прогреется за счет собственного тепла, выделяемого на первом этапе гидратации. Более простые фундаменты, например, для столбов забора, достаточно засыпать сухими листьями и тоже прикрыть полиэтиленом.

Монолитные дома, возводимые по новым технологиям, изначально утеплены с двух сторон пенопластом, который одновременно является опалубкой, как это сделано на фото. Здесь достаточно укрыть бетон утеплителем сверху, чтобы он спокойно перенес ночные заморозки.

Консервация фундамента на зиму

Частные застройщики интересуются, нужно ли накрывать фундамент на зиму, а также когда закрывать продухи в фундаменте на зиму. Предотвращение переохлаждения недавно залитого бетонного основания способствует повышению его прочности. При этом герметизацию продухов следует выполнять до наступления первых морозов.

Консервацию основания производите поэтапно:

1. Гидроизолируйте основу. Гидроизоляция фундамента зимой выполняется через 30 суток после бетонирования и предусматривает перекрытие поверхности полиэтиленом или рубероидом. При близком расположении водоносных слоев сооружается дренажная система.
2. Теплоизолируйте поверхность. Тепловая изоляция позволит длительно сохранить благоприятную температуру и влажность, исключить влияние температурных перепадов. В качестве утеплителя используется керамзит, пенополистирол, песок, опилки или солома.

Важно надежно укрыть теплоизолятор полиэтиленом и зафиксировать пленку с помощью тяжелых предметов

Использование термосного эффекта

Бетонирование в зимних условиях с использованием термосного эффекта заключается в увеличении времени остывания бетонной конструкции на период, достаточный для набора нужной прочности. Главная задача — сохранить тепло раствора, обеспеченного при его приготовлении, и тепло, выделяющееся при гидратации цемента.

Метод электропрогрева бетона для зимней кладки.

Способ термоса обычно используется совместно с введением добавок, ускоряющих застывание массы и снижающих температуру замерзания воды. В качестве таких добавок применяются хлористые кальций и натрий или нитрит натрия в количестве до 5% от веса цемента.

Сам «термос» монтируется в виде утепленной опалубки, стенки которой покрываются теплоизоляционными материалами в несколько слоев. Хорошими теплоизоляторами являются пенополистирол и минеральная вата. Термосные стенки изготавливаются в следующем порядке: на опалубку крепится слой гидроизоляции (полиэтиленовая пленка), поверх — теплоизоляция, сверху — еще один слой гидроизоляции. Сверху бетонная конструкция также надежно укрывается аналогичными слоями изоляции. Термосный эффект наиболее заметен в монолитных конструкциях со значительным объемом бетона и может использоваться до температуры -5° С.

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 строительство из пенобетонных блоков 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.

Мембранные расширительные баки для систем отопления Wester

Коротко о главном