Какая температура приемлемая для заливки фундамента?

В межсезонье актуален вопрос, при какой температуре можно заливать фундамент без снижения основных характеристик конструкции. Для этого необходимо иметь общее представление о процессах, протекающих внутри смеси после смешивания воды с цементом. Кроме того, похолодание возможно сразу после укладки бетона, поэтому необходимо утепление фундамента по специальным методикам.

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.

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.

Зимнее бетонирование

Основными сложностями заливки ж/б конструкций в мороз являются замедление схватывания, прочностного набора. При 0 градусов процессы гидратации в наружном слое прекращаются, внутри конструкции длятся еще некоторое время за счет аккумулированного тепла химических реакций. Не отреагировавшая с вышеуказанными компонентами цемента вода остается внутри, увеличивается в объеме на 9% минимум, разрывает структуру бетона.

Поэтому при зимнем бетонировании применяют специальные технологии:

• прогрев компонентов бетона + обогрев опалубки
• укладка внутри ленточного, плитного фундамента греющего кабеля
• пропускание сквозь арматурные каркасы электротока для их нагрева
• установка ИК обогревателей вокруг конструкции в первые три дня
• метод термоса или теплушки (укрывание периметра пленочным материалом, нагнетание температуры внутри импровизированной теплицы тепловыми пушками)
• введением антиморозных реагентов, ускоряющих процессы гидратации либо снижающих температуру замерзания воды

Внимание: Любая из указанных технологий гарантирует резкое увеличение бюджета строительства. Поэтому индивидуальными застройщиками практически не используются приведенные методики.

Еще одним способом при отрицательных температурах является снижение водоцементного соотношения смеси. Однако требуется точная дозировка компонентов, практически не достижимая в домашних условиях. Используются быстротвердеющие портландные цементы с литерой R в маркировке. Технология приготовления смеси выглядит следующим образом:

• часть воды (обычно 2/3) нагревается до 70 градусов
• смешивается со щебнем, песком
• после нескольких вращений барабана подается цемент, остаток жидкости

Замес происходит вдвое дольше (от 2 минут), время виброуплотнения так же повышается в полтора раза. При укладке смеси необходимо удалить из опалубки лед, желательно прогреть подстилающий слой, подбетонку. Полимерными пленками укрывается поверхность фундамента, чтобы сохранить выделяющееся тепло, как можно дольше.

Внимание: Не рекомендуется заливка фундамента при неблагоприятном прогнозе на ближайшие 3 недели. Если температура воздуха может снизиться за это время ниже + 5 градусов, придется обогревать конструкцию.

Бюджет бетонирования при разной температуре воздуха

Пиковый режим большинства строительных компаний приходится на летний сезон. Поэтому агрессивная реклама предлагает скидки, цены прошлого года заказчикам, не успевшим возвести фундамент прошлой осенью. Практика показывает:

• в лучшем случае бюджет строительства увеличится на 25% в сравнении с летним бетонированием
• даже в оттепели потребуются противоморозные реагенты
• доставлять бетон придется миксерами, поскольку приготовить смесь в пятне застройки зимой не реально

Для большинства технологий потребуется трансформаторная подстанция, так как бытовая сеть такие нагрузки не потянет. Даже при строительстве тепляка из пленки необходим пиломатериал для каркаса, полиэтилен, не трескающийся на морозе.

Внимание: Преимущества готового к весне фундамента для немедленного возведения стен, гарантированного заселения в будущем сезоне, весьма сомнительные.

Консервация фундамента на зиму

Вопреки существующему мнению, что фундамент «должен отстояться», категорически не рекомендуется оставлять его в зиму не утепленным. Даже при наличии комплексной защиты от вспучивания (дренаж + утепление отмостки + нерудный материал в пазухах засыпки, под подошвой конструкции), грунт промерзнет насквозь, силы пучения могут возникнуть.

В отсутствие подгрузки весом жилища, конструкцию вытолкнет на поверхность или перекосит. Не факт, что весной геометрия ее восстановится до начального уровня. Поэтому необходимо произвести мероприятия зимней консервации:

• демонтаж опалубки – доски собирают влагу, которая впитывается бетоном, замерзает внутри него, расширяется, образуя микротрещины
• защита внутреннего пространства – если не укрыть МЗЛФ полотнами, щитами, внутри скопится вода, которой опять же пропитается бетон
• укрывание ж/б конструкций – аналогичная защита от осадков
• утепление периметра – позволяет частично сохранить геотермальное тепло под фундаментом, производится пенопластом, минватой, соломой, снегом, пленками

Внимание: Гидроизоляция наружных граней фундамента, оставшегося в зиму, должна быть гидроизолирована в обязательном порядке любым удобным способом.

Таким образом, рассмотрены все возможные варианты бетонирования в разных погодных условиях. Это поможет индивидуальному застройщику выдержать марочную прочность бетона, обеспечить прочность, ресурс конструкции.