Можно ли строить зимой?
Конечно, можно!
Только вопрос: какой ценой?
Проблемы, связанные с изготовлением фундаментов в период, когда на улице мороз, анализирует кандидат технических наук Леонид Гинзбург.
В прошлом на Руси зимой, как правило, дома не строили, а вели только такие подготовительные работы, как завоз толстых брёвен, камня и т.п. В тёплое время года доставлять всё это по раскисшим дорогам на телегах было очень сложно или вообще невозможно. Мороз -«строитель« позволял подвозить материалы по зимнинам.
С тех пор существенно изменились технологии строительных работ, появились новые материалы и средства их доставки к месту возведения зданий. Однако период выполнения строительных работ с апреля по октябрь остался в силе из-за неблагоприятных климатических условий на большей части России.
Вообще-то деревянные дома можно возводить и зимой. Но наибольшие трудности при возведении зданий в этот период возникают при устройстве фундаментов: при разработке грунтов, бетонировании и выдержке бетона. Всё это удорожает работу и может снизить качество фундаментов. Некоторые трудности можно преодолеть, например, применяя прогрев бетона.
Проанализируем, что может произойти с фундаментами при их возведении зимой и при каких условиях строительство будет надёжным. Для этого вначале рассмотрим некоторые свойства промерзающих грунтов.
Практически вся территория Российской Федерации находится в зоне сезонного промерзания грунтов. Мелкие и пылеватые пески, супеси, суглинки и глины при промерзании проявляют пучинистые свойства. Поверхность этих грунтов зимой приподнимается, а весной, опаивая, приходит в исходное положение. Крупные и средней крупности пески считаются практически непучинистыми.
Грунты в зависимости от величины деформации поверхности условно подразделяют следующим образом:
Эти данные приведены для глубины промерзания в Московской области. В других регионах деформации поверхности при одинаковой степени пучинистости будут несколько отличаться (рис. 1).
Величина деформации поверхности пучинистых грунтов в зависимости от нормативной глубины промерзания: 1 - Волгоградская область; 2 - Московская область; 3 - Уфимская область; 4 - Новосибирская область; f - коэффициент пучения; h, - величина деформации пучения поверхности грунта.
Деформации пучения промёрзшей толщи грунта с глубиной уменьшаются, а на границе промерзания они равны нулю. В сильнопучинистых грунтах уменьшение деформации пучения происходит в прямой пропорции с глубиной (рис. 2а), а в слабопучинистых грунтах – в степенной зависимости (рис. 26).
Зависимость деформации пучения ненагруженного основания от глубины расположения дна траншей (котлованов): а - в сильнопучинистых грунтах; 6 - в слабопучинистых грунтах; d f , - глубина промерзания; h 1 , - величина деформации пучения поверхности грунта.
Например, если в сильнопучинистых грунтах при промерзании на 1,4 м деформация поверхности составляет 16 см, то на половине этой глубины (0,7 м) – 8 см. В слабопучинистых грунтах деформацию с удовлетворительной точностью можно описать квадратичной функцией. Следовательно, для этих грунтов: если деформация поверхности составит 5,0 см (при том же промерзании в 1,4 м), то в соответствии с графиком (рис. 26) на половине глубины (0,7 м) она будет 1,25 см.
При устройстве фундаментов зимой промерзание грунта начинается не только от поверхности грунта, но и от дна отрытых траншей и котлованов. В этом случае деформации пучения и последующих осадок дна выработок могут достигать тех же значений, что и на поверхности строительной площадки. Это следует учитывать.
Фактическая скорость промерзания грунта зависит от температуры воздуха. Для московского региона при продолжительности периода с отрицательными температурами в 147 суток можно принять среднезимнюю скорость промерзания грунтов равной 1 см/сут. Зная продолжительность работ по устройству фундаментов от начала разработки грунта до обратной засыпки, можно ориентировочно рассчитать глубину промерзания грунта под подошвой фундамента. Деформации пучения, как правило, по площади дома происходят неравномерно.
Перед началом устройства фундаментов возможны два варианта температурного состояния грунтов. Первый -талое – при положительных температурах или при отрицательных температурах, когда грунт до начала строительства благодаря утеплению сохранялся от промерзания. Второй – мёрзлое, когда никаких мер по сохранению грунта от промерзания не принимали.
При устройстве фундаментов зимой на непучинистых талых или промороженных грунтах никаких неприятностей ожидать не следует. Однако остаются технологические трудности, связанные с разработкой грунта, укладкой бетона и сохранением его от промерзания в период набора прочности.
Предположим, мы делаем на пучинистых грунтах ленточные или столбчатые фундаменты из сборных блоков в тёплое время. Если не принять специальных мер по предохранению основания этих фундаментов от промерзания, то неизбежно произойдут деформации пучения. Из-за неравномерности пучения кладка блоков нарушится. Весной, при осадках нарушения будут ещё более серьёзные.
Защитить грунты основания от промерзания можно, если устроить вокруг фундаментов временное покрытие из опилок, шлака, керамзита и других утеплителей. Сами утеплители должны быть защищены от намокания. В этом случае зимнее строительство вряд ли окажется дешевле, чем в следующем благоприятном для этих работ сезоне.
Устройство фундаментов из блоков зимой на промороженных грунтах приведёт к тому, что весной произойдут неравномерные осадки и кладка фундаментов также будет нарушена.
Если сборный фундамент устроен зимой в утеплённом грунте, но в процессе строительства допущено его промерзание, то произойдут деформации пучения, а весной – осадки, поэтому результат будет такой же плачевный, как и в случае с промороженным грунтом. Вывод -сборные фундаменты делать зимой в пучинистых грунтах не рекомендуется.
Устроенные в период положительных температур монолитные ленточные железобетонные фундаменты, заглублённые ниже уровня промерзания, естественно, подвергнутся зимой деформации пучения. Если они к этому времени окажутся ненагруженными, то касательные силы пучения переместят их вверх. Под подошвой фундаментов появится полость и возникнут условия для образования остаточных деформаций.
Весной же при оттаивании грунтов произойдут обратные неполные осадочные деформации. Есть большая вероятность, что армированные фундаменты останутся целыми, но неравномерность осадки может вызвать крен всего фундамента. Весной работу придётся начинать с проверки и выравнивания верхнего обреза фундаментов.
Особенно большие деформации и крены наблюдаются в монолитных щелевых ленточных и столбчатых фундаментах, бетонируемых «враспор» грунта, когда траншеи или котлованы откапывают в ширину по размеру фундамента и бетон укладывают непосредственно в фунт.
Если бетонную смесь только уложили, а грунт начинает промерзать и вспучиваться, то в не набравшем прочности бетоне могут возникнуть трещины. Избежать их можно, сохраняя грунт от промерзания во время и после изготовления фундаментов фактически до конца периода с отрицательными температурами. Сделать это достаточно сложно, так как требуется высокая культура производства. Впрочем, при устройстве щелевых фундаментов утепление осуществить проще. Но во всех случаях дополнительные затраты неизбежны.
При устройстве заглублённых монолитных фундаментов зимой на промороженном основании возможно дальнейшее промерзание грунта ниже подошвы фундаментов в процессе производства работ и в период выдержки бетона. В бетоне, не набравшем прочности, и в этом случае могут образоваться трещины, а осадки (при достаточной прочности бетона и пространственной жёсткости фундамента) вызовут крен постройки. Весной надо будет проверять и выравнивать верхний обрез фундаментов.
Как видим, устройство рассмотренных фундаментов зимой как на талых, так и на промороженных грунтах связано с риском получить брак и удорожание строительства. Поэтому устраивать заглублённые фундаменты зимой на промёрзших пучинистых грунтах не рекомендуется.
ДОПУСТИМЫЕ АБСОЛЮТНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ПУЧЕНИЯ ДЛЯ ДЕРЕВЯННЫХ ДОМОВ СОСТАВЛЯЮТ 5,0 СМ, ДЛЯ ДОМОВ С КИРПИЧНЫМИ И МЕЛКОБЛОЧНЫМИ СТЕНАМИ – 2,5 СМ.
Изготовленные на пучинистых грунтах осенью, когда бетон успевает до морозов набрать необходимую прочность, эти конструкции сохраняются целыми, а при пучении не происходит образования остаточных деформаций, если принять меры по их консервации на зиму. Мелкозаглублённые фундаменты проектируют приспособленными к деформациям пучения. Поэтому на таких фундаментах возможно возведение деревянных домов зимой.
Но и в мелкозаглублённых фундаментах, изготавливаемых зимой, если допускается промораживание грунта со дна траншей (котлованов), в слабом бетоне возможно образование трещин. При устройстве таких фундаментов на промороженном основании произойдут неравномерные осадки весной. В лучшем случае придётся выравнивать верхний обрез ленты. Поэтому и такие фундаменты на промороженных фунтах устраивать не рекомендуется.
При устройстве буровых опор с их уширением ниже глубины промерзания в талом и промороженном грунтах весной никаких неприятностей не ожидается. Но при бетонировании зимой и последующем промерзании грунта по боковым поверхностям опор возникнут большие касательные силы пучения. При слабом бетоне потребуется усиленное армирование ствола опор.
При применении цилиндрических буровых опор в пучинистых грунтах имеют место всё те же проблемы, что и при щелевых фундаментах.
Таким образом, надёжное устройство любых фундаментов зимой по грунтовым условиям возможно на промороженных и талых площадках, сложенных непучинистыми крупными и средней крупности песками.
В пучинистых грунтах на промороженных площадках делать фундаменты не рекомендуется. На пучинистых непромороженных грунтах зимой возможно надёжное устройство мелкозаглублённых фундаментов при принятии мер по обеспечению их устойчивости. На таких фундаментах можно продолжать строительство деревянных домов зимой, кирпичных домов – только в тёплое время года.
Выполнение фундаментных работ в зимних условиях имеет свою специфику. При рассмотрении предъявляемых требований выделим следующие пять технологических операций: разработка грунта; устройство выравнивающей или противопучинной подушки; бетонирование; уход за бетоном в процессе набора прочности; устройство обратной засыпки.
При плановом устройстве фундаментов зимой следует заранее позаботиться о защите основания от промерзания. Для этого могут быть использованы различные утеплители, указанные выше.
В случае допущенного промерзания грунтов перед разработкой их надо отогревать. Во всех случаях расходы на разработку грунта зимой увеличиваются.
При изготовлении заглублённых фундаментов под их подошвой в глинистых Фунтах, как правило, делают выравнивающую песчаную уплотнённую подушку небольшой толщины (0,10-0.15 м). При устройстве мелкозаглублённых фундаментов толщину песчаной или песчано-гравийной (щебёночной) подушки определяют расчётным путём и отсыпка может быть гораздо большей высоты (0,2-0,5 м).
Песок, завезённый для устройства подушки, не должен быть смерзшимся и иметь включений льда и снега. Попав в подушку, они растают весной и образуют полости, что вызовет дополнительные осадки грунта. Песок и щебень завозят заранее и укрывают от дождей и снега. Перед их использованием до снятия укрытия площадку и бровки траншей и котлованов расчищают от снега так, чтобы он не попал с отсыпкой в выемки.
Зависимость времени смерзания грунта от величины отрицательной температуры воздуха: t” - величина отрицательной температуры воздуха; Т - время смерзания грунта в минутах.
На рис. 3 показана ориентировочная зависимость времени смерзания грунта от температуры воздуха. Увеличить продолжительность смерзания уплотняемого песка можно путём увлажнения его подсоленной водой. Увлажняют песок из лейки небольшим количеством горячей воды и только в местах непосредственного уплотнения. Уплотнять песок следует небольшими слоями (при ручной трамбовке – 5-7 см). Правильно поступят те, кто вначале опробуют технологию работ на небольшом участке. Толщину уплотняемых слоев, необходимость смачивания и потребное количество воды на единицу площади, количество ударов по одному месту в конкретных условиях лучше уточнить экспериментально. Готовую подушку укрывают от снегопадов.
При устройстве опалубки и монтаже арматуры снег и лёд не должны попасть на отсыпанное основание.
Чтобы при укладке и выдержке бетон в холода не промёрз, необходимо принять следующие меры: перевозить бетон в машинах, оборудованных подогревом; применять бетон с противоморозными добавками, снижающими температуру его замерзания; использовать электропрогрев уложенного бетона; укрывать бетон утеплителями.
В настоящее время имеется множество эффективных противоморозных добавок, в том числе добавки С-ЗМ-15, формиата натрия, нитрита натрия и др.
Следует иметь в виду, что при низких положительных температурах скорость набирания прочности бетоном уменьшается в 2 и более раз по сравнению с летом, а при отрицательных температурах – до 5 раз.
Марка бетона по морозостойкости и водонепроницаемости не должна быть ниже F50 и W2 соответственно.
Абсолютно недопустимо при зимнем бетонировании применение жидкого бетона с нарушенным водоцементным отношением. Необходимое количество воды вступает в реакцию с цементом. Лишняя же вода, остающаяся в бетоне, при замерзании может стать причиной разрушения фундамента или понижения его прочности.
Для обеспечения качественной укладки жёсткого бетона обычно добавляют пластификаторы, например Суперпластификатор С-3. Для электропрогрева бетона требуется специальное оборудование и квалифицированные рабочие, которых подавляющее большинство строительных фирм не имеют.
При обратной засыпке зимой к технологии работ предъявляются те же требования, что и при устройстве подушки, снега и льда в ней не быть должно.
Таким образом, изготовление фундаментов в зимний период существенно усложняется, а стоимость работ возрастает.
1. Устройство фундаментов загородных домов на пучинистых грунтах рекомендуется выполнять в тёплое время года. Только в этом случае могут быть обеспечены качество и экономичность строительства и надёжность фундаментов.
При изготовлении заглублённых фундаментов на пучинистых грунтах зимой возможны деформации, что приводит к нарушению целостности самих фундаментов. Надёжность изготовления таких фундаментов низкая.
2. Допустимо устройство под деревянные дома заглублённых фундаментов зимой на непучинистых грунтах, а также на слабопучинистых грунтах при соблюдении всех требований технологии ведения работ.
3. Независимо от степени пучинистости грунтов допустимо возведение деревянных домов зимой на мелкозаглублённых фундаментах, изготовленных до наступления морозов.
4. Изготовление фундаментов зимой существенно удорожает строительство.
ИНТЕРЕСНЫЙ РЕЦЕПТ ПР0ТИВ0МОРОЗН0Й ДОБАВКИ ПРИМЕНИЛ АРХИТЕКТОР МОНФЕРРАН ПРИ УСТРОЙСТВЕ ФУНДАМЕНТА АЛЕКСАНДРИЙСКОЙ КОЛОННЫ НА ДВОРЦОВОЙ ПЛОЩАДИ В ПЕТЕРБУРГЕ (БЕТОННЫЕ РАБОТЫ ПРОВОДИЛИСЬ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ВОЗДУХА): ОН СМЕШАЛ ЦЕМЕНТ С ВОДКОЙ И ДОБАВИЛ ДЕСЯТУЮ ЧАСТЬ МЫЛА.
Традиционно строительство дома всегда относилось к «летним» мероприятиям, и среди частных застройщиков даже мало кто думал начинать активные работы в зимний период. Однако, так уж сложилось, что российские зимы — достаточно длительные, а в некоторых регионах холодное время года вообще достигает сроков в 6 ÷ 8 месяцев. И если исключить их из процесса возведения здания, то строительство дома может растянуться на несколько лет. Чтобы ускорить этот процесс, были разработаны специальные технологии и произведены особые материалы, которые позволяют начинать бетонные работы или не прекращать их и в зимние холода.
Однако, чтобы основание строения получилось надежным и монолитным, нужно очень точно представлять, как зимой правильно. Зная все нюансы этого достаточно сложного процесса и следуя всем технологическим рекомендациям, можно начать работу и при низких температурах, чтобы не терять зимнее время напрасно. Нередко, начиная стройку в этот период, к осени хозяева рассчитывают вселиться в готовый новый дом.
Кроме необходимости ускорить постройку дома, потребность заливки фундамента в зимнее время может быть обусловлена и специфическими причинами. Например, к подобным мерам прибегают и из-за того, что грунт в данной местности отличатся повышенной сыпучестью, поэтому работать с ним будет намного удобнее, когда он – в смерзшемся состоянии.
При устройстве фундамента нужно помнить, что не рекомендовано в зимний период устанавливать столбчатую конструкцию, так как маленькие объемы бетона при застывании неспособны к какому-то удержанию тепла, быстро остывают с нарушением процессов твердения и созревания раствора. Именно поэтому, если фундамент заливается при минусовых температурах, нужно выбирать монолитный или же ленточный вариант.
Начинать работы по устройству основания под постройку дома необходимо с подготовительных работ, которые в зимнее время обычно отличаются повышенной трудоемкостью .
Следующим шагом идет разметка ширины необходимой траншеи — также с установкой колышков и натягиванием веревки . Чтобы удобно было рыть котлован под фундамент, по натянутой веревке очерчивается его внутренняя граница, а по ней выдалбливается в земле с помощью перфоратора или пневматического отбойного молотка ровная полоска — она и обозначит край фундамента.
Если грунт не поддается лопате, то следует постепенно размельчать его перфоратором или киркой . В этом случае земля извлекается из котлована слоями.
На песчаную подушку насыпается слой щебенки такой же толщины и также тщательно утрамбовывается.
Если же между досок образовались щели, и есть риск пр осачивания через них раствора, то лучше всего перед установкой арматурной конструкции гидроизолировать опалубку полиэтиленовой пленкой , толщиной не менее 200 мкм.
Дельный совет – применять такую изолирующую прослойку во всех случаях. Она поддержит правильный водный баланс в бетонном растворе (вода не будет вытекать или впитываться в материал опалубки), и созревание бетона пойдет более равномерно и качественно.
Другим вариантом гидроизоляции опалубки может стать использование обычного недорогого рубероида.
После того как все подготовительные процессы будут проведены, можно приступать к расчетам консистенции и компонентного состава раствора. Эти параметры выбираются в зависимости от примерной температуры, при которой будут проводиться бетонные работы.
При при готовлении необходимо учесть такие факторы, как марка раствора, температура на улице, качество материала, специальные добавки, которые способны задержать кристаллизацию воды при низких температурах. Без учета всех этих нюансов раствор после застывания не будет таким прочным и долговечным, каким планируется, так как быстро начнет крошиться. В этом случае работу придется переделывать полностью, потому что такой фундамент попросту не выдержит нагрузку от стен.
Снаружи конструкция затягивается армированной полиэтиленовой пленкой , имеющей достаточную прочность, так, чтобы выдержать ветровую нагрузку и тяжесть снежного покрова. Крыша тента должна иметь достаточно крутой скат, чтобы осадки на ней не задерживались, иначе даже армированная пленка может порваться, и наличие тента просто потеряет смысл.
Полотна пленки , накрывающей фундамент, должны быть надежно скреплены между собой, а еще лучше — приобрести или взять в аренду готовый специализированный тент, который нужно будет просто установить над конструкцией.
Такой временный шатер позволит поддерживать необходимый температурный режим для постепенного застывания раствора без риска его замерзания, то есть тент ст анет своеобразной теплицей, которая будет задерживать нагретый воздух. При сильных морозах под таким укрытием можно включить обогревающие приборы, например, тепловые пушки.
Для заливки , в шатре необходимо создать температуру не ниже 5 ° С , для бетонирования без использования противоморозных присадок она является критической. Более низкие температуры приведут к кристаллизации и разрушительным процессам.
Но и при критической температуре схватывание бетона и его затвердевание будет проходить гораздо дольше, поэтому, если есть возможность перенести заливку фундамента на более теплые дни, то это рекомендовано сделать. Кстати, если проанализировать таблицу со сроками созревания бетона в различных температурных условиях, то можно увидеть, что выигрыш по времени в ряде случаев получится очень несущественным.
При замешивании раствора на горячей воде, ее сначала смешивают с добавками, а затем по частям вводят в цемент и тщательно перемешивают. так как увеличение времени изготовления раствора помогает на более долгий срок сохранить в растворе нужную температуру. Однородная масса раствора лучше заполняет все пространство опалубки, так как увеличивается его текучесть.
В тонкий, хорошо перемешанный раствор бетона очень часто добавляется средней или мелкой величины щебенка , которая добавит ему жесткости , необходимой именно для фундамента.
Кроме щебня и добавок для морозоустойчивости бетона, в него часто добавляют пластификаторы, они способствуют прочности и влагостойкости бетона, а также его адгезию с армирующими конструкциями. Благодаря пластификаторам можно сократить расход раствора цемента на 25%.
Это специальные химические составы, которые решают две основных задачи. Во-первых, они повышают плотность водной основы раствора, а значит – резко понижают точку его замерзания. Во-вторых, они способствуют своеобразному катализу процесса созревания бетона путем более активного вовлечения в реакцию молекул кислорода воздуха именно в условиях низких или даже отрицательных температур.
В строительной практике для приготовления «зимних» растворов обычно используются нитрит или формиат натрия, поташ, гидрохлорид кальция, лигносульфонат . Такие реактивы можно приобрести в специализированных магазинах, но вот самостоятельно приготовить качественный бетон, без специального оборудования, без специальных приемов расчета и правильной дозировки – чрезвычайно сложно, если не сказать более категорично. Неправильное компонентное соотношение способно напрочь испортить бетон, который даже в самых оптимальных условиях застывания получится хрупким, крошащимся, рыхлым и т.п . Кроме того, необходимо иметь в виду, что применение специальных добавок может «губительно» сказаться на состоянии арматуры – не всякий металл подойдёт для этих целей.
Еще одно соображение, говорящее отнюдь не в пользу противоморозных добавок. Да, они позволяют проводить определенные технологические процессы при отрицательных температурах. Однако, это вовсе не означает ускорения выполнения строительных работ. Взгляните на таблицу – там указаны примерные сроки набора бетоном марочной прочности при низких температурах с использованием 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% |
Вывод: даже при сравнительно небольшом морозе – порядка —5 ° С , и с применением противоморозных добавок, вести речь о готовности фундамента к продолжению каких бы то ни было дальнейших строительных работ можно лишь спустя 3 месяца. Так имеет ли смысл в условиях частного строительства полагаться на такую технологию, если выигрыша по времени практически не будет, а качество раствора может значительно снизиться? То, что бывает выгодным и оправданным при масштабном промышленном строительстве с его законами планирования и логистики, в условиях частной небольшой стройки может обернуться совершенно неоправданной, излишней тратой сил и средств.
Противоморозная добавка в бетон
Итак, вернемся несколько назад , к целесообразности зимней заливки фундамента. Ее обычно проводят в следующих ситуациях:
Но, несмотря на вышеизложенные доводы по экономии на материалах, устройство фундамента в зимний период всегда обойдется дороже, чем при плюсовых температурах, так как будут необходимы большие затраты электроэнергии для подогрева. Поэтому , планируя проведения этих мероприятий, сначала нужно все тщательно просчитать и выбрать тот вариант, который не только поможет сэкономить личные средства , но и позволит создать комфортные условия для работы.
Если все же решено проводить заливку фундамента в зимний период, то нужно знать некоторые нюансы этого процесса, которые помогут сделать качественную основу для будущего здания:
А еще лучше – не связываться с самостоятельным приготовлением «зимнего» бетона, приобретая уже готовый, сбалансированный к конкретным условиям использования раствор у местных производителей.
Это – еще один довод к тому, что самостоятельно одноразово невозможно приготовить и залить большое количество раствора — лучше воспользоваться предложениями фирм, которые изготовят, доставят и зальют бетон в опалубку. Самостоятельно нужно будет только быстро распределять по ней раствор.
Залитый и распределенный по опалубке бетон проходит две стадии до полной своей готовности — схватывание и затвердевание.
Самой благоприятной температурой для заливки и застывания бетона считается диапазон от + 15 до + 25 градусов, и чем ближе она к высшей точке в данном «коридоре», тем застывание и упрочнение пройдет быстрее. Понятно, что создать такие условия в зимнее время – попросту нереально.
Предопределяет его прочность через 27 ÷30 дней после его заливки, если работа производилась при оптимальных температурных и влажностных условиях. Чем выше марка раствора, тем быстрее будет готов фундамент.
Скорость застывания и созревания раствора напрямую зависит от температуры, при которой проходят эти процессы. Если значение температуры меняется, то вместе с ней замедляются или ускоряются процессы. Упрочнение готового фундамента проходит быстрее, если в залитой массе с помощью подогрева поддерживается температура, оптимальная для этого процесса.
Нужно учесть также и то, что, если температура в бетоне опустится ниже + 4 ÷ 5 градусов, то процессы созревания замедляются практически до минимума, замирают, и вновь могут продолжиться лишь при нормализации внешних условий. Однако, подобные скачки крайне негативно воздействуют на структуру создаваемых бетонных конструкций.
При отрицательных температурах отвердевание бетона полностью останавливается, так как он замешан на воде, а она кристаллизуется. При возвращении положительных значений температур бетон оттаивает, и затвердение может продолжиться, но оптимальной связки материалов и нужной прочности фундамента уже не будет.
Лишь после полного застывания бетона в конструкции фундамента, ему не будет страшен никакой мороз.
Для большей наглядности – еще одна таблица, которая показывает, насколько температурные условия влияют на созревание бетонных конструкций . Можно примерно оценить сроки проведения работ, чтобы сделать предварительный вывод – есть ли смысл завязываться с зимней укладкой фундамента.
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% | - |
Несколько пояснений к таблице:
Узнав в се нюансы заливки бетона в зимний период, можно прийти к выводу, что лучшим вариантом будет все же провести этот технологический процесс пр и благоприятных температурах.Если же это необходимо сделать именно в это время, то лучше доверить проведение этого этапа профессиональным строителям, которые имеют опыт подобных работ и соответствующее специальное оборудование. Самодеятельность в подобном вопросе может быть крайне губительна – огромный объем дилетантски проделанных работ может быть попросту испорчен.
Любое строительство лучше производить в сухую теплую погоду. Но частный дом, если он возводится своими руками, строится в свободное от работы время. Одного теплого сезона на это, как правило, не хватает. Чтобы не растягивать процесс на долгие годы, некоторые его этапы осуществляют в зимнее время.
Ростверк (или фундамент) может быть сборным из блоков или плит. В этом случае (а также при возведении ) особенность заключается в том, что фиксация отдельных элементов выполняется цементно-песчаным раствором. К нему применимы в основном те же правила, что и к бетону.
Меры, необходимые для устройства качественного основания зимой:
Проблемный компонент бетона – вода. Даже если в процессе заливки она жидкая, полноценная дегидратация невозможна. Т.е. раствор не схватывается благодаря испарению воды, а замерзает. Эта проблема решается путем добавления в смесь специальных модификаторов, которые замедляют твердение, что позволяет бетону набрать прочность.
Модифицирующее вещество подбирают в соответствии с показателями морозостойкости. Нужное количество указано в инструкции, на упаковке есть шкала: норма в зависимости от температуры. Минимальная допустимая температура воздуха – -25 градусов.
Обратите внимание
При приготовлении раствора с модификатором количество воды снижают на 10-15 %. При высокой влажности воздуха (60 % и больше) добавки использовать нельзя.
Следует также изучить инструкцию на предмет взаимодействия ингредиента с металлом.
Для разведения смеси зимой используют подогретую воду. Залитый фундамент нужно прогревать, особенно первую пару дней. Для прогрева можно использовать тепловую пушку (мощность выбирается в зависимости от размеров фундамента). Другой вариант – нагревательный кабель или арматурные прутья с подведенным электротоком 380 вольт.
Бетон набирает прочность в течение месяца. После этого нужно произвести вертикальную и , а также утеплить готовое основание. Если до прихода весны остается много времени, фундамент консервируют: закрывают гидроизолирующей пленкой и теплоизоляционным материалом:
Все утеплители в той или иной мере гигроскопичны, их нужно сверху закрывать плотным полиэтиленом.
Самый простой вариант – засыпать основание снегом. В этом случае пленку нужно стелить под снег, иначе во время оттепели бетон будет впитывать воду.
Вопрос о возможности строительства в зимнее время промышленных и гражданских многоэтажных зданий даже не подлежит рассмотрению. Зимняя “спячка” исключена. Ведение стройки при отрицательных температурах является нормой и регламентируется действующими нормативными документами. Поэтому рассмотрим сооружение фундаментов только в индивидуальном строительстве.
В районах Крайнего Севера, где отрицательные температуры присутствуют 9 - 10 месяцев, откладывание сооружение дома на лето вообще нерационально.
В любом регионе, при соблюдении соответствующих технологий, устройство фундаментов в зимнее время не скажется на их качестве.
В этот период даже имеются некоторые преимущества:
Основные недостатки:
1. Ленточные, столбчатые и плитные.
Земляные работы:
Недопустим прогрев основания горячей водой или паром.
Бетонные работы:
Это достигается при помощи:
Значительно уменьшит объёмы необходимых мероприятий использование сборных конструкций.
2. Свайные
Идеальны винтовые сваи, в которых обвязка устаивается металлом или деревом, при котором нет никакой разницы от сезонности возведения фундаментов.
При использовании железобетонных свай работы по бетонированию ростверка аналогичны вышеизложенным.
В статье изложены только наиболее часто используемые в частном строительстве практики. Главное чтобы исполнители обладали опытом проведения работ при отрицательных температурах.
Фундамент – основополагающая конструкция, от качества которого зависят геометрические, технические и эксплуатационные характеристики возводимого сооружения. Из-за специфики процесса отвердевания заливкой бетонных и железобетонных фундаментов нежелательно заниматься зимой во избежание их деформации и преждевременного разрушения. Минусовые показания термометра существенно ограничивают строительство в наших широтах. Однако в случае необходимости заливка бетона при отрицательных температурах все же может быть успешно проведена, если выбран верный способ и с точностью соблюдена технология.
Капризы природы нередко вносят коррективы в планы застройки на отечественной территории. То проливной дождь мешает рытью котлована, то шквальный ветер прерывает , то стесняет наступление дачного сезона.
Первые заморозки вообще в корне меняют ход работ, особенно если планировалась заливка бетонного монолитного основания.
Бетонная фундаментная конструкция получается в результате твердения залитой в опалубку смеси. В ее составе фигурируют три практически равных по значению компонента: заполнитель и цемент с водой. Каждый из них вносит весомый вклад в формирование прочного ж/б сооружения.
По объему и массе в теле создаваемого искусственного камня преобладает заполнитель: песок, гравий, дресва, щебень, битый кирпич и т.д. По функциональным критериям лидирует связующее вещество - цемент, доля которого в составе меньше, чем доля заполнителя в 4 -7 раз. Однако именно он связывает сыпучие компоненты воедино, но действует только в паре с водой. По сути, вода настолько же важная составляющая бетонной смеси, как и цементный порошок.
Вода в бетонной смеси обволакивает мелкодисперсные частицы цемента, вовлекая его в процесс гидратации, следом за которым наступает стадия кристаллизации. Бетонная масса не застывает, как принято говорить. Она твердеет путем постепенной потери молекул воды, происходящей от периферии к центру. Правда, в «переходе» бетонной массы в искусственный камень участвуют не только компоненты раствора.
На правильное течение процессов немалое влияние оказывает окружающая среда:
Критическая прочность тесно связана с маркой цемента. Чем она выше, тем меньше суток необходимо бетонной смеси до ее набора.
В случае недостаточного набора прочности перед замораживанием качество бетонного монолита будет весьма сомнительным. Замерзающая в бетонной массе вода станет кристаллизоваться и увеличиваться в объеме.
В результате возникнет внутреннее давление, разрушающее связи внутри тела бетона. Увеличится пористость, из-за которой монолит будет больше пропускать в себя влаги и слабее противостоять морозам. Как следствие, сократятся эксплуатационные сроки или вовсе придется снова делать работу с ноля.
Спорить с погодными явлениями бессмысленно, к ним нужно грамотно приспосабливаться. Потому и возникла мысль о разработке методов устройства ж/б фундаментов в наших непростых климатических условиях, возможных для реализации в холодный период.
Отметим, что применение их увеличит бюджет строительства, потому в большинстве ситуаций рекомендовано прибегать к более рациональным вариантам устройства фундаментов. Например, использовать буронабивной способ или провести заводского производства.
В распоряжении тех, кого не устраивают альтернативные способы, есть несколько проверенных удачной практикой методик. Их назначение заключается в доведении бетона до состояния критической прочности перед замораживанием.
По типу воздействия их условно можно разделить на три группы:
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.
Чтобы знать, каким методом лучше воспользоваться для выдерживания бетона до критических показателей прочности, нужно знать их характерные особенности, ознакомиться с минусами и плюсами.
Заметим, что ряд способов используется в комплексе с каким-либо аналогом, чаще всего с предварительным механическим или электрическим нагревом компонентов бетонной смеси.
Благоприятные для твердения внешние условия создаются снаружи объекта. Заключаются в поддержании температуры среды, окружающей бетон, на нормативном уровне.
Уход за залитым «в минус» бетоном осуществляется следующими способами:
Нельзя не заметить, что реализация указанных методов увеличит бюджет строительства. Самый рациональный «термос» заставить купить укрывной материал. Сооружение тепляка еще дороже, а если к нему еще и обогревательную систему арендовать, то стоит задуматься о цифре расходов. Их применение целесообразно, если нет альтернативы типа и залить необходимо монолитную плиту под заморозку и весеннее размораживание.
Следует помнить, что многократное размораживание разрушительно для бетона, потому внешний обогрев обязательно следует довести до требующегося параметра твердения.
Вторая группа методов применяется преимущественно в индустриальном строительстве, т.к. нуждается в наличии источника энергии, в точных расчетах и в участи профессионального электрика. Правда, народные умельцы в поисках ответа на вопрос, можно ли заливать обычный бетон в опалубку при минусовой температуре, нашли весьма остроумный выход с поставкой энергии сварочным аппаратом. Но и для этого нужны хотя бы первоначальные навыки и познания в непростых строительных дисциплинах.
В технической документации способы электропрогрева бетона делятся на:
Методы сквозного и периферийного электропрогрева используются в неармированных и мало армированных конструкциях, т.к. арматура влияет на разогревающий эффект. При густой установке арматурных прутков токи будут замыкаться на электроды, да и формируемое поле будет неравномерным.
Электроды по окончании прогрева навсегда остаются в конструкции. В списке периферийных методик самой известной является применение греющей опалубки и инфракрасных матов, укладываемых поверх сооружаемого основания.
Наиболее рациональным способом прогрева бетона признано выдерживание с помощью электрического кабеля. Греющий провод можно проложить в конструкциях любой сложности и объема, не зависимо от частоты армирования.
Минус греющих технологий состоит в возможности пересушить бетон, потому для проведения требуются расчеты и регулярный контроль температурного состояния конструкции.
Введение добавок - самый простой и дешевый способ бетонирования при минусовых температурах. Согласно нему заливка бетона зимой может выполняться без применения прогрева. Однако метод вполне может дополнять тепловую обработку внутреннего или наружного типа. Даже при использовании его вкупе с обогревом твердеющего фундамента паром, воздухом, электричеством ощущается снижение расходов.
В идеале обогащение раствора добавками лучше всего сочетать с сооружением простейшего «термоса» с утолщением теплоизоляционной оболочки на участках с меньшей толщиной, на углах и прочих выступающих частях.
Добавки, применяемые в «зимних» бетонных растворах делятся на два класса:
Химические соединения вводятся в объеме от 2 до 10% от массы цементного порошка. Количество добавок подбирают, ориентируясь на ожидаемую температуру твердения искусственного камня.
В принципе, применение противоморозных добавок позволяет проводить бетонирование и при -25ºС. Но подобные эксперименты не рекомендованы строителям объектов частного сектора. На самом деле к ним прибегают поздней осенью при единичных первых заморозках или ранней весной, если бетонный камень обязательно должен отвердеть к определенному сроку, а альтернативных вариантов не имеется.
Распространенные противоморозные добавки для заливки бетона:
Приготовление смесей с противоморозными добавками производится особым порядком. Сначала перемешивается заполнитель с основной частью воды. Затем после легкого перемешивания добавляют цемент и воду с разведенными в ней химическими соединениями. Время перемешивания увеличивают в 1,5 раза по сравнению со стандартным периодом.
Поташ в объеме 3-4% от массы сухого состава добавляется в бетонные растворы, если отношение вяжущего вещества к заполнителю 1:3, нитрит нитрата в объеме 5-10%. Оба противоморозных средства не рекомендовано использовать в заливке конструкций, эксплуатируемых в обводненной или очень влажной среде, т.к. они способствуют образованию щелочей в бетоне.
В заливке ответственных сооружений лучше использовать холодные бетоны, приготовленные механическим способом в заводских условиях. Их пропорции с точностью рассчитываются с ориентиром на конкретную температуру и влажность воздуха в период заливки.
Приготовляют холодные смеси на горячей воде, доля добавок вводится в четком соответствии с погодными условиями и с типом сооружаемой конструкции.
Методы заливки бетона в зимний период:
Зимнее бетонирование с устройством тепляка:
Противоморозное средство для зимнего бетонирования:
Перед заливкой растворов с противоморозными добавками не обязательно прогревать дно котлована или траншеи, вырытой под фундамент. Перед заливкой подогреваемых составов прогрев дна обязателен во избежание неровностей, которые могут получиться из-за растаявшего в грунте льда. Заливка должна выполняться в один день, в идеале в один прием.
Если перерывов не избежать, интервалы между заливками бетонного раствора необходимо свести к минимуму. При соблюдении технологических тонкостей бетонный монолит наберет необходимый запас прочности, законсервируется на зиму и продолжит твердение с приходом теплого времени. Весной можно будет приступить к возведению стен по готовому надежному основанию.