На більшій частині територій нашої країни холодна або прохолодна температура зберігається протягом більше половини року. Якщо врахувати, що при бетонних роботах «зима» починається з пониження температури до +5 o c, то «вікно» для проведення робіт з бетоном дуже невелика. Однак його можна розширити, причому значно, за рахунок використання різних засобів. Це так звані технології зимової заливки бетону.
Зміст статті
- 1 Що відбувається в бетоні при замерзанні
- 2 Способи бетонування в зимових умовах
- 2.1 Підвищення температури в процесі замісу
- 2.2 Утеплення та підігрів розчину
- 3 Присадки і добавки
- 4 Правила зимової заливки бетону
- 5 Підсумки
Що відбувається в бетоні при замерзанні
При нормальному перебігу процесу тужавіння бетону, волога служить «склеює» елементом для частинок цементу. При її переході в твердий стан всі процеси зупиняються.
Але це — не єдина проблема. Відомо, що при замерзанні об’єм води збільшується приблизно на 9%. У результаті всередині маси бетону утворюється підвищений тиск. Якщо зерна цементу до цього моменту ще не набрали деякого рівня міцності, вони під впливом тиску, руйнуються. Після рамерзания вони вже не знайдуть свої властивості в повній мірі і бетон не буде достатньо міцним.
Щоб зимовий бетон був міцним, необходімр створити умови або присадки для його визрівання
У зимовій заливці армируемых фундаментів є ще один несприятливий момент. Сталь — відмінний провідник тепла, і вона сприяє відводу тепла з товщі бетону. Володіючи хорошими теплопровідними властивостями, прутки швидко остигають. Навколо них вода замерзає в першу чергу. Лід відтісняє частинки бетону, на їх місце приходить поки не замерзла вода з ще теплих шарів. Вона теж замерзає, ще далі відтісняючи бетон. В результаті масив вже не є монолітом: каркас не пов’язаний з бетонним каменем. Міцність такої підстави після розморожування і остаточного затвердіння буде в рази нижче.
Їх всіх цих процесів слід, що чим менше води в несвязном стані буде знаходитись до моменту замерзання, тим менше будуть втрати міцності. Шляхом різних експериментів і розрахунків були визначені граничні значення міцності, при яких бетон можна заморожувати. Називаються вони точкою критичної міцності. Залежно від класу бетону і призначення будівлі, типу використання споруди, потрібно дочекатися дозрівання деяких складів на 20%, для інших потрібно всі 100%.
Критична міцність бетону в залежності від його марки
Для залізобетонів з ненапружуваною арматурою (тип, який використовується в приватному будівництві) вона становить 50%, для фундаментів, які будуть піддаватися поперемінної розморожуванні/заморожуванню (лазні і дачні будиночки без опалення) — 70%. Після досягнення цієї точки фундамент можна заморозити. Після відтавання всі процеси в ньому відновляться. Втрати міцності при цьому складають не більше 6%.
Способи бетонування в зимових умовах
Швидкість процесу твердіння залежить від температури розчину. При її підвищенні активність води значно зростає, швидкість набору міцності підвищується. Тому при проведенні бетонних робіт взимку або при температурах нижче +5 o c, важливо створити і підтримати необхідний рівень нагріву. Оптимальна температура визрівання розчину становить від +20 o c до +30 o c. Для цього є кілька способів:
- розчин робити підігрітим;
- опалубку утеплити;
- використовувати присадки і добавки, що прискорюють тверднення та/або знижують точку заморозки води;
- підігрівати вже залиту бетонну масу.
Всі ці методи непогано працюють. Їх використовують окремо або в комплексі.
Заливка в зимовий час проводиться підігрітим розчином
Насамперед, необхідно правильно вибрати цемент для зимового бетонування фундаменту. Відомо, що під час твердіння бетону відбуваються реакції, при яких теплота виділяється. Для зими — відмінна особливість. При цьому більша кількість тепла виділяють швидкотверднучі портландцементи і склади високих марок. Тому для замісу при низьких або мінусових температурах має сенс купити саме їх.
Тільки це дозволить вам залити фундамент стрічковий або плитний фундамент при плюсових температурах вдень, і незначних заморозках ночами. Але при цьому, потрібно заміс робити теплим (читайте нижче), а також після заливки фундамент потрібно буде опалубку теплоізолювати: покрити матами, соломою і т. д. Якщо у вас вже закуплено теплоізолятор можна використовувати його, необхідно тільки стежити за його станом, прикрити плівкою або іншими вологоізолюючими матеріалами.
Підвищення температури в процесі замісу
Під час зимової заливки фундаменту температуру розчину доводять до 35-40oC. Для цього розігрівають воду і засипку. Цемент гріти ні в якому разі не можна: він «завариться» і стане практично марним.
Для замісу в зимовий час використовують гарячу воду, підігріту засипку. Цемент гріти не можна
Добре, якщо є можливість використовувати бетономішалку з електропідігрівом: її вмикають у мережу і барабан розігрівається. В іншому випадку, бажано прогріти його попередньо, прокрутивши розігріту воду.
При замісі воду нагрівають до 90 oC. Щебінь і пісок необхідно розігріти до 60 oC. Роблять це обдувом гарячим повітрям, прогріванням в спеціальних печах. Печі — це для приватного будівельника з області фантастики, але можна влаштувати обдування гарячим повітрям. Наприклад, від печі або багаття протягнути кілька труб, повітроводів всередину купи щебеню або піску.
Ще раз звертаємо увагу: цемент не гріти. Його можна занести у тепле приміщення, щоб він прийняв кімнатну температуру, але не можна підігрівати.
При зимовому замішуванні розчину змінюється порядок закладки складових: заливається вода, в неї засипається гравій і пісок. Після кількох обертів додається цемент.
До всього необхідно ще і збільшити час замісу. Він повинен бути тривалішим на 20-50%: за рахунок кращого перемішування, активізуються реакції і підвищується температура при твердінні.
Утеплення та підігрів розчину
Для продовження часу остигання бетону потрібно по максимуму зберегти тепло. Тому, використовуючи всі можливі засоби і доступні матеріали, проводять утеплення стінок опалубки. Можна використовувати брезент, мати, старі якісь теплі речі, забити проміжок між стінками опалубки і грунтом, соломою. Та що завгодно, лише б тепло не витікало в повітря.
Одне із завдань — зберегти тепло розчину
У цьому випадку може знадобитися опалубка з пінополістиролу — він має погану теплопровідність, що в даних умовах — безсумнівний плюс. Зазвичай така опалубка незнімна, і після визрівання бетону ви отримуєте волого – і теплоізольований фундамент. Докладніше про типи опалубки читайте тут.
При будівництві промислових масштабах застосовується також електричний підігрів за допомогою різного роду електродів. Вони можуть розташовуватися на поверхні, закріплюватися на опалубці або вводитися внутрішньо бетонного розчину. Спосіб ефективний, але реалізується в приватному будівництві рідко. Дуже дороге це задоволення: витрата електроенергії на підігрів кубометра бетону 60-80 кВт/год. При цьому необхідно строго контролювати температуру вимірювати кожні дві години (або частіше) і при досягненні відмітки в +30 oC відключати його. Потім через деякий час знову включити. Контроль повинен бути цілодобовим.
При заливці фундаменту своїми руками взимку, реально використовувати тільки гріючі кабелі. Їх прикріплюють з внутрішньої сторони до опалубці, і після її зняття демонтують. Є другий варіант — «втопити» провід в бетоні. Обидва способи діють непогано, але тільки за умови ізольованих від холоду стінок.
Гріють мати укладають на поверхню бетону і включають в мережу
Є ще в продажу спеціальні гріють мати для підігріву бетону. Вони розкладаються на поверхні, включаються в мережу. Його вартість — 2,5 тис руб/м2.
Для збереження температури стоять над об’єктом тепляки. Це конструкції, дуже сильно нагадують теплиці. І завдання у них аналогічна: зберегти тепло. Зводять каркас, його обтягують плівкою або іншими подібними матеріалами. Всередині ставлять пічку, теплову гармату і т. д., з їх допомогою підтримують плюсову температуру. Але при цьому необхідно також не забувати про зволоження, щоб волога з розчину не випаровувалася.
Ще один метод підігріву бетону — з використанням інфрачервоних випромінювачів. Цей метод хороший тим, що під впливом хвиль гріється безпосередньо сам розчин. Випромінювачі закривають алюмінієвими кожухами, створюючи спрямований потік. Однак для ефективного прогріву знадобиться велика кількість ламп.
Присадки і добавки
Ще один спосіб заливки бетону при негативних температурах — використання хімічних речовин. Деякі з них прискорюють твердіння на початковій стадії процесу. Масова частка всіх добавок — не більше 2% від маси цементу. Великі кількості можуть негативно вплинути на якість бетону, тому дотримуйтеся рецептур.
Один із способів зимового бетонування — додавання в заміс спеціальних протиморозних добавок
Найбільш поширена присадка, що підвищує «морозостійкість» бетону і прискорює його твердіння, — хлористий кальцій. Ще використовують поташ і нітрат натрію. Якщо додати їх при звичайному замісі, температура замерзання знизиться до -3 o c.
Одне «АЛЕ». Хлориди використовувати для армируемых бетонів не можна — вони провокують швидке руйнування сталі. Так що найпоширеніший прискорювач твердіння бетону — хлористий кальцій — для заливки фундаменту не підходить.
Заливка бетону при мінусовій температурі можлива, якщо з тими ж присадками розчин підігріти. У цьому випадку можна працювати при -15oC. Але для нормальної якості фундаменту потрібно утеплення заливки і дотримання нескладних, але обов’язкових правил.
Правила зимової заливки бетону
Розчин виливають в підготовлену опалубку. Підготовка полягає у видаленні криги і снігу, розігріві арматури і дна фундаменту. Ось це — найскладніший етап. Зіскоблити полій — це півбіди, а прогріти арматуру і весь периметр фундаменту — проблема. Температура не повинна бути високою, але необхідно домогтися позитивних її значень.
Як варіант можна розглянути пристрій переносних жаровень, які опускають у котлован, і там розпалюють. Можливе використання теплових гармат, що працюють від балонів з газом. Використання інших засобів утруднене, з-за їх великої вартості.
Перед заливкою теплого розчину необхідно нагріти основу і арматуру до позитивних температур
З цієї причини бетонувати взимку плитні фундаменти проблематично: такі площі не розігріти. Для цього типу підстав «зима» обмежиться легкими заморозками вночі і позитивної денною температурою. Заливку можна починати після того, як арматура і дно будуть мати позитивну температуру.
Стрічковий фундамент можна заливати і при морозах: підігріти така підстава і арматуру в обмеженому обсязі реально. Непросто, але можливо.
Організувати все можна поетапно. Розбити всю стрічку на невеликі ділянки, почати прогрів одночасно або з певним часовим проміжком на декількох з них (два-три в залежності від часу, необхідного на заміс і підігрів котловану). Почати заливку однієї ділянки, перенісши жаровні далі. Поки буде заливатися перший розігрітий ділянку, наступний набере необхідну температуру. Залитий участко відразу закривають теплоізоляційними матеріалами і переходять до наступного, так і просуваючись по всьому периметру.
Обов’язково необхідно збити полій і нагріти арматуру — тільки так фундамент буде міцним
Механізм зрозумілий. Так можна заливати фундамент бетоном при -15oC (але з відповідними добавками, «гарячим» замісом та заходами по збереженню тепла).
Ще одна важлива умова — робота повинна вестися безперервно. Взимку заливати фундамент частинами не можна. Це на 100% вірно. Проміжок між заливками повинен бути такий, щоб на поверхні попередньої частини не встигла утворитися плівка, а тим більше, щоб волога не замерзла. Роботи повинні вестися постійно до закінчення заливання. Залиті частини відразу потрібно прикривати теплооизолирующими матами. Як бачите, для цієї роботи потрібні кілька людей. Один з усіма завданнями не впорається.
Роботи повинні вестися безперервно
Зверніть увагу, що максимальна температура розчину повинна бути 35-40oC. Її перевищення веде до уповільнення процесів відкидання. Ситуація, звичайно краще, ніж при замерзанні, але ненабагато.
Підсумки
Заливка фундаменту взимку — нелегке завдання, але можлива навіть своїми руками. Знадобляться помічники і ретельна підготовка, але зробити нормальну основу можна і при мінусових температурах. При якій температурі можна заливати бетон? Залежить від його складу, але для приватників реально, хай і з великими витратами, добитися нормальної якості при температурах не нижче -10 – 5 o c. Меншими витратами обернеться заливка при плюсовій температурі повітря і заморозках ночами.