Добавки в бетон при отрицательных температурах. При какой температуре используют противоморозные добавки? Гидратация бетона – загустевание и отвердение цементного раствора

На стыке сезонов особую актуальность приобретает вопрос, при какой температуре можно заливать бетон под фундамент, чтобы не подвергнуть опасности конструктивные элементы нового здания. Для получения ответа необходимо разобраться в протекающих процессах внутри цементного раствора.

Гидратация бетона – загустевание и отвердение цементного раствора

Гидратация – химический процесс затвердения смеси цемента с водой до состояния камня. Он начинается после смешивания раствора, однако схватывание бетона происходит лишь после заливки фундамента. Пока смесь перемешивают с помощью миксера или бетономешалки она подвергается вибрациям, благодаря которым отвердение откладывается, и качество бетона совсем не страдает. После того, как раствор вынимают из бетономешалки, материал начинает твердеть и проходит два этапа:

1. 1. На первом этапе происходит схватывание раствора. Этот процесс, в зависимости от состава смеси и внешних условий, занимает от 1 до 20 часов.
2. 2. На втором этапе раствор твердеет и набирает до 90 % от своей окончательной прочности. Этот процесс происходит в течение 28 дней. После этого бетон продолжает твердеть на протяжении всего срока эксплуатации.

Протекание гидратации напрямую зависит от внешних факторов, в частности – от окружающей температуры. При +5 градусах по Цельсию процесс схватывания начинается через 2 часа и длится до 10 часов. При +20 градусах через 3 часа после заливки бетона начинается его отвердевание, при этом схватывание еще не успевает завершиться. Затвердевание цемента обусловлено компонентами, входящими в его состав: алюминат трехкальциевый, силикат трехкальциевый, силикат двухкальциевый, алюмоферрит четырехкальциевый.

Отвечая на вопрос, при какой температуре можно заливать фундамент, можно сказать, что идеальными условиями для гидратации являются следующие:

1. 1. Температура смеси – +30 градусов по Цельсию в нормальных погодных условиях, до +70 градусов в холодные месяцы за счет разогрева компонентов (воды, песка и щебенки) теплым воздухом или паром.
2. 2. Температура окружающей среды (воздуха) – от +5 до +30 градусов по Цельсию.

Из-за того, что температура застывания (затвердевания) бетона имеет рамки, при заливке фундамента необходимо учитывать внешние условия.

Правила бетонирования фундамента в летние месяцы

Считается, что наибольшую сложность представляет заливка фундамента зимой, ведь из-за минусовой температуры до завершения процесса гидратации раствор может замерзнуть. Однако жара не менее опасна для свежего фундамента, чем зимние морозы. Из-за высокой внешней температуры во время химической реакции цемента смесь увеличится в объеме. После формирования цементного камня он неминуемо будет остывать и уменьшаться, но из-за сформировавшейся кристаллической структуры этого не произойдет.

В результате застывание при высокой температуре приводит к возникновению сильного внутреннего напряжения в фундаменте еще до начала возведения конструктивных элементов нового дома, и собственник получит в эксплуатацию фундамент, способный в любой момент покрыться трещинами. Обычно первые их признаки проявляются уже спустя несколько часов после укладки раствора внутрь опалубки.

Высокие летние температуры вынуждают строителей использовать специальные портландные быстротвердеющие цементы, если работы по заливке фундамента планируется проводить при температуре выше +25 градусов и при влажности воздуха меньше 50 %.

Марка используемого цемента должна в полтора раза превышать проектные параметры бетона, кроме того, для повышения эксплуатационных качеств фундамента в смесь придется добавлять пластификаторы и всевозможные модифицирующие добавки, благодаря которым гидратация замедлится. Для бетонирования рекомендуем использовать наименее жаркие часы суток (раннее утро или вечер). Еще одной опасностью для основания дома летом является возможное обезвоживание раствора. Чтобы защитить бетон от испарения воды, необходимо:

• засыпать поверхности стружкой, песком или опилками;
• увлажнять фундамент из лейки;
• поливать деревянную опалубку из ведер.

Зимние работы – строительство при низких температурах

При низких температурах гидратация не ускоряется, а замедляется, в результате чего фундамент не успевает набрать необходимую ему прочность. При нуле градусов процесс затвердевания раствора в наружном слое полностью останавливается, а внутри конструкции продолжается несколько часов, пока все компоненты не остынут. Вода в этом случае не успевает войти в реакцию с цементом, после чего она замерзает, увеличивается в объеме и буквально разрывает структуру бетона.

Специалистам прекрасно известно, при какой температуре можно заливать для фундамента бетон, не опасаясь потери его эксплуатационных качеств. Морозы являются существенным препятствием для бетонирования, потому в зимний период специалисты вынуждены использовать специальные технологии и средства:

• прогрев элементов бетона перед заливкой и обогрев опалубки;
• укладка нагретого кабеля внутрь плитного или ;
• подача на элементы арматурного каркаса электрического тока для обогрева;
• установка обогревателей вокруг фундамента на первые трое суток;
• создание теплицы за счет укрытия всего периметра фундамента пленкой;
• введение в смесь специальных реагентов, которые снижают t кристаллизации воды или ускоряют время твердения фундамента.

Применение любой из описанных технологий существенно увеличивает стоимость строительства фундамента. Потому частным собственникам сложно рекомендовать приведенные средства. Существуют и другие способы заливки бетона при минусовой температуре. Одним из них является изменение количества воды и цемента в изготавливаемом растворе. Он требует максимально точной и грамотной дозировки используемых компонентов смеси. В домашних условиях просчитать необходимое количество воды и цемента для улучшения затвердевания фундамента зимой практически невозможно.

• нагрев двух третей воды для раствора до t порядка 70 градусов по Цельсию;
• добавление в воду песка и щебенки;
• добавление в смесь оставшейся трети воды и цемента.

Замес раствора нужно производить в два раза дольше, чем обычно. Время вибрационного уплотнения тоже увеличивается в 1,5 раза. Перед тем, как заливать раствор, опалубку нужно проверить на наличие льда, удалить снег и прогреть подстилающий слой. Залитый раствор укрываем полимерной пленкой, которая позволит сохранить тепло смеси на некоторое время. Если приведенные правила бетонирования фундамента невозможно соблюсти в домашних условиях, рекомендуется дождаться повышения температуры воздуха выше +5 градусов. При благоприятном прогнозе на ближайшие три недели собственник дома сможет выполнить заливку по стандартной технологии.

Зависимость стоимости работ от погоды – как экономить на фундаменте?

Почти все современные строительные компании осуществляют работы по заливке бетона в летние месяцы, в конце весны и в начале осени. Все это объясняется очень просто – в это время дешевле всего осуществлять строительство в целом и возводить фундамент в частности.

Строительство дома зимой может привести к дополнительным и крайне существенным финансовым тратам:

• при самых оптимистичных прогнозах бюджет строительства в холодные месяцы увеличивается на 25-30 %;
• оттепели зимой не отменяют необходимости использовать дорогостоящие реагенты при строительстве фундамента;
• зимой невозможно приготовить раствор на месте, потому собственнику придется дополнительно заказывать доставку бетона миксерами;
• для обогрева фундамента требуется трансформаторная подстанция, так как домашняя электросеть не может выдержать столь высокие нагрузки.

Единственное достоинство создания фундамента в зимние месяцы кроется в возможности ранней весной приступить к возведению конструкций объекта и завершить строительные, необходимые отделочные и иные работы до конца осени. На практике же собственнику приходится вкладывать в зимнее строительство колоссальные средства, которые однозначно омрачат радость возведения частного дома.

Проведение строительных работ не всегда производится при благоприятных погодных условиях. Заливка бетонного пола или возведение фундамента – то есть все процессы, связанные с приготовлением и укладкой бетонной смеси, ограничены довольно узким температурным диапазоном окружающей среды. В частности, пониженные значения в немалой степени влияют на процессы схватывания и твердения, а также на время набора бетоном марочной прочности. Существует ли возможность проведение таких работ при минусовой температуре и насколько это оправданно? Попробуем ответить на этот вопрос.

Особенности бетонной смеси

Физико-химические свойства бетона определяют оптимальный диапазон температур при работе с ним, находящийся в пределах от +17 до +25 градусов. Нормальные условия обеспечивают заявленную марочную прочность отвердевшего раствора примерно через 28 суток.

Скорость процесса гидратации цементной смеси сильно замедляется в случае снижения температуры и практически приостанавливается при +5 градусах. При дальнейшем понижении до отрицательных значений, вода, содержащаяся в растворе, замерзает, а ее объем значительно увеличивается. Возникающие силы внутреннего давления приводят к разуплотнению и разрыхлению структуры бетона, а его монолитность обеспечивается лишь за счет смерзшейся влаги.

При повышении температурных значений до положительных значений происходит оттаивание воды, возобновление реакции гидратации цемента и постепенное отвердение бетона. Однако последствия нарушения структуры при заморозке значительно сказываются на прочности монолита.

Экспериментальным путем и после проведения различных расчетов были определены критические точки, когда различные марки бетонного раствора могли бы подвергаться замораживанию без ощутимых последствий. Критическая прочность бетона, по достижении которой негативный процесс перестает оказывать заметные воздействия на характеристики конструкции, была установлена на уровне 50% от марочного показателя прочности.

Таким образом, заливка бетоном при минусовых температурах сводится к комплексу мер, предотвращающих замерзание воды до набора им критической прочности. Для этого существует несколько методов:

• изготовление раствора из предварительно подогретых компонентов;
• утепление опалубки;
• подогрев уложенной смеси;
• холодное бетонирование с помощью различных химических добавок, снижающих точку замерзания.

Рациональное применение одного из способов обуславливается объемом возводимой конструкции, исполнением заявленных прочностных характеристик, наличием и доступностью энергоресурсов. Но метеорологические условия, все же, являются решающим фактором при выборе варианта заливки.

Все озвученные методы неплохо работают как поодиночке, так и в совокупности.

Бетонирование с использованием собственного тепла раствора

Данный способ применяется при суточных колебаниях температуры с ее переходом через нулевую отметку, а также при незначительных заморозках. Суть заключается в том, что в подготовленную утепленную опалубку укладывается прогретая бетонная смесь, для приготовления которой важно правильно подобрать марку цемента. Чем выше она будет, тем быстрее произойдет схватывание и отвердевание раствора, и тем больше выделится тепла при гидратации.

Замес производят на воде, имеющей температуру не менее 90 градусов, и наполнителях, предварительно прогретых путем обдува горячим воздухом. При этом изменяется порядок закладки компонентов смеси: сначала в бетономешалку заливается вода, потом – строительный песок и щебень. Добавление цемента, который должен иметь комнатную температуру, производится в последнюю очередь, после нескольких оборотов бака.

Ни в коем случае не допускается нагревание цемента или его засыпка в горячую воду!

Для набора бетоном критической прочности необходимо как можно дольше сохранять оптимальный тепловой режим, не допуская быстрого остывания. С этой целью используют любые материалы – полиэтиленовую пленку, брезент, соломенные маты. Наиболее эффективным считается применение утепленной опалубки из пенополистирола. Материал имеет низкий коэффициент теплопроводности, что позволяет продлить временной интервал остывания, способствуя качественному вызреванию бетона. Являясь несъемной, такая опалубка в дальнейшем обеспечивает надежную теплоизоляцию конструкций.

Бетонирование с подачей тепла от внешних источников

Заливка бетона в зимний период при минусовой температуре требует постоянного прогрева уложенного раствора, не допуская его замерзания. Обеспечить условия для набора монолитом критической прочности можно несколькими способами.

Устройство тепляков

Наиболее надежный способ поддержания плюсовых значений температуры уложенного бетона подразумевает возведение временного сооружения над залитой конструкцией. Тепляк представляет собой каркас, обитый фанерой или обтянутый полиэтиленовой пленкой по типу огородной теплицы. Размеры времянки должны быть минимальными. Нагрев внутреннего воздуха производится с помощью калориферов, инфракрасных обогревателей или переносных газовых горелок.

Наиболее существенным моментом здесь является контроль и поддержание влажностного режима, так как циркулирующий прогретый воздух интенсивно забирает влагу из раствора, необходимую для полноценной реакции гидратации цемента. Чтобы влага не испарялась, уложенный бетон накрывают полиэтиленовой пленкой и периодически увлажняют.

При зимнем бетонировании иногда применяют прогревание уложенного раствора паром низкого давления. Для этого сооружают специальную опалубку с паровой рубашкой, охватывая ей всю конструкцию. Однако такой способ в последнее время заменяют электрическим подогревом.

Электрический прогрев бетона

Создание условий для вызревания бетона при минусовых температурах может осуществляться с помощью электрического тока, подведенного к электродам. Специальные металлические стержни или пластины располагают на поверхности опалубки или погружают внутрь раствора, подсоединив к разным полюсам электросети. Влажный бетон замыкает цепь и, обладая определенным сопротивлением, преобразует электроэнергию в тепло, нагревая раствор. Такая технология значительно сокращает вызревание смеси, которая к 28-дневному возрасту может приобретать до 80% критической прочности.

Данный метод возможен только для неармированных и малоармированных конструкций, что является существенным недостатком его применения для обогрева раствора. Кроме того, высокое потребление электроэнергии делает его экономически невыгодным.

В индивидуальном строительстве будет лучше воспользоваться прокладкой специальных греющих кабелей по арматурному каркасу или по внутренней стороне опалубки. При этом ее необходимо надежно термоизолировать, не допуская утечки тепла через стенки. Подогрев бетонного раствора следует надлежащим образом круглосуточно контролировать, проводя измерения каждые несколько часов и не допуская его нагрева более 30 градусов.

Относительно новым способом теплового воздействия в зимнем строительстве является применение термоматов. По сути, это большая электрогрелка, состоящая из нагревательного элемента и теплоизоляции, герметично вмонтированная внутрь водонепроницаемой оболочки. Греющие маты обеспечивают равномерное распределение температурного поля в толще бетона и по периметру на расстоянии до 20 см от себя. Их использование возможно при температурах окружающей среды до -20 градусов.

Холодное бетонирование

Для возможности набора бетоном критической прочности в условиях заливки раствора при отрицательных температурах, широко используются противоморозные добавки. Они поддерживают реакцию гидратации цемента, предотвращают преждевременное замерзание влаги в смеси, нормализуют процесс отвердевания бетона, и обладают следующими положительными качествами:

• ускоряют набор требуемой критической прочности;
• понижают точку кристаллизации содержащейся в растворе воды;
• увеличивают подвижность бетонной массы, облегчая работу с ней;
• защищают металлическую арматуру от коррозии.

Противоморозные добавки следует применять только при отрицательных температурах внешней среды и в строгом соответствии с прилагаемой инструкцией производителя, так как их ненормированное использование способно изменить свойства бетонного раствора не в лучшую сторону.

Наиболее распространенными противоморозными добавками для приготовления бетона являются:

• поташ и другие вещества, основу которых составляют соли монокарбоновых кислот – ускоряют действие при отвердении бетона. Они не вызывают коррозии арматуры, не образуют на поверхности застывшего раствора высолов и допускают работу с ним при температурах до -30 градусов, сохраняя, при этом, его свойства.
• хлористый натрий – применяется совместно с портландцементами. Он пластифицирует смесь, препятствуя ее чрезмерно быстрому загустению. Основным недостатком является его коррозирующее воздействие на стальную арматуру.
• нитрит натрия – запрещается использовать совместно с глиноземистыми цементами. Добавка допускает работу с бетонным раствором при температуре не ниже -15 градусов.
• формиат натрия - используется только в сочетании с пластифицирующими добавками. В противном случае он может вызвать дефекты в бетонной смеси в виде пустот, обусловленных образованием и скоплением солей.

Метод холодного бетонирования имеет некоторые недостатки:

• его применение запрещено в предварительно напряженных конструкциях;

• уложенный раствор имеет повышенную усадку;
• бетон обладает пониженным показателем морозостойкости и водопроницаемости.

Кроме того, некоторые добавки накладывают свои дополнительные ограничения в применении.

Работы, связанные с заливкой бетона, целесообразно производить при наиболее благоприятных условиях. При этом нужно помнить, что начинать работы следует при температуре не менее +10 градусов, и если в ближайшие 28 суток не ожидается ее понижения. Современные технологии, конечно, позволяют выполнять бетонирование и при отрицательных температурах окружающей среды, однако это приводит к немалым дополнительным финансовым затратам и приступать к ним можно только в случае крайней необходимости. Если нет возможности перенести сроки проведения работ на более благоприятный период, стоит учесть некоторые советы специалистов, помогающие добиться приемлемого качества при заливке:

• наполнители – песок и щебень, использующиеся для приготовления раствора, в обязательном порядке прогреваются для исключения попадания в замес включений льда или снега;
• опалубка должна быть очищена от наледи и заранее утеплена;
• дно котлована и арматуру необходимо прогреть, добившись хотя бы минимальных положительных значений температуры;
• заливка бетоном должна производиться за один раз при непрерывной подаче смеси;
• максимальная температура используемого раствора допускается не более 35-40 градусов;
• готовые залитые сегменты конструкции укрываются теплоизолирующими материалами, не допуская утечки собственного тепла из бетона.

На протяжении всего срока набора бетоном критической прочности требуется соблюдение температурного режима. При этом не стоит забывать о контроле равномерности распределения теплового поля в толще конструкции, так как применение греющих электрокабелей может привести к пересушке ее отдельных сегментов.

Заливка бетона при минусовых температурах производится, в основном, при крупном капитальном строительстве, так как требует применения специального оборудования, наличия дополнительных стройматериалов и финансовых средств. Целесообразность проведения таких работ в индивидуальном порядке во многом зависит от наличия ресурсов и связано с определенными рисками.

Особенности бетонирования заключаются в том, что бетонное основание не моментально становится прочным, а набирает этот показатель постепенно. Процесс набора прочности считается оптимальным, если бетон достиг проектного показателя за 28 дней. Но этот временной показатель зависит от некоторых фактором. А самым влиятельными является температурный и влажностный показатели. Тем более, что бытует мнение о невозможности заливать бетон в минус.

Особенности твердения бетона

Как же происходит набор прочности бетона? Самое простое объяснение - это потеря бетонной смесью влаги. Влагосодержание должно проходить равномерно, в соответствии с нормативными требованиями. А если температура не оптимальна, а приближается к минусу или отрицательная?

В этом случае бетон начнёт твердеть в течении нескольких часов только благодаря отдаче собственного тепла, а затем возможны два варианта:

• вода в микротрещинах и порах замёрзнет и начнёт расширяться, что приведёт не к твердению монолита, а к его растрескиванию;
• при очень низких температурах бетон сам замёрзнет и процесс набора прочности остановится до его полного оттаивания. Прочность после оттаивания обычно снижается, а срок эксплуатации всей конструкции становится меньше.

Ни первый, ни второй вариант строителей не устраивает. Поэтому стоит взвесить все за и против заливки бетона при минусовой температуре.

Организация работы зависит от того, с какой маркой бетона проводится работа. Для разных марок существует показатель критической прочности, который устанавливает процент от проектного значения, при котором заморозка бетона не нарушит его структуру на столько, чтобы повлиять на конечное значение прочности. Например, для марки бетона М300 этот процент равен 40%, а для марок более низких чем М200 - 50%.

Задача строителей: обеспечить такие условия застывания бетона, чтобы он успел достигнуть критической прочности до момента полного замерзания.

Существует несколько вариантов укладки бетона при минусовой температуре, когда требования по показателю критической прочности можно выполнить:

• применение электрического подогрева;
• способ термоса;
• введение противоморозных добавок;
• создание укрытий с поддержанием определённого режима или конвективный способ.

Этап изготовления и транспортировки зимой

Если не соблюдать всех технологических требований на каждом этапе создания бетонной конструкции зимой, можно потерять качество ещё на стадии формирования смеси или её транспортировки.

Температура транспортируемой смеси должна быть такой, чтобы в момент её выгрузки на строительном объекте она соответствовала проектной для данной марки и способа укладки. При использовании подогрева или добавок бетонная смесь может иметь температуру около 5 0 С, а если применятся вариант «термос», тогда необходимо обеспечить температуру 25 0 С.

Обратить внимание! Высокая температура снижает подвижность бетона.

Чтобы конечный продукт имел требуемую температуру, можно применить несколько технологий:

• использовать подогретую до высокой температуры воду;
• нагреть заполнитель - песок, щебень, гравий;
• прогрев паром всех компонентов во время смешивания в бетоносмесителе.

Обратить внимание! При изготовлении бетона на стройплощадке порядок работы такой: горячая вода в начале соединяется с заполнителем, а затем только вводится цемент.

Для сохранения температуры полученного бетона, в машинах утепляют кузов или используют тёплые контейнера. Но наиболее выгодный способ - это использование автобетоносмесителей, когда для затворения смеси применяют горячую воду прямо на строительной площадке.

В условиях, когда вовремя транспортировки смесь остыла, но не начала схватываться, её разогревают электродами до необходимой температуры.

Работа при минусовой температуре

Избежать бетонирования при минусовой температуре не удаётся, значит необходимо уменьшить время достижения критической прочности состава. Кроме уже перечисленных методов, часто идут по более простому пути и повышают марку бетона, но такой вариант требует тщательных расчётов и подбора компонентов.

При любом способе бетонирования зимой, следят за тем, чтобы внутри всей конструкции температура была выше 0 0 С в течении всего времени набора необходимого процента прочности.

Создание утепленного защитного сооружения или покрытие термоплёнкой с настилом из теплоизолирующих материалов, считается самым простым. В качестве материала для настила служат опилки, снег, торф. Они обеспечивают необходимую температуру, и требуется только контроль за влажностью.

При необходимости привести заливку бетона при минус 5 0 С, одного утепления может оказаться недостаточно. Эффективным вариантом может стать использование электрического тока, который обеспечит изотермический прогрев. В этом случае сама бетонная смесь становится частью электрической цепи как сопротивление. В ней электрическая энергия будет превращаться в тепловую. В качестве электродов используют стальную арматуру. Сами электроды могут располагаться внутри смеси и на её поверхности.

Электробогрев проводят не только с помощью электродов. Для этого используют ещё несколько способов и устройств, таких как:

• термоактивная опалубка;
• электрические отражательные печи;
• инфракрасные обогревательные приборы;
• цилиндрические приборы сопротивления.

В качестве обогревающего устройства может выступить любой электроприбор, генератор пара, индукционное поле. выбор прибора и метода прогрева зависит от следующих факторов:

• конструкция сооружения, её геометрические параметры;
• показатель критической прочности состава;
• наличие требуемой мощности электрического тока.

Противоморозные добавки

Менее затратным с точки зрения энергоресурсов считается введение добавок повышающих морозостойкость бетонной смеси. Противоморозные добавки могут составлять до 10% от общего объёма цемента в бетонной смеси. Они не дают бетону замёрзнуть и способствуют его набору прочности при температуре ниже 0 0 С.

Наиболее распространённые химические добавки в бетон при минусовой температуре это хлорид кальция или натрия, нитрат и сульфат натрия, поташ. В армированный бетон в качестве добавки используют поташ, который позволяет смеси твердеть при температуре -25 0 С. Иногда можно использовать, так называемый, холодный бетон. В нём количество добавок достигает 15% к массе цемент. Такой бетон защищается тепловой подушкой со всех сторон, чтобы обеспечить одинаковую температуру по всему объёму конструкции.

Нельзя применять противоморозные добавки, если сама конструкция будет эксплуатироваться при температуре более 60 0 С или в условиях агрессивной среды.

Работы по бетонированию в зимний период проводит можно, но это достаточно затратное и энергоёмкое мероприятие. Возможно стоит немного подождать, чтобы была возможность соблюдать все технологические требования.

Существует серьёзное заблуждение, что противоморозные добавки потому и называются «противоморозными», что их надо использовать, когда за окном уже ниже нуля.

Однако, при любой температуре ниже +20°С происходит замедление схватывания, твердения и набора прочности бетона. Для наглядности это показано в таблице на примере бетона класса В25.

Набор прочности бетона В25 (в % в расчетной на 28 сутки)

Так что не нужно ждать понижения температуры ниже 0°С!

Необходимо применять противоморозные добавки уже при температуре ниже +10°С, только таким образом можно выполнить бетонные работы качественно и получить надёжное и долговечность бетонной конструкции!

В Европейской части России погодные условия в октябре-ноябре характерны пониженными температурами. Хотя за окном ещё нет 0°С и вода на улице не замерзает, но происходит значительное охлаждение воздуха и строительных конструкций. Ночью бетон аккумулирует холод, который и днем будет негативно влиять на химические процессы твердения бетона и общее качество проводимых строительных работ.

Если строительные работы на открытом воздухе или в не отапливаемых помещениях, не успели выполнить в теплое время года (температура +20°С ±2°С), то с приходом осени их приходится заканчивать, либо использовать противоморозные добавки.

Что влияет на схватывание и твердение бетона при пониженных температурах?

Давайте рассмотрим физические и химические процессы, которые протекают при выполнении бетонных, кладочных и штукатурных работ.

Бетон и цементный раствор в конструкциях должны набрать расчетную прочность, это необходимо для того, чтобы строительные конструкции выдерживали все эксплуатационные нагрузки и обеспечили долговременную безремонтную работу самого сооружения.

Материалы, приготовленные с использованием цемента в процессе укладки или нанесения проходят две фазы: схватывание и твердение.

1. Фаза схватывания - длится недолго (максимум несколько часов): вода в смеси вступает в реакцию с цементом, материал в своей массе теряет подвижность, структура становится хрупкой, но прочности смесь еще не набрала.
2. Фаза твердения - продолжается продолжительное время (иногда месяцами), но максимальный расчетный 100% набор прочности достигается на 28 сутки.

Немного теории и практики

При температуре ниже +5°С, вода в смеси не вступает в реакцию с цементом, не происходит процесса гидратации в смеси, вода через некоторое время испаряется и материал не набирает расчетной марочной прочности.

Это заметно на кладке стен, когда при нормальной температуре можно в первый день выложить 4 ряда кирпича и на второй день продолжать кладку, т.к. раствор схватился и начал твердеть, то при температуре от +10°С до +5°С – раствор в кладке на второй день еще мягкий, процесс схватывания происходит медленно или не начался. Это грозит разрушением стены под весом следующих рядов кладки.

В монолитных тонкостенных конструкциях после снятия опалубки на вторые или третьи сутки на поверхности бетона образуется многочисленные усадочные трещины.

При температуре ниже 0°С, вода в смеси замерзает и показатели прочности отражают прочность кристаллов льда в порах материалов, такие конструкции можно принимать в эксплуатацию только в условиях вечной мерзлоты, при оттаивании весной такие конструкцию разрушаются, потому что кристаллы льда разрывают структуру бетона, и несущая способность конструкции стремится к нулю.

Решением вопроса по производству работ при пониженных температурах является применение универсальных противоморозных добавок CEMMIX CemFrio и HotIce и ускорителя твердения CemFix . Добавки также являются пластификаторами, обеспечивают экономию цемента для получения требуемой марки смеси, сокращают время схватывания и твердения, обеспечивают ускоренный набор прочности.

Звоните на нашу горячую линию, и мы подберем подходящее именно Вам, лучшее решение по использованию добавок для бетона и проведению бетонных работ в условиях пониженных температур!

Прочность и долговечность любого здания зависит от фундамента, который служит ему опорой. В настоящее время самым востребованным в строительстве является бетонное основание, способное выдержать вес тяжёлой постройки. Поскольку после окончания строительства дома несущую конструкцию будет сложно ремонтировать, очень важно правильно залить фундамент, чтобы не допустить его проседания в грунт, а также образования на нём трещин и других дефектов.

При какой температуре можно заливать фундамент

Планируя сооружение несущей конструкции, необходимо учитывать погодные условия, марку и качество цемента. Немаловажную роль для обеспечения крепости бетона играют специальные добавки, позволяющие снизить температуру кристаллизации воды, а также поддержка оптимального рабочего режима в период затвердевания фундамента. После заливки основание схватывается в течение суток и далее набирает прочность за 28 дней. Стандартным для создания основания считается температурный диапазон от + 3 до + 25 °C. Известно, что чем теплее на улице, тем быстрее высыхает раствор, однако жара может быть опасна для свежего бетона.

Если при температуре от + 5 до 15 °C состав схватывается естественным образом, отдавая тепло окружающей среде, то в слишком жаркую погоду этого не происходит. В таких условиях бетонный каркас может начать формироваться, когда объём материала ещё увеличен. Остывая, поверхность начинает оседать, а уже образовавшаяся кристаллическая структура препятствует этому процессу. В результате из-за внутреннего напряжения фундамент может покрыться усадочными трещинами через 4–12 часов после заливки. Чтобы основание не крошилось при температуре больше + 25 °C, стоит использовать быстротвердеющий портландцемент, который через 5–6 часов заливки нужно полить водой и затенить старыми тряпками, картоном или опилками. Для замедления гидратации допустимо вводить модифицирующие добавки и пластификаторы. При появлении трещин требуется повторная трамбовка.

В жаркую погоду фундамент может покрыться трещинами

Можно ли заливать фундамент зимой

Самым благоприятным временем для сооружения несущей конструкции считается период с апреля по ноябрь. Однако ситуация может сложиться так, что заливку понадобится проводить зимой, ведь в некоторых регионах России лето практически отсутствует. Современные строительные технологии позволяют создавать прочные основания даже в холода. Возведение фундамента зимой особенно актуально на шатких грунтах. Дождавшись их промерзания, можно выкопать отличный котлован. Кроме того, на закупке строительных материалах не в сезон можно сэкономить определённую сумму. Чаще всего зимой возводятся ленточные основания с использованием бетонных блоков и конструкции из бетонных свай, предназначенные для лёгких деревянных объектов.

По разным оценкам за последние пять лет доля зимнего бетонирования в общем объёме строительства колеблется от 10 до 17%. Это солидный куш для производителей и поставщиков строительной химии, и, в частности, тех добавок, которые должны обеспечить эффективность процесса при отрицательных температурах. С другой стороны, именно производители повлияли на рост зимнего строительства. Интерес тут взаимный.

Как цементный раствор ведёт себя в морозы

Планируя зимние работы, стоит помнить, что обычный бетон для них не годится. В мороз допустимо применять только цемент со специальными присадками и модифицирующими добавками. Последние снижают расход воды примерно на 10–15%. При влажности воздуха в 60% и выше использовать модификаторы не рекомендуется, к тому же стоит помнить, что они могут вступать в реакцию с некоторыми металлами. Для обеспечения прочности конструкции бетон нужно прогревать в первые двое суток после заливки. Нужный температурный режим смеси может поддерживаться с помощью:

• термических пушек;
• специального греющего провода, укладываемого при заливке бетона;
• электродов (арматурных прутьев), на которые подаётся напряжение.

Существует также способ прогрева бетонной смеси с помощью сварочного аппарата, но он по своей сути сводится к использованию электродов и применим только при небольших объёмах заливки.

Подогревать разрешается только воду и наполнители, но не цемент, иначе он утратит свои качества.

Для зимних работ необходим бетон со специальными присадками

Обычно в регионах РФ не применяют раствор с температурой выше 21 ºC, с учётом того, что в атмосферу уйдёт 4,5–5 ºC. Поэтому для рабочего состава жидкость нагревается до 32 ºC. Более горячую воду сначала размешивают с наполнителями, а потом порционно - с цементом.

Возможна ли заливка бетона в мороз без подогревания

О том, можно ли заливать фундамент в холодную погоду без подогрева следует поговорить отдельно. Даже колебания температуры от +5 до 0 °C для бетонного раствора считаются зимними. В холодное время года при бетонировании важно обеспечить плавное затвердевание раствора не менее, чем на 60%. Это гарантирует сохранность структуры основания и его дозревание, когда придёт оттепель.

Однако прочность фундамент наберёт только при плюсовой температуре раствора, поэтому без искусственного подогревания для строительных работ нужно выбрать погожий зимний денёк. Немаловажное значение имеет и состав цемента: в так называемый холодный бетон входят противоморозные добавки, понижающие температуру замерзания воды. Для этих целей применяются хлористые калий и натрий в концентрации от 2 до 15%. Используя противоморозные модификаторы, демонтировать опалубку с раствором М200 можно уже при 40% прочности, М400 - при 20% и М300 - при 30%.

Видео: прогрев бетона фундамента зимой

Когда можно заливать фундамент весной

Тем, кто решил заняться сооружением фундамента ранней весной (до апреля), следует проявить осторожность. Сначала нужно дождаться оттаивания грунта и тепла, когда ночью температура не опускается ниже 0 °C. Также необходимо учитывать «просушку» дорог, длящуюся один-два месяца, во время которой тяжеловесной технике (автобетононасосам, шаландам, тонарам и прочим машинам) ограничивают движение по областным дорогам. Без перечисленного транспорта возвести монолитный фундамент невозможно. С апреля стоимость расходных материалов начинает расти.

Весной дороги размывает, поэтому тяжеловесная техника по ним пройти не сможет

Непоправимый ущерб конструкции могут нанести неожиданные заморозки, поэтому когда прогноз погоды нестабилен, а работы уже запланированы, рекомендуется подстраховаться приобретением противоморозных наполнителей. Даже при температуре воздуха +23 °C нормативную прочность бетон набирает только через три недели. При более низких температурах сроки заметно увеличиваются, в итоге с закладкой стен после заливки спешить нельзя.

Как показывает практика, дом, возведённый на голом грунте, стоит считаные годы. При отсутствии основания нижние блоки или деревянные венцы разрушаются из-за деформации почвы.

Можно ли заливать фундамент в дождь

В настоящее время дождь не повод для прекращения бетонирования, как это было в недалёком прошлом. Используя несложное оборудование и подходящую марку цемента, можно заливать фундамент и в сырую погоду. Сама по себе вода не оказывает негативного воздействия на раствор, просто до его застывания может произойти размывание и нарушение пропорций. Поэтому всё зависит от силы осадков.

Если площадку не заливает ливень, то для продолжения работы будет достаточно навеса. От мелкого дождя защитит обыкновенная полиэтиленовая плёнка, которую нужно использовать с осторожностью, потому что бетон застывает только на свежем воздухе. Разумеется, в тёплую и солнечную погоду раствор лучше насыщается углекислой кислотой и быстрее затвердевает, образуя прочное основание. Но и в сооружении фундаментов в дождь тоже есть свои плюсы, поскольку бетонная смесь становится более прочной при 80% влажности.

Полиэтиленовую пленку нельзя долго держать на поверхности, поскольку бетон не застывает без притока свежего воздуха

Как работать во время осадков

Главные требования к проводимым работам по заливке фундамента в дождь:

1. Содержание в растворе цементов М400, М500 и М600, созданных для работ при контакте с влагой.
2. Правильно подобранный способ укладки бетона. Необычная форма основания или его заглубление предполагает использование специальной техники, не допускающей образования пустот и вытесняющей лишнюю жидкость.
3. Использование гидроизоляции, которую можно снять не раньше двух-трёх дней.

Современный рынок предлагает широкий ассортимент строительных смесей с различными параметрами. Выпускаются быстро застывающие и долго застывающие составы, а также бетон с противоморозными добавками. Но заливка фундамента в экстремальных погодных условиях - это риск, который всегда нужно учитывать. При низкой температуре в основании могут образоваться трещины, а при осадках - размывание. Всё это может негативно сказаться на прочности конструкций.