Бетонные работы при низких температурах. Обзор противоморозных добавок для бетонных смесей. Видео: трудоемкость процессов заливки фундамента зимой

Общие положения . Понятие «зимние условия» при производстве бетонных работ отличается от календарного. «Зимние условия» для конкретной стройки начинаются, когда среднесуточная температура наружного воздуха снижается до + 5°С, а в течение суток наблюдается ее падение ниже нуля.

При температуре ниже 0°С в бетоне прекращаются процессы гидратации, т.е. взаимодействие минералов цемента с водой. Твердение бетона приостанавливается, так как бетон замерзает, превращаясь в монолит, прочность которого обусловливается силами смерзания. В бетоне появляются внутренние напряжения, вызываемые увеличением объема свободной воды примерно на 9% при замерзании. Эти напряжения разрывают неокрепшие адгезионные связи между отдельными компонентами бетона, снижая его прочность. Свободная вода, замерзая на поверхности зерен заполнителей в виде тонкой пленки, препятствует сцеплению цементного теста с заполнителем. Это также ухудшает прочностные свойства бетона.

После оттаивания бетона твердение при положительной температуре возобновляется, но прочность оказывается ниже проектной, т.е. той, которая была бы достигнута при твердении в нормальных условиях. Снижаются и другие свойства бетона: плотность, долговечность, сцепление с арматурой и т. д. Свойства бетона ухудшаются тем значительнее, чем раньше после укладки произошло его замерзание. Если бетон к моменту замерзания наберет определенную прочность, то отрицательное влияние замораживания на его свойства невелико: после оттаивания прочность бетона может достигнуть проектной величины. В этом случае адгезионное сцепление между цементным тестом и заполнителем значительно больше внутренних напряжений. Поэтому вероятность деформаций в контактной зоне меньшая.

Минимальную прочность бетона к моменту его замерзания, достаточную для достижения им после оттаивания проектной прочности, называют критической. Эта прочность для бетонов в конструкциях с ненапрягаемой арматурой должна быть не менее 30...50% от проектной в зависимости от класса бетона и не ниже 50 кг/см2. В предварительно напряженных конструкциях она должна быть не ниже 70% от проектной. Если конструкции предполагается нагружать в зимний период, то к моменту замораживания прочность бетона в них должна достигнуть 100% от проектной величины.

Для получения в зимних условиях бетона проектного качества необходимо обеспечить для него температурно-влажностный режим, при котором физико-химические процессы твердения не нарушаются и не замедляются. Продолжительность поддерживания такого режима должна обеспечивать достижение критической или проектной прочности.

Задача «зимнего» бетонирования: получить бетон заданной прочности. Для этого выполняются общие мероприятия и различные технологии обеспечения нормального режима твердения бетона.

Общие мероприятия :

а) Работы ведутся на подогретой бетонной смеси. Эта смесь в момент укладки в конструкцию должна иметь положительную температуру, по величине обратную температуре окружающего воздуха. Это достигается подогревом воды, щебня и песка (паром) при приготовлении бетонной смеси на заводе.

б) Для исключения охлаждения в пути кузов самосвала закрывается сверху щитами, а снизу подогревается выхлопными газами от двигателя автомобиля через устроенное двойное дно кузова.

в) Бадьи и бункера накрываются деревянными утепленными крышками, а снаружи обшиваются. При сильных морозах их периодически прогревают паром. Бетононасосы устанавливают в отапливаемых помещениях. Перед началом работы через бетоновод прокачивается горячая вода. Звенья труб магистрального бетоновода при температуре ниже минус 10°С заключают в теплоизоляцию вместе с обогревающей грубой трубопровода.

г) Перед укладкой бетонной смеси опалубка и арматура очищаются от мусора, снега, наледи. Для этого при необходимости используется продувка горячим воздухом от калориферов или паром, а также промыв горячим паром с последующей продувкой горячим воздухом.

д) При морозах ниже минус 15°С арматуру из стержней диаметром более 25 мм и прокатных профилей отогревается до плюс 5°С, чтобы обеспечить хорошее сцепление бетона с арматурой. С этой же целью выступающие за пределы утепленной опалубки металлические элементы после отогрева утепляются на длине не менее 1,5 м от блока.

е) На качество бетона сильно влияет состояние основания, на которое его укладывают. Важно исключить раннее замораживание бетона в стыке с основанием и последующее деформации пучинистых грунтов основания.

До начала бетонирования фундаментов пучинистые грунты отогреваются паром, огневым способом или с помощью электричества. Не пучинистые грунты не прогревают. Температура укладываемой смеси должна быть как минимум на 10°С выше, чем температура грунта основания. Не допускается укладка бетонной смеси на замерзший грунт («промороженное» основание).

При необходимости укладки бетонной смеси на ранее уложенный и замерзший бетон он отогревается на глубину не менее 400 мм и предохраняется от промерзания до приобретения свежим бетоном критической прочности.

ж) При бетонировании, для уменьшения тепловых потерь, бетонная смесь укладывается небольшими участками по длине и ширине, чтобы ранее уложенные слои быстрее перекрывались новыми, и температура бетона не успевала опускаться ниже расчетной.

з) Бетонирование ведется круглосуточно без перерывов, так как подготовка замерзших рабочих швов весьма трудоемка и не всегда обеспечивается необходимое качество.

Технологии, обеспечивающие нормальный режим твердения бетона:

1. Применение химических добавок .

Химические добавки понижают температуру замерзания жидкой части бетонной смеси, обеспечивающая твердение бетона при температуре ниже 0°С, что увеличивает время набора прочности.

Этот метод относительно недорогой (дополнительные затраты по сравнению с обычными условиями (удорожание) около 16%) и широко применяется в строительстве. В качестве добавок используются: хлористый натрий, хлористый кальций, углекислый калий (поташ), нитрит натрия и др.

Добавки вводятся в бетонную смесь при ее приготовлении. В зависимости от их количества получают заданный эффект:

При 1–2% от веса цемента – ускорение твердения бетона;
- при 3–5% от веса цемента – понижение температуры замерзания на 5–10°С;
- при 10–15% от веса цемента – полное исключение замерзания «холодный бетон», но при этом набор прочности продолжается 40–90 суток.

2. Прогрев бетона .

а) Метод «термоса» . Используется тепло, выделяющееся при химических реакциях твердения бетона. Для этого конструкцию дополнительно утепляют.

Метод эффективен для массивных конструкций простой формы, особенно для заглубленных сооружений и конструкций на грунте и в грунте (фундаменты, стены подвалов, фундаменты под оборудование, полы на грунте и т. п.). Для усиления эффекта при приготовлении смеси используются цементы с повышенным тепловыделением.

б) Прогрев паром . Вокруг забетонированной конструкции устраивается «рубашка» из рубероида, деревянных или стальных щитов, под которую подается пар (рис. 4.52). «Рубашка» обеспечивает необходимый прогрев конструкции и влажность (не высушивает бетон).

Используется пар низкого давления 0,5 –0,7 атм. с температурой 80–90°С. Примерный режим паропрогрева: скорость подъема (градиент) температуры не более 5–10 град/ч; изотермический прогрев при температуре 80°С для бетонов на обычном портландцементе и 95°С – на шлакопортландцементе и пуццолановом цементе. Скорость остывания (градиент) бетона должна быть 10 град/ч. Паропрогрев бетона возможно вести до набора им проектной прочности, что особенно актуально для наших восточных и северных регионов, где «зимний период» составляет
8... 10 месяцев.

Метод применяется для прогрева различных бетонных конструкций, но лишь там, где имеется пар в необходимом количестве.

в) Электропрогрев . Внутренний – с помощью электродов. Тепло выделяется при прохождении электрического тока через сырую бетонную смесь. Электроды могут внедряться в свежеуложенный бетон или до бетонирования в конструкцию закладываются греющие провода. Количество электродов, греющих проводов в каждом случае определяется расчетом.

Достоинство способа – простота. Недостатки – сложность контроля (круглосуточное наблюдение) и высокая стоимость.

Наружный – тепло выделяется «греющей» опалубкой или греющими гибкими электрошнурами.

3. Бетонирование в «тепляках» . Над бетонируемой конструкцией или частью ее устраивают легкое каркасное ограждение из брезента, пленки и т.п. (шатер) и под него подается теплый воздух или нагреватели ставятся внутри шатра. Под шатром (температура плюс 5–10 °С) бетонирование выполняется в обычных условиях.

В зависимости от задания тепляк может «работать» 3–16 суток, до набора бетоном 50% проектной (расчетной) прочности или все расчетные 28 суток.

4. Обогрев бетона инфракрасными лучами (проникающий прогрев) .

Особенность метода в том, что передача тепла бетону (прогрев) происходит на всю толщину конструкции одновременно и с одинаковой интенсивностью (рис. 4.53).

Для обогрева монолитного бетона применяют ТЭНы типа НВСЖ (нагреватель воздушный сушильный жаростойкий) или НВС (нагреватель воздушный сушильный). Мощность этих обогревателей на 1 м длины колеблется от 0,6 до 1,2 кВт, температура излучающих поверхностей – от 300 до 600°С. ТЭНы работают при напряжении 127, 220 и 380 В.

Карборундовые излучатели имеют мощность до 10 кВт/ч, а их рабочая температура достигает 1300–1500 °С.

Оптимальное расстояние между инфракрасной установкой и обогреваемой поверхностью 1–1,2 м.

Обогревать инфракрасными излучателями можно как открытые поверхности бетона, так и через опалубку. Для лучшего поглощения инфракрасного излучения поверхность опалубки покрывают черным матовым лаком. Температура на поверхности бетона не должна превышать 80–90°С. Чтобы исключить интенсивное испарение влаги из бетона, открытые поверхности закрывают полиэтиленовой пленкой, пергамином или рубероидом.

Инфракрасные установки ставят на таком расстоянии друг от друга, чтобы прогреть все участки бетонной поверхности. Прогрев бетона инфракрасными лучами условно делят на три периода: выдержку бетона и его разогрев; изотермический прогрев; остывание.

Способ применяют для термообработки бетона в тонкостенных конструкциях с большим модулем поверхности (например, стен, бетонируемых в скользящей опалубке, плит, балок). Этот метод применяют также для отогрева замерзшего бетона в рабочих швах, при укладке бетона в штрабы, а также для отогрева арматуры, закладных деталей и «активной» поверхности опалубки-облицовки перед укладкой в нее бетона.

Источник : Технология строительных процессов. Снарский В.И.

Согласно строительным нормам, понятие зимних условий несколько отличается от общепринятых, календарных. В частности холодным временем принято считать условия со среднесуточной температурой около +5ºС и возможностью ночного понижения до 0ºС. Как известно при низких температурах вода кристаллизуется и процессы гидратации в цементно-содержащих составах значительно замедляются или вообще приостанавливаются.

Но на большей территории нашей страны это время является достаточно продолжительным. Останавливать работу и ждать когда потеплеет нерентабельно. Поэтому с момента появления бетона специалисты ищут решение данной проблемы.

Распространенные виды заливки бетона на холоде

До недавнего времени, наиболее распространенным и действенным считался способ предварительного разогрева составляющих раствора до определенной температуры, после чего готовился теплый раствор и заливался.

Температура монолита поддерживалась искусственным путем до набора прочности не менее 50%.

• Но с каждым годом цена на энергоносители растет, и такие технологии сильно увеличивают себестоимость строительства . Здесь уже не столь важно, паром или иными энергоемкими способами.
• В середине прошлого века нашим ученым И.А.Кириенко был предложен еще один действенный способ прогрева монолита . Условно его назвали методом «Термоса». Общая инструкция достаточно проста, вокруг ЖБИ создается теплоизолирующее покрывало. В зависимости от температуры окружающей среды бетон мог прогреваться за счет внутренних процессов или энергоносителем извне.
• В последнее же время наука сделала качественный рывок в создании химически активных добавок, которые позволяют вести работы при круглосуточной минусовой температуре . Безусловно, это очень удобно, присадок существует несколько и о наиболее распространенных мы сейчас побеседуем.

Принцип действия и виды морозостойких составов

Что добавлять в бетон при минусовой температуре, вопрос далеко не праздный. Полностью, на 100% универсального состава не существует.

Выбор зависит от многих факторов, прежде всего от самой температуры.

• Также большое влияние оказывает размер монолита. Плюс следует учесть предназначение изделия, дело в том, что разные добавки могут менять некоторые физические качества бетона и то, что подойдет для ленточного фундамента в частном доме, может не подойти для возведения моста или крупного наливного цоколя.

Как это работает

Как известно основной задачей воды в растворе является создание условий для кристаллизации составляющих раствора, силикатов, алюминатов и так далее. На языке профессионалов это называется гидратацией цемента.

Наиболее комфортно, без добавок, раствор застывает при температуре 15 — 20 ºС, все что выше и особенно ниже, нуждается в создании специальных условий.

• Главной задачей подобного рода присадок является снижение периода схватывания раствора и уменьшение времени созревания бетона при низких температурах. То есть снизить уровень замерзания воды и при этом не навредить остальным процессам, происходящим в растворе.

Распространенные составы и способы работы

• Наиболее распространенными материалами для изготовления морозоустойчивых присадок смело можно считать соли монокарбоновых кислот, среди профессионалов этот состав известен как «Поташ». Цена на данные составы на отечественном рынке вполне приемлемая.
• Когда выполняется заливка бетона при минусовой температуре добавки монокарбоновых кислот, должны строго дозироваться. Для каждой температуры количество присадок разное, Такими добавками можно подготовить раствор к температуре до минус 30ºС. Чем ниже температура, тем больше состава потребуется.

Важно: как говорилось ранее, присадка при неграмотном использовании может понизить другие характеристики раствора.
Поэтому принцип, чем больше, тем лучше здесь может навредить.

• Следующим лидером нашего рынка является нитрит натрия. Цена на него также не сильно высока, но это вещество обладает сильным, едким, неприятным запахом. Кроме того данный состав легко может воспламениться. При контакте с некоторыми видами современных пластификаторов могут выделяться ядовитые, токсичные газы.

• Максимальная температура, которую может держать нитрат натрия, составляет не ниже -15ºС. Специалисты рекомендуют его использование при приготовлении растворов на портландцементе или на шлакопортландцементе. Добавлять эту присадку в глиноземистые цементы строго запрещено.
• Широкий спектр использования имеет формиат натрия и нитрат кальция. Кроме производства ЖБИ, эти присадки могут применяться в штукатурных растворах и растворах предназначенных для кладки кирпича. Но данные составы используются только в комплексе с пластификатором, так как из-за скопления солей, в монолите могут образовываться пустоты и высолы.

Важно: растворы с добавлением присадок должны готовиться своими руками при температуре не ниже 5 — 10 ºС.
Кроме того, они не могут долго храниться, раствор нужно использовать в течение часа после замешивания.

• Не стоит забывать об отечественных производителях, добавки из линейки морозо-пласт, морозо-стирол и т.д. Являются составами комплексного действия, после заливки благодаря процессам, происходящим внутри монолита, температура поддерживается естественным образом и при небольших морозах, вам достаточно просто хорошо укрыть бетон.

Зависимость от марки бетона

• По нормам СНиП 111-1-76, мороз опасен для бетона только на стадии набора прочности. Поддерживать определенную температуру в монолите нужно до определенного % крепости. Для каждой марки бетона этот процент индивидуален.
• После того, как монолит схватился, замораживание ему уже не настолько страшно, но и эксплуатировать ЖБИ еще не рекомендуется. Дело в том, что после оттаивания, изделие естественным путем будет дозревать. Активная фаза застывания монолита идет в течение 27 суток. После этого укрепление будет продолжаться еще несколько лет, но гораздо медленнее.
• Если в состав не вводились морозоустойчивые присадки, то для растворов с маркой М150 достаточно 50% прочности. Марки М200 – М300, могут замораживаться при 40% прочности. Для М400 и более, достаточно 30%. Но при использовании присадки, допустимая прочность перед замораживанием падает в среднем на 10%.

Совет: время вымешивания состава в зимних условиях должно быть увеличено минимум в 2 раза.

Мифы, связанные с добавками

• В широком использовании данный вид присадок появился не так давно. Народ еще не успел, как следует разобраться в том насколько это удобно и на этой благодатной почве родилось несколько предубеждений.
• Первый распространенный миф родился уже давно, периодически с появлением каждого нового состава подымается данный вопрос, не стали исключением и морозоустойчивые добавки. Кустарные мастера «авторитетно» заявляют о том, что такие добавки вызывают повышенную коррозию арматурного каркаса.
• Возьмем самый простой и доступный в России нитрит натрия. Любой средний химик или специалист по металловеденью вам скажет, что это один из ингибиторов способных замедлять процессы коррозии. Более того, в соединении с пластификаторами и усадочными добавками для работы с монолитами, в виду повышения крепости может применяться только алмазное бурение отверстий в бетоне, а также резка железобетона алмазными кругами.

• Вторым распространенным мифом можно назвать . Родилось это утверждение из-за того, что на первых этапах схватывания раствора действительно наблюдается некоторое запоздание по сравнению с чистым бетоном. Но зато впоследствии скорость набора прочности значительно увеличивается. Особенно это относится к комбинированным составам.
• Все специалисты, с самого начала советуют одно, внимательно изучить инструкцию. При недостаточном количестве присадки в растворе, он может замерзнуть. Но если заложить чрезмерно много добавки, то вы рискуете увеличить время схватывания или потерять определенный процент крепости из-за образования газов.

На видео в этой статье вы можете открыть для себя много полезных мелочей.

Вывод

В качестве вывода хочется отметить, когда вы решаете что добавить в бетон при минусовой температуре, не забывайте о том, что в этой сфере производства контрафактная продукция, к сожалению еще не исчезла с прилавков. Заложив неизвестно что в фундамент зимой, вы рискуете переделывать всю работу летом, тем более что цена на настоящие, качественные составы вполне доступная.

От прочности фундамента напрямую зависит надежность и долговечность всего строения. Планируя подобный «нулевой» цикл ст роительных работ, необходимо учитывать множество факторов. Особенно важное значение приобретает информация, при какой температуре можно заливать фундамент.

Если не учесть погодные условия во время процесса , качество и марку раствора, применение добавок, которые способны понизить температурную кристаллизацию воды, мероприятия по по ддержанию необходимых режимов для созревания бетона, то работа может быть проведена напрасно, и возведенная основа здания начнет крошиться сразу же после затвердевания.

Некоторые владельцы загородных участков торопятся возводить на своей новообретенной территории капитальные сооружения, не обращая внимания на время года. В некоторых, довольно редких случаях это бывает оправдано, однако, сложностей при таком подходе немало, и они начинаются уже на стадии подготовительных работ.

Вне зависимости от времени года подготовительные мероприятия будут включать целый перечень обязательных работ:

• Место, где будет устраиваться фундамент под возведение сооружения, должно быть очищено от верхнего слоя почвы и размечено соответствующим образом. Снять верхние слои грунта в морозную погоду – достаточно трудоемкая задача.
• Когда общее место будет определено, производится разметка внутренних границ траншеи, которую необходимо вырыть под фундамент. Глубина ее должна составлять от 500 до 800 мм — эта величина будет зависеть от типа грунтов местности, где ведется строительство, глубины их промерзания, особенностей возводимого здания (его этажности, материала стен и крыши и т.п .) Землеройную технику для отрывки узких и достаточно глубоких траншей с ровными стенками применить можно далеко не всегда. Ручное же выкапывание мёрзлого грунта – еще одна сложность при проведении зимних работ.
• На дно котлована-траншеи укладывается гидроизолирующая и укрепляющая подушка. Первым укладывается песок и хорошо утрамбовывается, толщина слоя может быть от 100 до 150 мм. На него засыпается щебенка и тоже хорошо уплотняется. Очень часто зимой и песок, и гравий находятся в «прихваченном» морозом состоянии. Существует большая вероятность, что с подъемом температуры подушка может потерять необходимую плотность, даже при самом качественной трамбовке.

• Кроме того, нет полной уверенности, что при общем оттаивании грунта весной и возможных при этом его движениях всю конструкцию возводимого фундамента не «поведет », а это может привести к образованию внутренних напряжений и трещин.
• Следующим шагом идет установка или деревянных щитов, которая гидроизолируется плотной полиэтиленовой пленкой . На сильном морозе полиэтилен нередко теряет эластичность, становится ломким, и гидроизоляция может получить повреждения.

• Может использоваться и несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола, которая, помимо своей прямой функции, выполняет еще и роль утеплителя.

• Далее, в опалубку необходимо установить арматурную конструкцию, которая сваривается или скручивается стальной проволокой. Арматура для этой конструкции берется толщиной от 10 до 15 мм. Нельзя забывать, что арматурная сталь имеет достаточно значительный коэффициент линейного термического расширения. Сваренный на сильном морозе арматурный каркас обязательно будет стремиться к изменению размеров при повышении температур. Это – еще одна весомая «добавка» к ненужным внутренним напряжениям конструкции фундамента.

Тем не менее, как уже упоминалось, бывают ситуации, когда, в силу тех или иных причин, возведение фундамента в зимний сезон является оправданным:

• Это может быть вызвано особенностями грунтов. Если в местности, где проводится стройка, преобладают песчаные сыпучие грунты, то, лучше проводить возведение фундамента в промерзлой твердой почве, которая сохраняет нужную для котлована форму.
• Не следует сбрасывать со счетов невозможность проведения стройки летом по причине особых климатических условий региона.
• В ряде местностей из-за слабой развитости дорожных сетей доставка больших объемов строительных материалов или передвижение тяжелой специальной техники возможно лишь по замерзшему грунту.
• Иногда к зимней стройке прибегают в целях экономии средств, так как в этот период снижаются цены на необходимые материалы. Это будет выгодно в том случае, если работа будет проводиться самостоятельно.
• Часто появляется возможность экономии за счет снижения строительными фирмами стоимости услуг, в связи с резким снижением спроса на их деятельность в холодное время года.

Когда все подготовительные процессы будут закончены, можно рассчитывать густоту и состав раствора, параметры которого будут зависеть от температуры, при которой он будет заливаться в опалубку.

Заливка фундамента бетоном

• Когда бы не проводилась заливка, раствор для фундамента не должен быть слишком тонкий, поэтому его чаще всего изготавливают из цемента и средней величины щебенки .
• Часто в раствор добавляют пластификаторы, которые улучшают состояние и прочность , увеличивают его сцепление с арматурными конструкциями, повышает влагостойкость фундамента.Кроме этого, как утверждают производители, при заливке пластификаторы снижают расход цементного раствора на 20%.

Благодаря тому, что пластификаторы положительно влияют на морозостойкость раствора, их очень часто добавляют и в тех случаях, когда приходится заливать фундамент пр и отрицательных температурах воздуха.

Оптимальные условия для заливки бетона — температура от 15 до 25 градусов

• По всем рекомендациям заливка бетона должна производиться при температуре не ниже 5 градусов – это, по сути, является критическим показателем для нормального созревания. Однако, и летняя жара тоже мало подходит для проведения этих строительных процессов. Оптимальным температурным режимом для заливки раствора в котлован является +15 ÷ 25 градусов. Такие условия позволят получить без лишних затрат и технологических приемов максимально прочную основу под возведение стен и в минимальные сроки.

• В случае, когда раствор изготавливается самостоятельно прямо на строительной площадке, все используемые для него материалы не должны быть в замороженном состоянии и не должны иметь в своем составе снега или кристаллов льда. Поэтому лучше их приобретать в фирмах, которые гарантированно обеспечивают им должное хранение.
• Раствор необходимо заливать и распределять по опалубке быстро, чтобы мороз не успел схватить влагу в растворе. Поэтому заливка всего объема производится в таких условиях только за один раз. Если фундамент имеет большой объем и площадь, то лучше воспользоваться предложениями профильных фирм, которые занимаются изготовлением, доставкой и выгрузкой необходимого раствора в подготовленную опалубку.

• Не рекомендовано проводить заливку бетона слоями, так как между ними, благодаря низким температурам, могут образоваться щели, что сделает фундамент менее прочным.

Если обстоятельства сложились таким образом, что приходится проводить работы в условиях критических температур, нужно знать, что процессы схватывания и затвердевания будут увеличены в несколько раз. Поэтому заливка фундамента в зимний период проводится только при крайней необходимости.

Ниже приведена таблица, из которой наглядно видно, как влияет температура окружающей среды на время созревания и полного набора необходимой прочности обычного бетонного раствора марки М200 – М300, изготовленного на основе портландцемента М-400 или М-500.

срок твердения бетона, суток	-3° С	0° С	+5° С	+10° С	+20° С	+30° С
1	3%	5%	9%	12%	23%	35%
2	6%	12%	19%	25%	40%	55%٭
3	8%	18%	27%	37%	50%٭	65%
5	12%	28%	38%	50%٭	65%	80%٭٭
7	15%	35%	48%٭	58%	75%٭٭	90%
14	20%	50%٭	62%	72%٭٭	90%	100%
28	25%	65%	77%٭٭	85%	100%	-

Примечания:

— процентные показатели рассчитаны в соотношении к эталонной прочности созревшего бетона данной марки.

— под значками (٭) указаны так называемые условные нормативно-безопасные сроки проведения распалубки залитой бетонной конструкции.

— значки (٭٭) – это сроки созревания для начала полностью безопасных дальнейших работ.

Чтобы обеспечить необходимый минимально допустимый температурный режим используют несколько технологий:

• Процесс пр оводится с подогреванием арматурной конструкции либо с установкой специальных обогревательных кабелей. В этом случае к фундаменту должно быть подведено соответствующее электрическое напряжение. Существует несколько технологий, как с применением токов высокого напряжения (до 380 вольт ) так и низкоточные (12 вольт ). Разогревшись, арматурная конструкция или греющий кабель не дадут смерзнуться влажному, не схватившемуся раствору.

Однако, такие методы оправданы только при масштабном промышленном строительстве – подобные технологии являются весьма опасными и требующими высочайшей квалификации специалистов. Кроме того, немаловажной будет являться затрата большого количества электроэнергии, а значит придется заплатить изрядную сумму. В итоге суммарный бюджет такого обустройства фундамента вряд ли приемлем для среднестатистического российского частного застройщика .

• Можно воспользоваться и другой технологией — это использование для устройства фундамента несъемной утепленной опалубки.

Для этого способа используются пустотелые блоки из экструдированного пенополистирола, которые удобно устанавливать друг на друга, благодаря имеющимся зубцам на боковых и верхних поверхностях . Они идеально совмещаются друг с другом, не оставляя щелей (своеобразный аналог детского конструктора «Lego» ). Во внутреннее пространство устанавливают арматурные конструкции, которые придают фундаменту требуемую общую жесткость .

С фундамента не снимают, а после затвердевания бетона поверхность затягивается армирующей сеткой-серпянкой, штукатурится и гидроизолируется .

Однако, такой подход лишь уменьшит негативное влияние отрицательных температур при созревании бетона, но не снимет проблему полностью.

• В любом случае для надежного схватывания залитого фундамента при минусовых температурах, сверху он обязательно закрывается плотной полиэтиленовой пленкой . Для этого возводят над ним временное сооружения из дерева или арматурных прутьев, которое также затягивают полиэтиленом. В получившемся закрытом помещении, внешне напоминающим парник, поддерживают необходимую для качественного застывания температуру с помощью тепловых пушек. Понятно, что и это потребует очень существенным материальных затрат.

Как можно убедиться, даже с экономической точки зрения проведение работ по заливке фундамента в зимнее время вызывает большие опасения. Поэтому прежде чем начинать такую работу во время холодов, нужно очень тщательно взвесить все финансовые риски и оправданность подобной спешки.

Видео: работы по «зимней» укладке бетона в фундамент

Являются ли «панацеей» противоморозные добавки?

Бытует весьма распространённое мнение, что проблему зимней заливки бетонного фундамента вполне можно решить использованием специальных соляных присадок в подготавливаемый раствор. Если судить по многочисленной рекламе, то стоит добавить этот компонент пр и замешивании, а дальше все пойдет своим чередом С этим стоит разобраться поподробнее.

Видео: один из вариантов противоморозной добавки в бетон

Прежде всего, необходимо уяснить, как, собственно, происходит процесс тв ердения и созревания бетонного камня.

Когда раствор залит в опалубку, он проходит до готовности через две стадии — это схватывание и отвердевание.

• Схватывается залитый бетон в течение 24 ÷ 30 часов. За это время жидкая консистенция переходит в твердое состояние, однако, она еще не имеет достаточной прочности. Именно в этот период начинают формироваться кристаллические связи , происходит связывание свободной воды и цементных составляющих раствора.
• Далее начинается второй этап — это окончательное отвердение, созревание и упрочнение бетонной конструкции — он проходит в течение намного более длительного срока. Этот период зависит от нескольких факторов, таких, как марка приготовленного раствора, уровень влажности и температурный режим, а также наличие специальных упрочнительных добавок.

Как говорилось выше, оптимальная температура для химических реакций обоих процессов варьируется от 15 до 25 градусов. Чем выше она в этом диапазоне, тем быстрее пройдет окончательная кристаллизация, переход воды в гелеобразное состояние. Но даже в оптимальных условиях о готовности фундамента можно говорить не ранее, чем через 4 недели – основа полностью готова для возведения стен.

Опасность отрицательных температур кроется в нескольких причинах:

• Во-первых, расширение замерзшей несвязанной цементом воды вызывает внутренне давление на пористую структуру бетона, что приводит к его разрушению. Особенно это становится заметным после повышения температуры до положительных отметок – такой бетон по прочности ни идет ни в какое сравнение с «нормальным».
• Во-вторых, сам по себе сложный химический процесс гидратации цемента требует определенного температурного режима. Уже при температуре ниже +5° С активность этих процессов снижается до критических отметок, и чем холоднее, тем более вялотекущим будет созревание бетона. И даже в этом случае такой «прерывистый» процес с с ущественно ухудшает качество готовой бетонной конструкции.

Поташ — весьма распространенная добавка для повышения морозоустойчивости свежезалитого бетона

Чтобы в какой-то мере минимизировать негативное влияние мороза и разработаны специальные добавки. Технологи пытаются таким образом решить обе проблемы. Добавлением солевых растворов повышают плотность воды, резко снижая температуру ее кристаллизации. Специальные присадки, кроме того, предназначены для своеобразной катализации и дополнительного вовлечения воздуха в процессы химического вызревания бетонного камня в условиях отрицательных температур. Обычно подобные составы изготавливаются на основе поташа, лигносульфоната , гидрохлорида кальция, нитрита или формиата натрия.

Однако, если с замерзанием воды вопрос в той или иной мере решается положительно, то «обмануть» законы химии гораздо сложнее. Процесс с озревания все равно не отличается быстротой, и занимает намного больше времени, нежели в оптимальных условиях.

В таблице ниже для примера показаны ориентировочные сроки вызревания бетона в условиях отрицательных температур с применением противоморозных добавок:

Тип противоморозной добавки	средняя температура во время созревания	1 неделя	2 недели	4 недели	3 месяца
Нитрит натрия	-5° С	30%	50%	70%	90%
	-10° С	20%	35%	55%	70%
	-15° С	10%	25%	35%	50%
Поташ	-5° С	50%	65%	85%	100%
	-10° С	30%	50%	70%	90%
	-15° С	25%	40%	60%	80%
	-20° С	23%	35%	55%	70%
	-25° С	20%	30%	50%	60%

Можно убедиться, что даже при — 5° о полной готовности бетонной конструкции может идти речь только спустя 3 месяца. При более холодной атмосфере срок еще больше возрастает.

Возникает вполне резонный вопрос: имеет ли для хозяина индивидуального участка смысл «завязываться» с зимней укладкой фундамента (если это не вызвано какими-то особыми обстоятельствами), тратить на это значительные материальные средства , физические усилия, если реальный выигрыш по времени практически недостижим. Тем более, что и с противоморозными добавками тоже все обстоит не так просто:

• Некоторые виды добавок вызывают активные коррозионные процессы на металлическом арматурном каркасе. Не все марки сталей подойдут для этих целей.
• Замешивание «зимнего» бетонного раствора – намного сложнее, нежели обычного. Провести такую работу вручную – попросту невозможно, так как требуется особо тщательное перемешивание компонентов до абсолютно однородной консистенции. Время замеса значительно возрастает, компоненты должны пройти определенную подготовку (разогрев до нужной температуры), необходим строго выверенный порядок подачи материалов в смеситель и т.д . нужна очень точная дозировка дополнительных присадок, зависящая и от марки бетона, и от температуры воздуха – здесь требуется профессиональный подход. Как вариант – доставка готового модифицированного раствора, изготовленного в заводских условиях – но это опять упирается в вопрос рентабельности подобного строительства.
• Даже с использованием присадок температура ниже -20° С все рано является критичной, а подобное резкое падение зимой, например, в ночное время – отнюдь не редкость.
• Нельзя заливать подобные растворы и в том случае, если внезапно началась оттепель, пошел дождь или относительная влажность воздуха подскочила выше отметки в 60%.
• Применение таких добавок вовсе не освобождает от необходимых мероприятий по устройству «парника» после заливки, и поддержания нужной температуры с помощью тепловых пушек. Если это невозможно, то фундамент пр идется закрыть утеплителями (например, слоем сухих опилок, травы или дернины, толщиной порядка 300 мм, а потом укрыть до созревания пленкой . Проводить распалубку все равно, скорее всего, придется только весной, по окончанию устойчивых холодов.

Уход за за литым фундаментом

Было бы серьезной ошибкой полагать, что даже в идеальных условиях можно лишь залить опалубку бетоном, а потом созревания. Как бы это странно ни звучало, но свежезалитый фундамент вс егда, при любых обстоятельствах нуждается в определенном уходе. Главными задачами подобных технологических мероприятий являются:

• Сведение к минимуму усадки залитой бетонной конструкции.
• Обеспечить наиболее оптимальные режимы для процесса вызревания.
• Максимально предохранить застывающий фундамент от перепадов температур, в том числе – суточных.
• Не допустить пересыхания залитого раствора, быстрого испарения несвязанной воды – это наверняка закончится растрескиванием поверхности.
• Создать защиту незастывшей и не набравшей прочности конструкции от механических повреждений.

Мероприятия по по добному уходу должны начинаться буквально с момента заливки фундамента, и могут считаться полностью исполненными только при наборе бетоном не менее 70% марочной прочности, то есть, при оптимальных сроках для снятия опалубки (как было указано в первой таблице).

• Сразу же после заливки следует убедиться в том, что не потеряла заданных геометрических форм – до первичного схватывания (первые 1 ÷ 2 часа) еще есть возможность внести коррективы.

• Никто не застрахован от внезапных дождей. Чтобы не допустить размыва неокрепшей поверхности или ее механических повреждений, сразу же после заливки следует укрыть поверхность полиэтиленовой пленкой , мешковиной или брезентом.
• Не стоит забывать, что слишком высокие температуры тоже достаточно губительны для нормального протекания процессов созревания. В первую очередь это связано с активным испарением воды, пересыханием поверхностного слоя и появлением трещин. Обязательно предпринимаются шаги по увлажнению поверхности и удержанию влаги. Помимо закрытия паронепроницаемой пленкой , иногда необходимо прибегать и к более радикальным мерам, например, после первичного схватывания закрывать поверхность слоем хорошо впитывающего влагу материала. Это могут быть мокрые опилки или грубая ткань – создается подобие постоянного влажного компресса под полиэтиленовым покровом.

Одним словом, для каждого температурного режима требуются свои меры по уходу за бетоном. Для удобства выбора необходимых, можно привести следующую таблицу:

Предпринимаемые действия для обеспечения нормального созревания бетона	меньше - 3 ° С	от - 3° до + 5° С	от + 5° до + 10° С	от + 10° до + 15° С	от + 15° до + 25° С	свыше + 25° С
Прикрытие пленкой, постоянное увлажнение залитой поверхности и опалубки, укрытие бетона влагосберегающим материалом	нет	нет	нет	нет	при выраженной ветренной погоде	всегда
Прикрытие пленкой, увлажнение поверхности бетона	нет	нет	да	да	да	недостаточно
Прикрытие пленкой и термоизоляционным матриалом	нет	да	нет	нет	нет	нет
Прикрытие пленкой и термоизоляционным матриалом, создание парника с поддержанием температуры +10° С в течение минимум 3 дней	да	нет	нет	нет	нет	нет
Постоянное поддержание тонкого слоя воды на поверхности бетона	нет	нет	да	да	да	да

Еще несколько важных замечаний:

• Даже если малозаглубленный ленточный фундамент заливался в идеальных для этого условиях, не следует оставлять его «голым» и ненагруженным на зиму. Это неизбежно приведет к началу поверхностных эрозионных процессов, и конструкция потеряет свою прочность, станет т рескаться и рассыпаться. Таким образом, необходимо так планировать строительные работы, чтобы в течение сезона перейти и к возведению стен на созданной основе .
• Сразу же после набора бетонной конструкцией необходимой 100% прочности, рекомендовано без отлагательства провести и . Подробнее об этих технологических процессах рассказано в соответствующих статьях нашего портала.

Какой можно сделать общий вывод?

Несмотря на то что современные строительные технологии, в принципе, позволяют проводить заливку фундамента при температурах, достаточно далеких от оптимальных 15— 25 градусов, наилучшим вариантом все же будет планирование подобных работ в наиболее благоприятных условиях. Так фундамент получится гарантированно надежный и качественный.Если все же обстоятельства вынуждают проводить «нулевой цикл» в иных условиях, следует точно соблюдать все технологические рекомендации по заливке и уходу за бетоном, применительно к реальному температурному режиму.

Видео: трудоемкость процессов заливки фундамента зимой

Минимальная температура для заливки бетона - это приблизительно 5 °С. То есть этот показатель считается критическим - до этой цифры можно проводить любые работы с бетоном в обычном режиме. Однако необходимо помнить, что оптимальная температура для заливки бетона - 17-25 °С, так как такие условия позволяют получить максимальную прочность раствора. Если температура приблизилась к 5 °С, раствор, вероятно, окажется менее твердым и прочным и не достигнет заявленных для марки показателей. Еще при проведении работ при следует помнить, что время затвердевания может увеличиться в разы.

Однако иногда появляется необходимость провести строительные работы в зимний период при отрицательных температурах. Причин может быть несколько:

• ограниченное время строительства в летний период из-за неблагоприятных климатических условий;
• необходимость заливки бетона на сыпучих грунтах;
• сезонное снижение цен на материалы, в том числе и на цемент;
• снижение стоимости проведения работ специализированными фирмами из-за невысокого спроса на их услуги.

Существуют две основные технологии, при помощи которых можно проводить бетонирование в холодное время года.

Первая заключается в том, что заливка бетона при отрицательных температурах производится на подогретую арматуру, в роли которой могут выступать обычные электроды. К арматуре присоединяется стандартный 12-вольтный кабель, через который поступает ток. Этого вполне достаточно для того, чтобы металлические пруты накалялись и разогревали раствор, не давая ему смерзнуться. Недостатки этого способа очевидны - помимо применения специальных материалов, придется потратить изрядную сумму на электроэнергию.

Кроме того, заливка бетона при отрицательных температурах может проводиться при помощи теплой опалубки. Суть данной технологии заключается в утеплении раствора специальными теплоизолирующими материалами, например пенопластом или минеральной ватой. Но и здесь есть свои минусы - укрывать бетон необходимо со всех сторон, что приводит к большому расходу вспомогательных материалов и увеличению времени проведения работ.

Заливка бетона при отрицательных температурах: общие рекомендации

Таким образом, можно сделать вывод, что заливка бетона при отрицательных температурах должна проводиться только в том случае, если нет возможности отложить этот этап строительных работ до наступления более благоприятных условий.

Зимой, когда температура на улице опускается ниже нуля, возведение железобетонных, монолитных и бетонных конструкций усложняется. Жидкость, входящая в состав цементного раствора, начинает кристаллизоваться, в результате почти полностью останавливается процесс затвердевания бетона.

Как только наступает теплая пора, гидратация цемента возобновляется, и раствор, который замерз на этапах строительства, имеет высокую теплопроводность и низкую прочность. Это обусловлено тем, что замерзшая вода расширяется, делая бетон рыхлым. Для того чтобы исключить такие последствия, принято использовать противоморозные добавки. Они противостоят кристаллизации жидкости при минусовой температуре.

Добавки в бетон

Посетив строительный магазин, вы сможете отыскать добавки в бетон в большом ассортименте. Например, нитрит натрия имеет вид жидкости или белых кристаллов. Карбамид известен под вторым названием - мочевина - и изготавливается в виде бесцветных кристаллов. Можно встретить соединения нитрата кальция и мочевины. Вид белого порошка имеет формиат натрия.

Жидкость тёмно-коричневого цвета представляет собой соединение, которое предполагает наличие:

• ацетилацетона;
• нитрохлорактинида;
• ацетоуксусного эфира.

Примечательно, что данный состав используется при температуре до -25 °С. Из специальных модификаторов и раствора поташа изготавливается «Асол-К». Он способен выдержать температуру до -10 °С, тогда как при изменении температуры выше 0 °С ускоряется твердение бетона. Качественным антифризом для смесей выступает «Гидрозим», который обеспечивает гидратацию при температуре ниже -15 °С. Из газа NH3 и обычной воды изготавливается состав, который способен выдержать морозы до -30 °С. Пластифицирующими свойствами обладает гидробетон, который может применяться при температуре не ниже -15 °С.

Добавки к цементным растворам

Противоморозная добавка в раствор позволяет использовать последний при возведении монолитных конструкций, зданий и изготовлении железобетонных элементов. Сегодня такие добавки представлены в широком ассортименте, однако наиболее популярными являются электролитные составы и их соединения. Они обеспечивают противоморозное воздействие и ускоряют затвердевание раствора. Среди наиболее распространенных следует выделить:

• ХК, НН1.
• ННХК.

Формиат натрия

Формиат - противоморозная добавка, которая обладает видом кристаллизованного белого порошка, хорошо растворяющегося в воде. Изготавливается добавка из натриевых солей муравьиной кислоты. Основные действия направлены на снижение температуры воды в растворе и продление гидратации бетона.

Добавка не обладает пластифицирующими свойствами и способна создавать напряжение в структуре из-за кристаллизации солей. Для того чтобы этого избежать, следует дополнительно использовать пластификатор С-3, который выпускается в виде жидкости и порошка.

Расход

Расход противоморозной добавки необходимо знать, чтобы приобрести нужное количество средства. При изготовлении раствора с противоморозной добавкой ФН + С-3 применяют теплую воду, в которую следует влить формиат натрия и пластификатор. Объем добавки определяется в зависимости от погодных условий. Если температура изменяется в пределах от 0 до -5 °С, то расход составит 3% от общей массы цемента.

При изменении температуры в пределах от 0 до -10 °С следует использовать добавку в объеме 4% от массы цемента. Количество добавки увеличивается до 6%, если температура окружающего воздуха понижается до -15 °С. Объем пластификатора С-3 всегда остается на уровне 0,8-1% от массы цемента, что не зависит от температуры воздуха. Для противоморозного вещества расход окажется разным. На этот параметр будут влиять свойства добавки и температура воздуха.

Применение добавок

Противоморозные добавки должны доливаться в раствор вместе с жидкостью. Сделать это желательно с последней третью воды. Не следует добавлять в сухую смесь присадки. Как только присадка будет добавлена, следует выждать определённое время, которое необходимо для распределения компонентов. Противоморозные добавки используются при минусовых температурах по определённым правилам.

Если приходится работать в условиях снегопада, то важно позаботиться об укрытии. При выходе раствора из смесителя важно удерживать его температуру в пределах от +15 до +25 °С. Рабочая смесь должна подготавливаться с использованием подогретой воды. Заполнители подогреваются перед непосредственным использованием.

Ограничения в применении

Противоморозные добавки некоторых видов могут использоваться с учетом ограничений. Они распространяются на предварительно напряженные конструкции и изделия, которые будут подвергаться динамическим нагрузкам. Использовать при замоноличивании стыков железобетонных конструкций не разрешается растворы хлористых солей. Это относится к изделиям, которые обладают закладными деталями и выпусками арматуры. Правило актуально, если не была проведена химзащита.

Смеси противоморозных добавок должны применяться после предварительного испытания образцов на коррозионное воздействие. Описываемые средства могут стать причиной высолов на поверхности бетона, а также снижения прочностных характеристик конструкций. Бетон с добавками должен иметь положительную температуру к началу выдерживания.

Этот параметр должен оказаться выше температуры внешнего воздуха на 5 °С или больше со знаком плюс. Например, если температура воздуха составляет -13 °С, то температура бетона должна быть равна +18 °С. Незаглубленные поверхности конструкций следует теплоизолировать, чтобы исключить вымораживание воды из этих участков.

Применение противоморозных добавок предполагает соблюдение пределов температуры внешнего воздуха. Если используются хлористые соли (нитрат натрия), то температура должна составить -15 °С или выше. Что касается поташа, то этот предел составит -25 °С. Технология использования описываемых добавок обладает одним важным достоинств, которое заключается в минимальных материальных и физических затратах на реализацию. Минусом технологии является длительный период приобретения конструкцией критической прочности. Если будут нарушены правила использования добавок, могут возникнуть некоторые проблемы по типу высолов на поверхности и коррозии арматуры.

Когда используется противоморозная добавка в бетон, довольно часто применяются комплексные способы выдерживания конструкций. Для сокращения сроков твердения применяют технологию термоса. Для этого смесь подготавливается на подогретых составляющих из жидкости с теплоизоляцией бетона.

Почему стоит использовать добавку на основе хлоридов и когда стоит от неё отказаться

Противоморозные добавки, изготавливаемые на основе хлоридов, обладают множеством преимуществ, среди них следует выделить:

• низкую стоимость;
• отсутствие влияния на структуру раствора;
• отсутствие влияния на скорость застывания, благодаря чему приготовить раствор можно заранее;
• увеличение подвижности частиц, благодаря чему можно придать раствору желаемую форму.

Вышеупомянутая добавка обладает минусом, который выражен в высоком уровне коррозионной активности. Вследствие чего использовать такое средство можно лишь для тех конструкций, которые не имеют арматуры и металла в структуре. Последний начинает окисляться, отслаиваться от конструкции, тем самым нарушая целостность.

Меры предосторожности при использовании

При работе с добавками следует применить защитные перчатки. Если средство попало на открытые участки кожи, то их следует промыть водой с мылом. Добавка не должна попасть в глаза, но если избежать этого не удалось, то их следует промыть большим количеством воды и обратиться к врачу. Добавки должны утилизироваться с учетом местных правил, ведь данные составы содержат вредные компоненты. Это указывает на то, что смесь нельзя выливать на почву, сбрасывать в канализацию или в водоемы.

Заключение

Используя противоморозные добавки, можно повысить прочность конструкции практически в 2 раза. Эти ингредиенты позволяют экономить на цементе, ведь он может быть более низкого класса, а значит, стоить будет дешевле. Конструкции можно изготавливать менее внушительной толщины, при этом прочность и остальные свойства не будут потеряны.