Температурный режим при бетонировании – один из основных критериев качественного выполнения работ согласно нормам СНиП и ГОСТ. Учитывая переменчивость климатических условий и необходимость производства работ в межсезонье, а также в холодное время года, контроль температуры приобретает особую актуальность. Мы рассмотрим, при какой температуре бетонировать лучше всего, а также коснемся способов искусственного обеспечения оптимальных условий.
Температура бетонирования – важный параметр нормального протекания реакции твердения смеси.
Как бетон набирает прочность
Бетон – это искусственный камень. Он состоит из щебня, песка, цемента, воды и специальных добавок. Щебень и песок обеспечивают прочность, а цемент и вода образуют «клей», благодаря которому формируется монолит. Специальные добавки позволяют придать бетону необходимые характеристики: быстрый набор прочности, возможность укладки в зимнее время, морозостойкость и так далее.
Бетон набирает прочность постепенно, этот процесс состоит из двух стадий.
Схватывание
– это потеря подвижности раствора. Ее скорость зависит от температуры воздуха. Например, если на улице +5 °C, бетон схватится за 15–20 часов, но эталонной, или расчетной, температурой считается +20 °C. При ней схватывание происходит через 1–3 часа после затворения бетонной смеси, то есть смешивания всех компонентов с водой. До начала схватывания нужно успеть уложить смесь в опалубку, уплотнить и выровнять.
Набор прочности, или твердение
– это процесс достижения бетонной смесью заданной прочности. Оптимальные условия для ее набора – температура +20 °C и уровень влажности от 80 %. Расчетный срок «затвердевания» до марочной прочности при нормальной температуре и без дополнительных мер – 28 суток. Затем набор прочности бетоном замедляется, но не прекращает расти в течение всего срока эксплуатации.
Марочная прочность – важная характеристика бетона. Ее обозначают буквой «M» и цифрами от 50 до 1000 – чем больше индекс, тем прочнее бетон. Физико-механические характеристики определяются подбором состава бетонной смеси, ее водоцементным отношением, а также качеством применяемых компонентов: наполнителей, цемента, воды и добавок.
Специальные противоморозные добавки для раствора
С целью повышения морозостойкости применяют специальные химические компоненты. Они дают возможность проводить работы до температуры -25°C.
Присадки – повышают гидратацию в условиях заморозков. Ускоряют схватывание и затвердевание в комплексе с дополнительным обогревом бетона.
Антифризы – составы, увеличивающие схватывающие свойства раствора при любых условиях работы. Добавки разделяют по основному действующему веществу, входящему в состав:
- Формиат натрия. Увеличивает скопление солей в монолите, используется только вместе с пластификаторами.
- Хлорид натрия. Провоцирует коррозию арматуры, препятствует быстрому загустению раствора. Подходит для смесей на основе портландцемента.
- Нитрит натрия. Не используют для глиноземных смесей. Работа с раствором становится возможна до -15°C.
- Карбонат кальция (поташ). Увеличивает диапазон температур для работы до -30о.
Пластификаторы – повышают плотность смеси, сокращая затраты на цемент и воду. Время работы с бетоном с этими добавками значительно больше, что позволяет не торопиться при укладке.
Ускоритель затвердевания – сокращают время работы, увеличивают прочность готовых монолитов, но уменьшают пластичность бетона.
Комплексные добавки – совмещают несколько способов улучшения морозостойких качеств.
Нюансы использования добавок:
- Учитывают условия эксплуатации бетонной конструкции. Например, если монолит будет подвергаться интенсивному воздействию газа, в состав бетонного раствора не должны входить добавки, полученные в результате реакции кальция и соляной кислоты.
- Самостоятельно смешивать присадки для улучшения разных свойств раствора не рекомендуется. Входящие в состав химические элементы могут негативно взаимодействовать друг с другом. Лучше использовать готовые комплексные присадки.
- Наличие выпускных и закладных элементов подразумевает использование антифриза. Он добавляется в раствор на этапе замешивания.
Зачем повышать водонепроницаемость бетона
Чем выше водонепроницаемость бетона, тем менее он восприимчив к давлению воды, а также воздействию химически агрессивных веществ в грунте и подземных водах: кислот, щелочей, солей и так далее. На водопроницаемость бетона негативно влияют излишки воды затворения, недоуплотненность бетонной смеси и отсутствие ухода за свежеуложенным бетоном.
Вода, не вступившая в гидратацию цемента (так называют превращение пластичной массы в монолит), после испарения образует в бетоне поры. Часть из них не замкнута и формирует сквозные каналы. По ним в фундамент проникает влага, которая при замерзании расширяется, что способствует дальнейшему разрушению бетона.
Для уменьшения количества воды затворения при сохранении подвижности бетонной смеси применяют пластификаторы. Они снижают водоцементное отношение, уменьшают объем пор в бетоне и повышают его плотность. При этом следует учитывать, что подбирать состав конкретной бетонной смеси необходимо в лабораториях с учетом особенностей и характеристик применяемых материалов: цемента, крупного и мелкого заполнителя и различных добавок.
Во время укладки особое внимание уделяют уплотнению бетона. Бетонная смесь должна полностью заполнить необходимое пространство без образования пустот. Особенно это важно при густом армировании конструкции. Для этих целей применяют специальные устройства – глубинные и поверхностные вибраторы.
Как ухаживать за бетоном после заливки
В бетоне с низким водоцементным отношением необходимо сохранить воду, которая нужна для процесса гидратации. Если этим пренебречь, качество конечного продукта заметно снизится. Стандартная схема ухода за бетоном предусматривает увлажнение свежеуложенного фундамента каждые 3–4 часа в течение первых 3–5 дней после заливки в зависимости от температуры окружающей среды. Также участок бетонирования укрывают влажной мешковиной или пленкой, используют специальные пленкообразующие составы.
Что такое проникающие добавки
Для повышения марки водонепроницаемости бетона очень часто применяют минеральные материалы проникающего, или пенетрирующего, действия. Их добавляют в смесь во время приготовления или наносят на подготовленную, то есть очищенную от загрязнений и цементного молока, а также насыщенную водой поверхность при помощи распылителя штукатурных составов или кисти.
Активные химические добавки в составе материала вступают в реакцию с компонентами бетонной смеси. В результате образуются нерастворимые соединения или кристаллы. Они создают сплошной барьер, препятствующий поступлению воды. В зависимости от марки обрабатываемого бетона можно повысить степень его водонепроницаемости на две или три ступени.
Влияние отрицательной температуры на твердение бетона
При температуре выше +5°C гидратация цемента происходит нормально. Если температура внезапно опустится ниже 0°C, то вода в смеси замерзнет и процесс замрет. При этом в растворе останутся кристаллы, которые начали образовываться в теплой смеси. Зимний бетон твердеет значительно дольше. Если в него не добавлять присадок и не подогревать, то монолит будет неоднородный, с трещинами.
Если после замерзания раствор нагреть и растопить воду, то новые связи будут образовываться неправильно и монолит не получит необходимой прочности.
На что обращать внимание при бетонировании фундамента
Чтобы грамотно провести работы по возведению и свести дальнейшие затраты на ремонт и эксплуатацию фундамента к минимуму, необходимо придерживаться нескольких простых правил:
- Конструкция фундамента не должна допускать образования трещин при любых нагрузках.
- Весь объем бетона должен быть залит без технологических и «холодных» швов, то есть за один технологический цикл.
- Если работа предусматривает образование технологических швов, их нужно герметизировать с помощью набухающих шнуров, герметиков или гидрошпонок.
- Рабочую арматуру нужно устанавливать в строгом соответствии с проектом, толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 15 мм.
- Стоит обязательно уплотнить уложенный бетон вибраторами или использовать самоуплотняющийся бетон.
- Необходимо ухаживать за свежеуложенным бетоном.
Бетонирование зимой
Использовать бетон в мороз может понадобиться в самых разных случаях – когда невыгодно останавливать строительство на целый сезон, в случае выполнения экстренных работ и т.д. С учетом губительного воздействия минусовой температуры на материал и его технические характеристики, бетон нужно прогревать. В случае, когда температура внутри раствора выше температуры снаружи, могут появляться деформации.
Прогрев бетона осуществляется до момента набора критического показателя прочности. Если таковых данных нет в проектной документации, то значение принимают в 70% от проектной прочности. Когда есть требования со значениями водонепроницаемости/морозостойкости, то критическая прочность составляет 85% от проектной.
Основные методы прогрева бетона для заливки при минусе:
- Прогрев самих компонентов для приготовления смеси.
- Использование эффекта термоса.
- Осуществление электронагрева.
- Применение паропрогрева.
Таким образом, вопроса о том, при какой минимальной температуре можно заливать бетон, нет вообще. Задача заключается в том, чтобы в соответствии с условиями работ оптимально подготовить смесь и объект для сохранения технических свойств материала и основных требований по прочности, надежности, долговечности.
Самый простой и дешевый вариант – прогрев всех компонентов, использующихся для приготовления бетона. Их греют для того, чтобы в момент заливки бетон имел минимум +35-40 градусов.
Греют все материалы, кроме цемента: щебень/песок до +60, воду до +90, цемент просто на время оставляют в теплом помещении (чтобы был комнатной температуры). Потом смешивают все компоненты и выполняют заливку.
Метод термоса
Этот вариант актуален в случае заливки массивных конструкций. Дополнительного прогрева не предусматривается, но укладываемая смесь должна демонстрировать температуру в +10 градусов как минимум (лучше больше). Данный метод заключается в том, чтобы залитая смесь в процессе остывания успела приобрести критическую прочность.
Принцип работы этого метода заключается в том, чтобы бетон вступил в реакцию и начался процесс затвердевания, который является экзотермическим (то есть, сопровождается выделением тепла). Таким образом, бетоном будет выполняться самоподогрев. Если исключить теплопотери, бетон может прогреться до +70 и выше.
Опалубку надежно защищают теплоизолирующими материалами, устраняя теплопотери бетона, находящегося в процессе затвердевания. Вода не замерзает, бетонный монолит постепенно набирает прочность без разрушения внутренней структуры. Такой вариант используют для заливки фундаментов зимой, он считается наиболее простым и экономичным, так как не требует использования какого-либо оборудования.
Электронагрев бетонной смеси
Задумываясь о том, при каких температурах можно заливать бетон, многие рассматривают в качестве выхода из ситуации электропрогрев. Осуществляться прогрев может с использованием нескольких способов: с применением электродов, метода индукции и с различными электронагревательными устройствами.
Нагрев электродами осуществляется так:
- В свежезалитую смесь вводят электроды.
- Потом на электроды подают ток.
- В процессе прохождения тока по электродам они нагреваются, передают тепло бетону.
Ток должен быть переменным, так как постоянный станет причиной прохождения процесса электролиза, который сопровождается выделением газа. Газ экранирует поверхность всех электродов, значительно возрастает сопротивление тока, в результате чего нагрев заметно снижается. В случае, если в бетоне уложена арматура, она может использоваться в качестве электрода.
В какое время года лучше всего заливать фундамент
Сложные погодные условия негативно влияют на набор прочности бетона.
Обилие осадков
на этапе схватывания бетонной смеси может привести к насыщению ее излишками влаги. Это приводит к увеличению водоцементного отношения и уменьшению прочности бетона.
Заморозки
превращают воду затворения в лед, что нарушает процесс гидратации цемента. При замерзании вода расширяется и в свежеуложенном бетоне возникают внутренние напряжения, которые приводят к повреждению фундамента.
Высокая температура воздуха, низкая влажность и ветер
увеличивают скорость испарения воды из свежеуложенного бетона. Это приводит к нарушению процесса гидратации цемента и разрушению бетона в поверхностном слое, появлению усадочных трещин.
Исходя из этого, а также с учетом, что процесс набора прочности бетоном длится 28 суток, оптимальное время для заливки фундамента – период с конца весны до начала лета.
Кроме преимущества в комфортных условиях для производства работ, впереди будет достаточно времени на устранение возможных дефектов, обустройство гидроизоляции и дополнительной защиты. В результате фундамент, возведенный весной, не будет бояться осенних перепадов температуры и зимних морозов.
Зимнее бетонирование
Укладку бетона производят также и зимой.
Бетонирование при низких температурах – это особая практика, которая требует применения специальных технологий и добавок. Как мы уже говорили, температура не должна опускаться ниже +4 градусов, но часто производственный процесс исключает возможность зимнего перерыва в работе.
В этом случае применяют обогрев бетона.
Это можно сделать несколькими способами:
- Методом термоса. Здесь используется тепло, выделяемое реакцией гидратации цемента, для удержания которого смесь заливают в утепленные опалубки, которые дополнительно укрывают тепляками и прочими защитными средствами. Годится для массивных крупных объектов;
- Методом подогрева паром или горячим воздухом. Вокруг объекта строят деревянный или брезентовый тепляк, в который подают пар, теплый воздух или устанавливают калорифер;
- Методом подогрева смеси электродами или специальными греющими кабелями (ПНСВ). По заранее рассчитанной схеме в бетонную массу вводят специальные нагревательные элементы, которые позволяют преобразовать электрическую энергию в тепло;
- Методом прогрева с помощью электрических матов или инфракрасных излучателей. На поверхность стяжки укладывают нагревательные маты или ИК-излучатели, которые не дают смеси промерзнуть.
Термоэлектроматы позволяют работать зимой.
Наиболее важно не дать бетону замерзнуть в течение первых трех дней, за которые он набирает до 70% прочности. Дальше мороз уже не опасен, он лишь замедляет процесс набора прочности, который после оттаивания продолжится.
Прогрев производят до температур от +10 до +30 градусов. Выходить за эти рамки нежелательно.
Греющий кабель укладывают прямо в опалубку.
Важно! Если смесь не набрала 50% прочности, то после оттаивания она разуплотняется и марочной прочности не набирает.
Кроме обогрева можно применять химические добавки, которые не дают воде замерзать и ускоряют процесс твердения.
Это может быть:
- хлористый натрий;
- хлористый кальций;
- пота;
- и нитрат натрия.
Также желательно использовать высокоактивные марки цемента.
Устройство тепляка – старый, но проверенный способ.
Следует учитывать, что резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне должны производиться после набора прочности, а не по замерзшему материалу. Также имейте в виду, что цена работ возрастает на 30 – 40%.
Важно! Для успешного зимнего бетонирования лучше применять комплекс мер, в числе которых будет прогрев, применение химических добавок и высокоактивного цемента.
Как заливают фундамент зимой
Если все-таки необходимо забетонировать фундамент в зимнее время, используют несколько технологических приемов.
Противоморозные добавки и ускорители твердения
– они позволяют проводить работы при минусовых температурах без потерь в скорости и качестве.
Прогрев бетона электрическим кабелем
– он крепится к арматурному каркасу и подключается к сети, а затем остается в теле бетона.
Прогрев бетона тепломатами
– в отличие от кабелей, маты устанавливают на поверхности обогреваемой конструкции, их можно использовать многократно.
Обустройство тепляка
− это конструкция, похожая на теплицу, которую собирают над местом производства работ. Внутри устанавливают тепловые пушки для поддержания плюсовой температуры, поэтому в «тепляке» можно спокойно проводить работы по возведению фундамента: вязку арматурного каркаса, бетонирование, обустройство гидроизоляции и монтаж гидрошпонок.
Итог
Оптимальное время для заливки фундамента в большинстве регионов России, кроме северных, – вторая половина весны или начало лета. В этот период устанавливается оптимальная погода для работ по бетонированию. Вот основные моменты, на которые нужно обращать внимание при их проведении:
- Работы по развязке арматурного каркаса и бетонированию поручите специализированной организации. Так получится избежать ошибок, исправление которых может стоить очень дорого.
- Используйте только товарный бетон соответствующих марок прочности и водонепроницаемости. Методы приготовления бетона на объекте в металлической ванне и с помощью лопат категорически недопустимы.
- Бетонные работы проводите без образования холодных швов.
- Повышайте водонепроницаемость бетона с помощью специальных добавок. Например, пенетрирующих.
- За свежеуложенным бетоном нужно ухаживать. Укройте его влажной мешковиной и поливайте водой каждые два или три часа даже ночью в течение 3–5 дней. Если погода жаркая, лучше поливать в течение 7 дней.
- Работы по обустройству фундамента в зимнее время проводите с применением специальных методов.
- По возможности проверьте с помощью локатора арматуры толщину защитного слоя бетона. Он должен быть не менее 15 мм.
- Дополнительно защитите конструкции фундамента от негативного воздействия грунта и подземных вод.
Технология и особенности заливки в осеннее время
При какой средней летней температуре начинать строительство? Теплое время года – от +15 до +30 градусов подходит для строительных работ. Заливка бетона летом допустима. Единственное условие – защита свежеуложенного монолита от дождя.
Выбор подходящего времени
В осеннее время погода отличается непредсказуемостью, поэтому важно знать, при какой температуре можно заливать бетон осенью.
Оптимальная температура воздуха составляет от +20 до +5°, поэтому начинать устройство основания рекомендуется в сентябре-октябре до заморозков. В процессе обустройства фундамента важно учитывать, до какой отметки на градуснике нужно выполнить работы перед похолоданием. Она должна равняться +10 градусов по Цельсию. Бетонная масса набирает прочность на протяжении 1 месяца. Перед заморозками рекомендуется сделать укрытие, а в первые двое суток – защитить смесь пленкой от дождя.
Совет! Перед тем, как заливать фундамент осенью, посмотрите прогноз погоды.
Факторы, влияющие на схватывание теста в осенний период
Заливка монолита будет качественной, если учесть несколько моментов:
- температура воздуха. При каких показателях температуры можно заливать бетон осенью, чтобы начать строить дом? Нормальный показатель – плюс 16°. В этот период раствор затвердевает медленно, что обеспечивает качество постройки. Заморозки припадают на конец октября, поэтому лучше заняться строительством в середине сентября;
- характеристики влажности. Сырая погода и влажный грунт способствуют процессу отвердевания. Свежеуложенный раствор не нужно регулярно сбрызгивать водой, а медленное высыхание обеспечивает повышение прочности;
- наличие осадков. Если вы разобрались, при каких оптимальных температурах можно заливать основание, то нужно учесть и наличие дождя. Переувлажнение монолита приводит к вымыванию цементного молочка;
- уровень грунтовых вод. На болотистых участках осенью меньше воды, что позволяет сделать свайное основание. Проверить, поднялась ли вода, можно путем выкапывания траншеи. Если в ней поднялась вода, фундамент заливать нельзя.
Важно! При несоответствии хотя бы одного фактора конструкция потеряет прочность.
