Свойства заливки бетона: влияние сезонных условий на процесс
Основным поприщем использования бетона является заливка фундамента строительных объектов. На завершающем этапе монтажа – схватывание и твердение раствора, показания термометра играют огромную роль. От них зависит временной диапазон окончательного результата и срок эксплуатации полученного залива.
Благоприятной положительной температурой для заливки служит диапазон 3-25 градусов. В связи с этим, строительство объектов популярно весной или летом.
При низкой или отрицательной температуре, т.е. в осенний и зимний период, бетонирование осуществляется также, но во время действий используются специальные технологии, которые поддерживают нужный уровень тепла.
Варианты увеличения температуры бетонной смеси в зимний период:
- Подогрев воды;
- Внедрение морозостойких примесей;
- С помощью электрического подогрева;
- Использование тепловых пушек с ограждением бетонной смеси;
- Методика пропаривания бетонных конструкций при помощи специальных автоклав по достижению прочности 80-85%;
- Подогрев арматуры, если она присутствует в бетонной примеси, путём электроподогрева.
Влияние морозоустойчивых примесей на заливку бетона зимой
Быстрота застывания раствора, зависит от марки цемента и добавки к ней.
Рассмотрим самые распространённые морозоустойчивые модификаторы и возьмём среднестатистический показатель выдержки бетона для любой марки цемента при минусовой температуре:
- Хлористые соли: при -5 градусах – около 4-х суток, при -10 – до 7 суток, при -15 – до 2-х недель.
- Нитрит натрия: при -5 градусах – до 6 суток, при -10 – около 9 дней, при -15 – до 10 календарных дней.
- Поташ: при -5 градусах – 2-е суток, при -10 – около 5 дней, при -15 – 8 календарных дней, при -20 – 9 суток, при -25 – до 12 дней.
Задача химических примесей – снизить температуру замерзания жидкости в бетонной смеси.
На примере поташи рассмотрим, как рассчитывается введения химиката в жидкий бетон при минусовых температурах.
Если температура бетона 10-15 градусов со знаком «минус», то необходимое количество пошата – 10 процентов от массы, при показаниях (минусовых) 21-25 градусов берут 15 процентов.
Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, неактуален в холодные времена, так как в течение суток она может варьироваться в пределах 5-15 градусов ниже нуля, а постоянное замерзание/размораживание для бетонирования опасно.
Если же бетон замерзает, то консистенция перестаёт твердеть, так как вода превращается в лёд. Такое литьё придётся переделывать, в связи с тем, что даже если удастся отогреть основание, замёрзшая вода увеличивается в объёме и разрывает связи в бетоне, что приводит к неоднородности залитой поверхности.
Поэтому, прежде чем начинать работу, необходимо изучить все тонкости процесса заливки в мороз. Сюда относят: выбор высококачественного цемента и морозостойких добавок к нему, а также надлежащий уход за бетонной поверхностью.
Температурный режим бетонной смеси: влияние погодных условий
Рассмотрению предлагается список оптимальных температур бетона, при которых получаются наиболее качественные конструкции:
- Благоприятные (со знаком «+») в диапазоне 5-15 градусов;
- Граничные показатели: минус 20 и +45 градусов;
- Не ниже +5 градусов – при показаниях наружного воздуха от +5 до -3 для марок цемента М200+, а при меньшей маркировке – смесь должна быть от +10 градусов.
Температура заливки бетона в летний период при +30 градусах понижает прочность поверхности. В связи с этим залитый участок обрабатывают водой (процесс увлажнения).
Учитывая этот факт, летом бетон разводят до более жидкой консистенции. При числовых показаниях 5-15 градусов со знаком «+» бетон, за счёт отдачи тепла окружающей среде, остужается самостоятельно.
В сезон дождей, сырая погода в сочетание с прохладой, является наиболее оптимальной: бетон равномерно схватывается и есть возможность повышения устойчивости его к воде специальным цементом. Раствор от размытия спасёт накрывание рабочей площадки полиэтиленом.
При какой температуре можно цементировать на улице в зимний сезон или осенний, когда показатели термометра уходят в минус?
Как оговаривалось выше, в любой мороз можно бетонировать, но для этого использовать один из методов подогрева. Наиболее популярным и бюджетным считается заблаговременное нагревание необходимых материалов для раствора, который при заливке должен быть 35-40 градусов.
Суть процесса:
- Нагревается песок и щебень до 60 градусов;
- Вода до 90 градусов;
- Цемент помещают на время в тёплое помещения. Он должен стать комнатной температуры;
- Все компоненты смешивают.
Залил бетон ударил мороз. БОИТСЯ ЛИ БЕТОН МОРОЗА?
Да, свежеуложенному бетону мороз опасен. И, прежде всего из-за влияния низких температур на процессы схватывания и твердения цементов. Бетон очень чувствителен к холоду. Это сказывается прежде всего на времени схватывания и скорости твердения. Так, например, при снижении температуры с 20 до 5? С схватывание бетона замедляется в 2 – 5 раз. Но особенно резко проявляется это замедление при дальнейшем снижении температуры – до 0? С. Однако если восстановить нормальную температуру выдерживания, то твердение вновь принимает обычные темпы. А если температура бетона опустится до 0? С? Твердение прекращается полностью. Это объясняется тем, что при замерзании бетона содержащаяся в нем свободная вода замерзает, а образование цементного камня замедляется. Следовательно, прекращается и твердение бетона. Замерзая в бетоне, вода увеличивается в объеме на 9%.
В результате этого в порах бетона развивается большое давление, которое вызывает разрушение структуры еще не затвердевшего бетона. Скопившаяся на поверхности зерен крупного заполнителя вода при замерзании образует тонкую ледяную пленку, которая отделяет поверхность заполнителя от соприкосновения с цементным тестом. В результате ухудшается монолитность бетона. Если заморозить бетон в раннем возрасте, то лед разрушит многие кристаллики цементного клея. Если затворение бетона было проведено до замораживания, а твердение бетона еще не началось, то оно не начнется и после замерзания. Но если твердение началось, то оно приостанавливается, пока свободная вода в бетоне будет оставаться в виде льда. При оттаивании бетона замерзшая свободная вода превращается в жидкость, и твердение бетона возобновляется. В нем происходят те же процессы, что и до замерзания, но уже при изменившейся структуре. Эти изменения в структуре бетона уменьшают его прочность и сцепление бетона с арматурой. Конечная прочность бетона будет тем ниже, чем раньше бетон подвергся замораживанию.
Бетонирование в жару
Высокие температуры не менее опасны для свежего бетона, чем зимняя заливка. При выделении большого количества тепла в момент химических реакций смесь неизбежно увеличивается в объеме. При + 5 – +15 градусах бетон остывает естественным образом за счет отдачи тепла окружающему воздуху. В жару этого не происходит. При этом внутри материала происходит следующее:
- объем еще увеличен
- цементный камень уже формируется
- при остывании объем пытается уменьшиться
- образовавшаяся кристаллическая структура этому мешает
Таким образом, значительные внутренние напряжения создаются внутри конструкции еще до начала ее эксплуатации. Поверхность может покрыться трещинами уже через несколько часов после укладки смеси внутрь опалубки. Время процесса раскрытия усадочных трещин составляет 4 – 12 часов.
Поэтому при температурах от 25 градусов, влажности меньше 50% рекомендуется использование портландных быстротвердеющих цементов. Их марка должна превышать проектную характеристику бетона в полтора раза. Необходимо введение пластификаторов, модифицирующих добавок для замедления процесса гидратации. Если объемы бетонирования небольшие, разумнее использовать вечерние, утренние часы либо работу в третью смену.
Рекомендуемая температура бетонных поверхностей после уплотнения вибратором должна составлять 35 градусов. Если трещины начали раскрываться на верхней грани в пределах часа, допускается повторная трамбовка.
Опасно для конструкции обезвоживание в летний период, от которого бетон защищают следующим способом:
- укладка на поверхность стружки, опилок, мешковины, песка
- периодическое увлажнение рассеянной струей (лейка)
полив деревянной опалубки из ведер
Внимание: при ширине ленты от 0,8 м схожие процессы возможны даже при более низких температурах за счет аккумуляции тепла массивом конструкции. Бетон перегревается, трещины возможны в любых местах
При какой температуре можно заливать бетон осенью. Можно ли заливать фундамент осенью?
Прочностные характеристики объекта строительства зависят от качественной заливки основания. Этот серьезный этап работы нуждается в основательном подходе. Время, погодные факторы порой изменяют планы застройщиков. Возникают ситуации, когда выполняется заливка фундамента осенью.
Бытует мнение, что строительство зданий производят исключительно летом, когда температура окружающего воздуха составляет 16 °С – 25 °С. Профессиональные строители доказали, что это позиция не обоснована. Выполнение фундамента осенью возможно. При этом оно имеет положительные и отрицательные моменты. Ответственно подойдя к организации работ, можно обеспечить твердость основания, которое ничем не будет отличаться от фундамента, залитого летом.
Допустив серьезные ошибки, вы рискуете ранней весной вместо строительства здания, заняться извлечением частей растрескавшейся основы, их утилизацией. На вопрос, можно ли заливать фундамент осенью, отвечаем утвердительно. Детально расскажем застройщикам об особенностях осенней заливки, способах защиты от отрицательной температуры, посоветуем, как лучше производить закладку бетона.
Современные строители доказывают, что заливку бетона можно выполнять осенью при соблюдении необходимых рекомендаций
Специфика осенней заливки
Заниматься строительством дождливой осенью не настолько комфортно, как летом, когда бетон ускоренно набирает прочность. Но если альтернатива отсутствует, вы успели выкопать траншею до заморозков, произвести заливку бетонного раствора в начале осени, то фундамент успеет приобрести требуемые прочностные характеристики. Правильно выполнив работы, можно избежать просадки основания, последующей деформации стен здания.
Рассмотрим, какие погодные факторы определяют качество работ, если запланирована заливка фундамента осенью:
Температурный режим. Благоприятной температурой для схватывания, отвердевания бетонной смеси считается интервал от 3 до 25 градусов тепла. Повышенная температура отрицательно влияет на прочность, а при пониженной – хуже происходит гидратация. Благоприятная температура обеспечивает замедленное твердение бетонного раствора в осенний период, значительно улучшает прочностные характеристики
Важно успеть выполнить работы до замерзания почвы, когда она под воздействием влаги вспучится. Если не предвидится резкое падение температуры, то приступайте к работе.
Уровень грунтовых вод
Если работы выполняются на болотистом участке или грунте, характеризующемся повышенной влажностью, обращайте внимание на этот фактор
Несмотря на то, что в первые осенние месяцы, когда не идут дожди, уровень грунтовых водных слоев низкий, но начало осенних ливней способствует подъему уровня
В неблагоприятных условиях строить основание нецелесообразно. Придется переносить работу на весну.Если технологический процесс возведения был выполнен неправильно, существует риск последующей утилизации фундамента из-за его непригодности
Концентрация влаги в воздухе. На процесс твердения бетона влияет влажность грунта, воздуха. Чем медленнее происходит твердение бетона, тем лучше он приобретает эксплуатационные характеристики. Сырыми осенними днями не придется увлажнять фундамент, в отличие от летней жары, когда застывающий бетон закрывают полиэтиленом, сохраняя находящуюся влагу.
Интенсивность осадков. Осенние ливни отрицательно воздействуют на достижение бетоном эксплуатационных характеристик. Излишняя влага нарушает схватывание, затрудняет нормальное отвердевание раствора, вымывает из твердеющей смеси цементное молочко.
Прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах
Приведем таблицу для отображения относительной прочности бетона (за единицу принята прочность 28-дневного бетона, твердеющего при +15 гр. С) в разные сроки твердения при различных температурах
| Срок твердения бетона, сут | 5 ⁰С | 10 ⁰С | 15 ⁰С | 25 ⁰С | 35 ⁰С |
| 3 | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,37 | 0,45 |
| 5 | 0,25 | 0,32 | 0,45 | 0,54 | 0,6 |
| 7 | 0,35 | 0,44 | 0,6 | 0,7 | 0,72 |
| 10 | 0,45 | 0,52 | 0,7 | 0,77 | 0,77 |
| 15 | 0,55 | 0,65 | 0,8 | 0,85 | 0,85 |
| 28 | 0,8 | 0,92 | 1 | 1,05 | – |
Для индивидуальных строителей, еще не набравшихся опыта, можно привести такое правило:Если ожидается среднесуточная температура ниже +5⁰С на ближайшие 28 суток, заливать фундамент не рекомендуется.
Оставлять малозаглубленный и незаглубленный фундамент на зиму без нагрузки недопустимо. Если это все же произошло, нужно хорошо утеплить сам фундамент и грунт возле него любой насыпной теплоизоляцией – керамзитом, шлаком, или минватой, любым способом уменьшить промерзание грунта возле фундамента. Все арматурные выпуски из фундамента также нужно утеплять, на всю высоту.
Бывают случаи, когда бетонировать нужно именно зимой – это может быть связано с ценами на материалы, невозможностью доставки в теплое время года, или же с особенностями грунтов основания. Методы и технология зимнего бетонирования и прогрева бетона – долгая отдельная тема.
Процесс гидратации
Несмотря на то, что химическая реакция образования цементного камня (гидратация) начинается сразу после смешивания воды/цемента, схватываться бетон начинает только после укладки, виброуплотнения. Пока он перемешивается в миксере, бетономешалке, подвергается вибрациям, время отвердевания откладывается без потери качества. Затем материал твердеет в два этапа:
- схватывается – обязательно в первые сутки, в зависимости от окружающей температуры за 1 – 20 часов
- твердеет – набор прочности около 90% в первые 28 суток, затем весь оставшийся срок эксплуатации
Например, при +5 градусах схватывание начинается через 2 часа, длится 8 – 10 часов, а при +20 градусах отвердевать бетон начинает уже через 3 часа, когда схватывание полностью закончено. В процессе участвуют четыре основных минеральных компонента, входящие в состав цемента:
- алюминат трехкальцевый – вызывает интенсивный нагрев, способствует резкому начальному набору прочности
- силикат трехкальциевый – нагревает смесь еще больше, реагирует в течение 27 суток, обеспечивает марочную прочность бетона
- силикат двухкальциевый – подхватывает эстафету после окончательного отвердевания, упрочняет цементный камень все оставшееся время
алюмоферит четырехкальциевый – служит катализатором для всех предыдущих компонентов, сам по себе на прочность не влияет
Рекомендуемые характеристики температурного режима бетонирования имеют вид:
- смесь – 30 градусов в нормальных условиях, 60 – 70 зимой за счет разогрева воды, песка, щебня паром, теплым воздухом
- воздух – 5 – 30 градусов тепла
Внимание: Если в течение первых трех дней ж/б конструкция, опалубка прогревались при температуре + 10 градусов, после весеннего оттаивания бетон сможет продолжить набор прочности без последствий. Если он замерз сразу, весной наружные поверхности начнут расслаиваться, осыпаться. Ни о какой марочной прочности в этом случае речи быть не может
Однако существуют способы реставрации фундамента, например, заливкой ж/б обоймы со всех сторон толщиной от 20 см с армированием в продольном направлении
Ни о какой марочной прочности в этом случае речи быть не может. Однако существуют способы реставрации фундамента, например, заливкой ж/б обоймы со всех сторон толщиной от 20 см с армированием в продольном направлении
Если он замерз сразу, весной наружные поверхности начнут расслаиваться, осыпаться. Ни о какой марочной прочности в этом случае речи быть не может. Однако существуют способы реставрации фундамента, например, заливкой ж/б обоймы со всех сторон толщиной от 20 см с армированием в продольном направлении.
Фундамент зимой: можно ли сделать мероприятие выгодным?
Одним из доводов в пользу зимнего строительства, в частности, устройства фундамента, считается экономия средств. Однако это вопрос сложный, разберемся подробнее.
| Плюс | Минус |
| Затраты на оплату труда рабочих действительно меньше, поскольку строительные бригады простаивают и готовы снизить расценки | Для проживания на объекте им требуется обеспечить теплые бытовки, доставку/приготовление горячей пищи, нормальные бытовые условия; |
| Строительные магазины и склады предлагают скидки на цемент и другие материалы | Расходы на морозостойки присадки, устройство тепляка или «термоса», обогрев бетонной массы «съедят» сэкономленные деньги |
| Сыпучий грунт в котловане не осыпается, грунтовые воды не мешают рыть котлован | Вручную отрыть котлован даже при прогреве не получится, потребуется нанимать технику. Грунтовые воды могут «проявить себя» при оттепели, превратив котлован в болото |
| Работы на участке никому не мешают – в дачных поселках почти нет жителей | Подвоз материалов, продуктов, людей затруднен, при плохой погоде работы приходится прекращать, бригады и техника простаивают |
| Сроки строительства сократятся, весной можно быстро закончить объект | Если технология заливки фундамента не выдержана полностью, возможна недостаточная прочность конструкций и переделка |
В заключение хочется сказать – несмотря на то, что фундамент можно заливать и зимой, лучше отложить работы «нулевого цикла» на теплое время года и не рисковать целостностью и надежностью будущего дома!
Советы специалистов
Укладывать бетонную смесь лучше всего сегментами небольшого размера в высоту и длину, сразу же покрывая очередным слоем, чтобы температура не смогла быстро снизиться. В тех случаях, если на поверхности появилась гелиевая прослойка, то ее нужно сколоть.
Чтобы работы были выполнены качественно и с соблюдением технологии, важно правильно подготовить территорию:
Заниматься строительством надо при наличии соответствующих знаний. При отсутствии таковых лучше не приступать к сооружению дачи или особняка, чтобы не пришлось ломать голову через пару лет над тем, как устранить огрехи своего труда.
Возможные варианты заливки при отрицательной температуре
Оптимальным способом зимнего бетонирования, который можно применить для относительно небольшого фундамента коттеджа в мороз, является «тепляк»:
- над пятном застройки сооружается брусовый каркас;
- сразу после укладки смеси и уплотнения наконечниками глубинных вибраторов надевается полог из материалов, сохраняющих эластичность в мороз;
- внутри стоит несколько тепловых пушек, поддерживающих положительную температуру 3 – 5 дней.
Тепляк — теплица для заливки фундамента в морозы.
Основная сложность данной технологии заключается в необходимости круглосуточного дежурства для контроля температуры в мороз, обеспечения влажного компресса верхней поверхности фундамента. Можно арендовать греющие опалубки с вмонтированными в щиты нагревательными элементами, но это обходится неоправданно дорого для ограниченного бюджета индивидуального застройщика.
Для плитных фундаментов используется вмуровывание греющего кабеля, систем теплого пола (плита УШП с готовыми коммуникациями). Если кабель укладывается внутри плавающей плиты, он становится не извлекаемым и остается в бетоне на весь срок эксплуатации, что повышает смету на 20 – 30%.
В утепленной шведской плите контуры теплого пола предназначены для дальнейшей эксплуатации, поэтому дополнительные затраты здесь можно не учитывать. Однако плиту необходимо отшлифовать до окончательного набора прочности. Это сложно делать в мороз, особенно при выпадении снега сразу после заливки.
При этом необходимо учесть, что в 70% случаев в УШП закладываются контуры водяного теплого пола, в которые зимой неоткуда подать кипяток. Электрический обогрев всегда обходится дороже, поэтому мене востребован у индивидуальных застройщиков даже в качестве дополнительного обогрева.
Через сколько времени бетону не страшен дождь. Причины повреждения фундамента
Не каждый при строительстве понимает, что качество заливаемого фундамента, зависит лишь от него. Чаще всего основание здания имеет вид многослойной структуры, составляющие компоненты которой, обладают различными параметрами, и по-разному реагируют на повышенную влажность среды. Поэтому немаловажным становится соблюдение правильной укладки каждого слоя, в соответствии с предусмотренными технологиями. Во время этого также будет необходимо учитывать погодные условия.
Дождь не станет помехой в приготовлении траншей под ленточный фундамент или котлована под плиточную конструкцию. Главное, чтобы земля от продолжительных ливней не перенасытилась водой. Влага легко просачивается через, насыпаемые к центру основания щебень, а также песок, и потому если в почве нет пластов глины, способных задерживать воду в достаточных объемах, строительным работам ничто не может угрожать.
Весьма спорным можно назвать утверждение, что фундамент кладется лишь в ясную и достаточно мягкую погоду. Разобравшись в тонкостях затвердевания цементной смеси, являющейся главным компонентом бетонного раствора, можно увидеть, что наиболее подходящими для этого условиями, является воздух, прогретый до 17-19 градусов и влажностью не менее 75%. Из-за чего несильный дождь или промозглая погода никак не повлияют на крепкость и надежность нового фундамента, более того затвердевание бетонного раствора будет протекать наилучшим образом.
Причины повреждения фундамента
Конечно, это не отменяет того, что именно чрезмерная степень влажности является причинной повреждения и даже разрушения бетона. Это в первую очередь, может привести к вымыванию бетонной смеси, оголив тем самым арматурный каркас. Также избыточная влага, не успевшая присоединиться к цементному раствору до прихода холодов, может повлиять на параметры прочности бетона из-за своего замерзания. Поэтому не рекомендуется проводить заливку фундамента при отрицательных температурах, так как возможен риск промерзания бетонного раствора.
Наиболее благоприятным временем для проведения таких работ, является осенний период. Когда наступают оптимальные условия для заливки основания здания. Но следует помнить, что в это время существует вероятность прихода ранних морозов, вследствие чего нарушаются процессы затвердевания бетона. На помощь приходят различные добавки, не позволяющие воде замерзать. При этом она успевает вступить в реакцию с цементом, давая бетону возможность приобрести нужную степень прочности.
Помогут ли добавки
Специалисты утверждают, что не стоит в зимнее время заливать фундамент без использования в растворе специальных присадок. Считается, что подобные добавки решают все проблемы, так как этот способ наиболее прост для бетонирования при минусовой температуре, особенно – ночью.
Как уверяют застройщики, используя добавки, можно залить фундамент в минусовую температуру, не организуя подогрев. Но если работать комплексно, то за счет обогрева вы снизите денежные затраты.
Если минимальная температура для заливки фундамента вызывает у вас сомнения, воспользуйтесь одним из видов добавок:
- веществами и соединениями, снижающими точку промерзания воды. С их помощью достигается нормальное застывание при отрицательном температурном режиме. В подобную группу входят поташ, кальциевый и натриевый хлориды, натриевый нитрит, сочетания таких компонентов и подобные им вещества. Тип добавки определяется с учетом того, до какой минусовой температуры разрешается выполнять бетонирование;
- компонентами и соединениями, ускоряющими твердение. Среди них выделяют патош, модификаторные добавки на кальциевом хлориде и мочевине и т. п.
Присадки вводятся в количестве двух – десяти процентов от веса цементного материала. Объем их подбирается с ориентированием на температурный режим, необходимый для затвердевания искусственного камня.
При какой температуре зимой следует добавлять присадки? Строители используют их при минусовой температуре до 25 градусов. Но частным застройщикам не следует прибегать к подобным экспериментам, так как в реальности такие добавки используются лишь при первых ночных заморозках либо с наступлением весны, когда фундамент необходим к конкретному периоду, а других вариантов для его устройства не существует.
