Можно ли заливать фундамент зимой

Основа любого дома — фундамент, и при его строительстве нет права на ошибку. Понятно, что лучше бетонные работы проводить в теплое время года, когда условия для твердения бетона наиболее благоприятны. Но не всегда удается уложиться во временные рамки. Поэтому вопрос — можно ли заливать фундамент зимой — волнует многих строителей, которые решили не замораживать стройку надолго. Подробные ответы вы найдете в нашей статье.

Что происходит в зимнем бетоне

Оптимальные условия для твердения бетона — +20°С и близкая к 100% влажность воздуха. При таких параметрах среды цементное зерно успевает пройти полноценную реакцию гидратации. Уже через 3-5 дней бетон набирает 50% прочности от марочной, а через 28 она достигает 100%.

Что происходит при минусовых температурах? Вода в бетонном растворе превращается в лед, и цемент практически не успевает проявить свою активность как связующее. В результате как бы «затвердевший» бетон при оттаивании начинает трескаться и крошиться. Такой фундамент уже ни на что не годен.

Что такое критическая прочность

Ученые, изучающие свойства строительных материалов, заметили, что бетон, достигший определенной стадии затвердевания, можно замораживать без каких-либо последствий. Эту величину назвали критической прочностью. Она составляет 20-30% от марочной. После оттаивания процесс набора прочности продолжается, и она быстро достигает проектной.

Другими словами, если бетон успеет до замерзания набрать 20-30% прочности, его смело можно оставлять в зиму. Задача сводится к тому, чтобы создать условия для быстрейшего завершения этого процесса.

Если при нормальной температуре критическая прочность приобретается за 1-1,5 суток, то при отрицательной такой результат можно получить только при определенных усилиях. Поэтому основная задача при укладке зимнего бетона — создать приемлемые условия на первичной стадии твердения.

С этой целью проводилось много опытов и были получены обнадеживающие данные. Если применять некоторые достаточно простые технологии, производство бетонных работ даже при большом минусе можно не останавливать.

Почему зимой можно заливать бетон

Бетонная смесь состоит из цемента, воды и заполнителей. При замешивании компонентов начинается реакция гидратации цементных зерен. Сложное взаимодействие частиц вяжущего и воды происходит с выделением тепла.

Процесс называется экзотермическим. Цементный раствор как бы сам себя разогревает. Если полноценно использовать эту энергию, можно добиться полной или частичной нейтрализации внешней отрицательной температуры. Поэтому практически все способы зимнего бетонирования сводятся к сохранению в теле конструкции тепла.

Не всегда своей энергии хватает, чтобы компенсировать остывание. Тогда температура поднимается искусственно за счет греющих источников. Это приводит к удорожанию строительных работ, но в некоторых случаях без них не обойтись. Например, в северных районах, где зима длится много месяцев, останавливать строительство выйдет дороже, чем греть бетон.

Методы зимнего бетонирования

Чтобы обеспечить твердение бетона в минусовые температуры, необходимо сохранить тепло внутри залитой конструкции хотя бы первые 5-7 дней. Тогда фундамент успеет набрать критическую прочность и уйти в зиму подготовленным. После потепления набор прочности продолжится без каких-либо неприятных последствий.

При зимнем бетонировании применяются следующие приемы и методики:

• предварительный разогрев смеси;
• утепление и правильный уход;
• добавка присадок;
• прогрев электродами.

Все эти технологии гораздо эффективнее, если бетон соответствует определенным требованиям. Неприемлемыми являются большое водоцементное отношение или низкомарочный цемент, которые сведут на нет все усилия по строительству прочного долговечного фундамента.

Подбор состава

Для зимнего бетона компоненты подготавливаются более тщательно, чем для набирающего прочность в нормальных условиях. Рекомендуется:

• применять быстротвердеющий цемент, шлакопортландцемент или обычный ПЦ марки М400 и выше;
• противоморозные добавки сочетать с пластифицирующими;
• не использовать ПМД в смесях с пуццолановым или глиноземистым цементом;
• не допускать включения снега и льда в заполнителях;
• назначать количество противоморозных добавок с учетом температуры воздуха;
• снизить водоцементное отношение до минимально возможного.

В качестве ПМД используются нитрит и нитрат натрия в жидком или кристаллическом виде, а также нитродап и лигносульфонаты. Но их нельзя применять в бетоне на глиноземистом вяжущем и при высоком переменном уровне грунтовых вод.

Предварительный нагрев компонентов

Все составляющие бетона кроме цемента перед смешиванием подогреваются до определенной температуры:

• наполнители — до 55-60°С;
• вода — до 90°С.

Цемент нагревать запрещено, так как он может потерять активность. Сначала в бетономешалку заливается горячая вода, после нескольких оборотов — заполнители. В уже остывшую смесь кладется цемент. Температура готового бетона перед заливкой должна быть не ниже 35°С.

Теплая смесь укладывается в опалубку. Пока она остывает, в растворе начинается реакция гидратации цемента. Дополнительное тепло дает старт первичному твердению, поддерживая температуру бетона на нужном уровне.

Прогрев котлована

Реакция гидратации возможна при температурах выше +5°С. Поэтому остывание бетонной смеси ниже этого показателя допускать нельзя.

Подготовка к укладке начинается с подогрева котлована. В условиях индивидуального частного строительства используются костры с открытым пламенем, рефлекторные печи, термоматы, горячие теплоносители — песок, шлак.

Тяжелее всего подготовить котлован под фундамент-плиту. Большая площадь грунта медленно нагревается и быстро остывает. А вот траншеи под ленточное основание согреть гораздо проще. Трассу можно готовить не целиком, а частями, и монолитные работы проводить также отдельными участками.

Добавки

Чтобы продлить жидкую фазу и ускорить твердение бетона, применяется 3 вида присадок:

• Антифризы — специальные растворы, содержащие соли для понижения температуры замерзания воды. При этом зерна цемента получают возможность поглотить нужное количество жидкости. На скорость гидратации антифризы не оказывают никакого воздействия, поэтому структура бетона не изменяется.
• Ускорители твердения — химические реактивы, которые расщепляют частицы цемента. Это вызывает их быстрое растворение в воде и, как следствие, первичное схватывание в более короткие сроки. Ускоряющие противоморозные добавки влияют на структуру бетона положительно — увеличивают водонепроницаемость, плотность и морозостойкость.
• Сульфатосодержащие добавки — относятся также к ускорителям твердения, но принцип действия у них иной. При реакции с цементом начинают образовываться плотные сгустки, которые быстро разрастаются. При этом активно выделяется тепло, что еще дополнительно ускоряет твердение бетона.

Присадки производятся в виде сухих смесей или растворов. Наиболее распространенные добавки — поташ, нитрит натрия, нитрит-нитрат кальция, нитрит-нитрат-хлорид кальция, мочевина, поваренная соль.

Существуют комплексные добавки, которые объединяют в себе несколько свойств. Они содержат пластификаторы, ускоряющие или замедляющие твердение вещества, реактивы для уменьшения коррозии. Такие продукты позволяют оптимизировать состав бетона для заливки в любых условиях.

Важно. При введении добавок нужно соблюдать рецептурные рекомендации изготовителей.

Теплоизоляция свежего бетона

Хорошее утепление защищает конструкцию от переохлаждения и использоваться зимой при всех видах бетонирования. Это экономически более целесообразный метод, чем применение тепловых пушек, электрических кабелей и матов.

Для устройства теплоизоляции используются доступные недорогие материалы:

• солома;
• ветошь;
• торф;
• пленки;
• теплоизолирующие тенты, тепляки.

Утеплители могут быть включены в конструкцию опалубки. Также необходимо позаботиться о паро- и гидроизоляции. Они защищают материал утепления от намокания и выделяющегося из бетона пара. На морозе влага быстро конденсируется и замерзает, что ухудшает теплоизоляционные свойства изолятора.

Фундамент можно просто укрыть пленкой и засыпать землей. Но ее слой должен быть достаточным — 20-30 см.

Прогрев бетона при помощи электричества

Электропрогрев монолита обычно используется на крупных объектах, где есть возможность подключить достаточно мощное оборудование. Но и в частном строительстве некоторые способы применяются без большого увеличения себестоимости работ.

Прогрев бетона можно осуществлять с помощью греющего кабеля. Провода раскладываются по арматурным каркасам и подключаются через понижающий трансформатор к сети. После заливки и затвердевания раствора они остаются внутри конструкции.

Второй способ — при помощи электродов. Они крепятся к арматуре по определенной схеме. Подается ток низкого напряжения, и под его воздействием начинается выделение тепла. Прогрев сначала очень интенсивный, потом он уменьшается из-за увеличения сопротивления раствора, начавшего твердеть. В этом основной недостаток метода.

Достаточно экономичный вариант — греющая опалубка. Тепловые инфракрасные элементы уже вмонтированы в щиты. При распалубке они не остаются в теле бетона, поэтому служат многократно. Опалубку необязательно покупать, а можно взять в аренду. Минус такого способа — невозможность применения для нестандартных проектов.

Поддержка температуры газовыми пушками

Этот метод можно использовать для прогрева небольших фундаментов. Над поверхностью конструкции устраивается каркас из досок, бревен или бруса. Сверху он накрывается ПВХ пленкой или брезентом. Внутри устанавливаются тепловые пушки, которые поднимают температуру воздуха. Чем она будет выше, тем быстрее произойдет набор прочности.

При работе с нагревательным оборудованием нужно соблюдать меры безопасности. Чтобы избежать нагрева и деформации пленки, пушка устанавливается на расстоянии не менее 1,5 м от ее поверхности.

Метод ускоренного термоса

Применяется при температуре воздуха до -15…-20°С. При этом активно используется тепло, которое выделяется в бетоне при реакции гидратации цемента. Обязательное условие — применение противоморозных добавок.

Метод ускоренного термоса сводится к тому, чтобы создать в уже залитом бетоне максимально благоприятные условия для поддержания оптимальной температуры. Используются все возможности для сохранения внутри уложенного бетона экзотермического тепла:

• на первом этапе прогреваются материалы или сама бетонная смесь до начала укладки в опалубку;
• после заливки обязательна теплоизоляция;
• возможно применение электропрогрева для сокращения сроков твердения.

Общего количества тепла хватает, чтобы бетон успел набрать критическую прочность за 2-3 суток. Опалубка должна содержать паро- и теплоизоляционные слои.

Температурный режим выдержки зависит от факторов:

• температуры воздуха, скорости ветра;
• формы и размеров фундамента;
• температуры бетона;
• вида теплоизоляции;
• теплофизических качеств бетона;
• интенсивности экзотермической реакции.

Снятие опалубки производится при достижении заданной прочности и снижении температуры в контрольных точках в теле бетона. Если щиты примерзли, снимать их допускается только после отогревания.

Заключение

На вопрос — можно ли фундамент заливать зимой для дома — однозначный ответ «да». При правильном подборе рецептуры бетона, а также метода поддержания температуры набор критической прочности происходит достаточно быстро. После этого конструкция может быть заморожена без риска ухудшения свойств, а с наступлением устойчивого тепла наберет оставшуюся прочность для продолжения строительства.