Заливка бетона при минусовой температуре: почему она не рекомендуется

Для многих строительных технологий определены идеальные параметры выполнения; для бетона важны условия, при которых он будет затвердевать, и это плюсовая температура окружающей среды. Случается, заливку нужно выполнить зимой, и тогда появляется закономерный вопрос, можно ли заливать бетон в минусовую температуру. Разбираемся, как мороз влияет на поведение бетонной смеси, и что можно сделать, чтобы провести-таки заливку в мороз и обеспечить качество конструкции.

Заливка бетона при минусовой температуре: почему она не рекомендуется

В частном строительстве заливка бетона является практически обязательным процессом. По стандартам СНиП технология рассчитана на выполнение при плюсовых температурах или при небольшом (до -5°C) морозе. Смысл ограничения ясен: в более сильный мороз состав, содержащий жидкие компоненты, не сможет полностью (или качественно) полимеризоваться.

Это отрицательно скажется на его прочности, а, значит, и на всем строительстве. Однако довольно часто у строителей или хозяев будущего дома нет возможности ждать теплого сезона. В таких обстоятельствах вопрос как залить бетон в минусовую температуру, становится особенно актуальным.

Для любых бетонных конструкций важна гарантия длительного срока эксплуатации. Чтобы бетонный фундамент набрал проектную прочность, главным условием является правильный температурный режим воздуха и раствора. Оптимально, если воздух будет прогрет приблизительно до +15°C, причем не только в момент заливки, но и в течение всего времени набора прочности (твердение занимает 28 суток).

Если фундамент заливался при неправильных условиях, а потом еще и замерз во время отвердевания, его качество определенно пострадает. По сравнению с нормативами его показатели прочности будут снижены; на бетонном основании могут появиться трещины.

Небольшие трещины считаются неопасными (для них даже есть предельно допустимые величины). Но со временем некоторые из них (особенно диагональные) могут привести к деформации фундамента, а иногда – к разрушению постройки.

Что происходит в мороз: перерыв в затвердевании

Негативные процессы запускаются из-за присутствия воды в бетоне. Вода не только делает смесь текучей, что важно для самой заливки в опалубку, но и влияет на процесс затвердевания. Когда температура воздуха уходит в минус, вода в бетонном растворе начинает превращаться в лед.

В этот момент процесс твердения бетонного раствора (если он уже начался) прекращается. Кроме того, связи, которые успели образоваться до замерзания воды, начинают разрушаться. Получается, что при низких температурах процесс отвердения замедляется в разы, а набор прочности возобновится, когда потеплеет.

Особенность заливки бетона при минусовой температуре заключается в том, что, чем дольше будет перерыв в затвердевании, тем менее прочным получится фундамент (он не сможет набрать нужную прочность). Изучение особенностей процесса позволяет сделать закономерный вывод: заливка при минусовых температурах возможна. Надо только создать условия, при которых бетонный раствор не замерзнет, и будет набирать прочность без перерыва.

Какие технологии заливки используются при минусовых температурах

Бетонные работы проводятся в зимних условиях, если есть возможность увеличить температуру бетонного раствора и ускорить его отвердение. Сделать это можно разными способами, например:

• Подогреть воду.
• Добавить в смесь морозостойкую присадку.
• Использовать электрический подогрев.
• Использовать подогреваемый тент (тепловые пушки с ограждением вокруг фундамента).
• Подогревать арматуру. Электроподогрев возможен, если арматура предусмотрена проектом.
• В заводских условиях бетонные и ж/б изделия пропаривают в автоклаве, что ускоряет их твердение.

  

Для тех, кто не может ждать теплого времени года, разработаны технологии бетонирования в зимних условиях. Наиболее распространены следующие варианты:

• С добавлением в бетонный раствор противоморозных добавок.
• С использованием электрического прогрева бетона изнутри.
• С применением утепления объекта заливки.

Рабочие температуры для выполнения бетонной заливки зимой

Если дело касается частного строительства, специалисты не советуют заливать фундамент зимой без крайней необходимости. Если же вы не можете отложить стройку до следующего сезона, к заливке в мороз надо подготовиться, и выяснить, до какой температуры можно заливать бетон на улице. Чтобы получить качественную, прочную конструкцию, заливку проводят при следующих погодных условиях:

• Наиболее благоприятный температурный режим: от +5 до +15°C, причем температура должна сохраняться в этих пределах на протяжении 5-7 суток.
• Возможный температурный режим (с выполнением дополнительных условий): расширяется до диапазона от -20 до +45°C. Крайние показатели можно считать граничными.

  

Для самого бетонного раствора при укладке существует нормативная температура. В СП 70.13330.2012 она определяется следующим образом:

• Не менее +5С°. Менее прогретый раствор к укладке не допускается. При этом уличные условия должны вписываться в диапазон от -3 до +5С°.
• От +10С°. Для марок цемента с низким классом прочности.

 Выполнение заливки при низких температурах

Бетонирование зимой более трудоемкое, так как требует тщательной подготовки, которая заключается в проведении следующих мероприятий:

• Подготовка опалубки. Ее необходимо защищать от снега, поэтому после сборки конструкцию закрывают любым подходящим материалом (пленкой или геотекстилем).
• Прокладка кабеля. Источник питания необходим, чтобы прогревать опалубку и заливаемый раствор.
• Проверка фронта работ перед заливкой. Перед началом заливки опалубку необходимо осмотреть. Если в контуре есть снег, его выдувают воздушной метлой (садовый инструмент для опавших листьев) или сжатым воздухом. Если обнаружится лед, то его растворяют горячей водой.

  

Работы выполняют с контролем температуры для заливки бетона в следующем порядке:

• Бетонную смесь принимают максимально быстро. Чтобы бетон не затвердевал раньше времени во время транспортировки и укладки, его делают морозостойким – добавляют противоморозные добавки. Их вид и дозировку рассчитывается исходя из температуры воздуха и марки бетона.
• Длительность процесса схватывания зависит от температуры воздуха, и может занимать от получаса до суток. Например, при 0С° схватывание раствора начинается через 6-10 часов и продолжается 15-20 часов.

Чтобы бетонная конструкция смогла вовремя набрать прочность, ее укрывают и прогревают, для чего используют прогревочные трансформаторы. Если необходимо прогреть стены и плитное основание, применяют проводной электропрогрев. Для ленточного основания и ростверка выбирают прогрев электродами.

Иногда бетон укрывают без электроподогрева, но утепление имеет ограничения. Если мороз опускается ниже -10-15С°, такой «термосный» метод можно использовать только в комбинации с электроподогревом. Исключение составляют массивные и объемные сооружения, полностью скрытые в грунте.

Зачем нужны добавки: расширение возможностей заливки в мороз

Использование противоморозных добавок (ПМД) – распространенный способ работы с бетоном в мороз. Подобные присадки добавляют, если собираются месить бетон самостоятельно; если планируют возить бетон миксерами, заказывают на заводе нужную ПМД. Добавки для зимнего бетонирования обладают следующими свойствами:

• Принцип действия. ПМД действуют как ускорители процесса твердения. Они снижают температуру замерзания воды, поэтому бетон твердеет практически так же, как в теплую (плюсовую) погоду.
• Состав. Продукт содержит смесь различных солей (например, натрия), монокарбоновых кислот и других ингредиентов.
• Диапазон применения. Существует несколько видов ПМД, рассчитанных на использование в разных температурных и влажностных режимах: до -15, -20, -25°C.

  

Тонкости технологии зимней заливки: температурные колебания и процесс твердения

Скорость набора прочности – критерий, который определяет качество будущего фундамента. Она зависит от вида ПМД и температуры твердеющего бетона. Существуют различные таблицы и графики набора прочности, в которых показана связь прочности бетонного раствора со временем и температурой, при добавлении тех или иных ПМД. В целом, мороз не опасен бетонной конструкции, если состав набрал 50% прочности.

Хотя противоморозные добавки делают возможным твердение бетона при отрицательных температурах, их использование иногда затруднено. ПМД хорошо работают в стабильных погодных условиях. Если днем на строительной площадке +5°C, а ночью прогнозируется небольшой минус, то ничего непоправимого не произойдет; достаточно накрыть готовый фундамент пленкой или другим подходящим укрывным материалом.

Проблема может возникнуть при прогнозировании погоды на дни вперед. Например, в бетонный раствор замешали добавку, рассчитанную на работу при -5°C, а через сутки ударил мороз -20°C. В такой ситуации не избежать проблем, если пустить процесс твердения на самотек. Единственный выход состоит в обеспечении необходимого температурного режима при помощи прогрева конструкции.

Специалисты настоятельно советуют заливать бетон с подогревом, если на ближайшие 1,5-2 недели синоптики не гарантируют устойчивую (+5 и выше) температуру. ПМД нужны для того, чтобы не дать смеси замерзнуть до укладки; в мороз фундамент необходимо прогревать, хотя бы до достижения 50% прочности. Прогревание не навредит в любом случае: фундамент быстрее наберет прочность, да и рисков будет меньше.

Заливки бетона при минусовых температурах – распространенная практика, и она позволяет получить качественную конструкцию при соблюдении определенных условий. Зимнее бетонирование допускается, если в раствор вводят морозостойкие добавки, а опалубка и бетон прогреваются при помощи кабеля или электродов; после заливки рекомендуется утеплить объект, пока он не наберет 50% прочности. В целом, мероприятие получается не из дешевых, если сравнивать с летними работами.