В строительстве действует негласное правило: закладывать фундамент и возводить коробку летом, а в холодную пору заниматься остеклением, внутренней отделкой и коммуникациями. Но чтобы получить зимние скидки от строительных компаний и поставщиков материалов, приходится проводить бетонные работы зимой.
Особенности поведения бетона при отрицательных температурах
Основным вяжущим в марочном бетоне выступает портландцемент. Это вещество гидратического принципа твердения, то есть для образования монолитной структуры ему требуется только повышенная влажность. Приобретение бетоном расчётной прочности происходит в течение 28 дней, при этом в первые 1,5–2 недели бетон крепчает наиболее интенсивно и набирает около 2/3 от расчётных показателей.
Первое, что нужно знать — при низких температурах отверждение бетона не прекращается, оно сильно замедляется, но при этом восстанавливается при появлении благоприятных условий. Таким образом, замерзание бетонной смеси не приводит к её необратимой порче, важно только не допускать интенсивного механического воздействия в этот период.
Другая особенность химической реакции твердения цемента в том, что она экзотермическая, то есть сопровождается выделением теплоты. Зачастую одного этого факта достаточно, чтобы поддерживать в массиве бетона приемлемый уровень теплоты для нормального отверждения.
Третий нюанс заключается в возможности увеличить устойчивость бетонной смеси к замерзанию. Используя специальные добавки, можно повысить подвижность бетонной смеси и обеспечить начальное схватывание даже при температуре ниже нуля. Но применение морозостойких присадок — вовсе не панацея, существуют ограничения на предельные концентрации этих веществ и минимальные допустимые температуры. RMNT предлагает рассмотреть основные способы заливки бетона зимой.
Способ 1: утепление опалубки
Саморазогрев бетонной смеси — это палка о двух концах. С одной стороны, с ростом температуры ускоряется набор прочности, с другой же — из-за неравномерного нагрева в бетоне возникают разнородные напряжения, приводящие к образованию трещин. Поэтому в строительстве принято использовать цементные вяжущие с низким тепловыделением (около 200 Дж/г).
Поскольку большинство фундаментов и монолитных цоколей впоследствии утепляются, разумно сразу использовать теплоизоляцию как элемент опалубки. С одной стороны, это снизит утечки тепла из бетонной конструкции и сделает её нагрев более равномерным. С другой, так можно избежать работы по монтажу утеплителя: жидкое цементное молоко обеспечивает превосходную сцепку с большинством пенополимеров. Очевидно, что при использовании утепления опалубки лучше заказывать бетон с нормальным (250 Дж/г) или повышенным (280 Дж/г) тепловыделением.
Чем больше ширина бетонной конструкции в поперечнике, тем толщина утеплителя, достаточная, чтобы эффективно сдерживать тепло во время отверждения, должна быть меньше. Например, для бетонной ленты толщиной 350 мм, что является устоявшимся стандартом МЗЛФ, достаточно оболочки из ПСБ-С толщиной всего 40 мм по бокам и 50 мм сверху. При этом фундамент толщиной 500 мм может изолироваться оболочкой в 25 мм со всех сторон.
Монтаж теплоизоляции выполняется крайне просто, но для этого нужно задать соответствующие припуски при монтаже опалубки. Плиты крепят к стенам формы с помощью проволоки, либо временной фиксации на клей или крепкий цементный раствор. Важно не допустить сдвига плит во время вязки арматурного каркаса, а перед заливкой бетонной смеси обеспечить упор сверху, чтобы предотвратить выдавливание пенопласта под действием архимедовой силы.
Способ 2: противоморозные добавки
Суть действия добавок, позволяющих бетону твердеть при низких температурах, заключается в препятствовании вступлению воды в кристаллическую фазу. Такой же эффект наблюдается, к примеру, у солёной морской воды, которая замерзает не на нулевой отметке, а при более низких температурах. Находясь в жидком состоянии, вода способна вступать в реакцию с силикатами и алюминатами даже в сильно охлаждённом состоянии, однако скорость гидратации значительно снижается.
Большинство противоморозных присадок негативно влияют на прочностные качества бетона, таким образом, для получения расчётных характеристик требуется использовать бетон на один-два класса прочности выше или задействовать для приготовления более высокомарочное вяжущее. Также важно, что большинство добавок содержат хлориды и сульфаты, оказывающие коррозионное действие на арматуру и сам бетон, что требует внимательного контроля за соблюдением рекомендуемых концентраций.
По принципу действия противоморозные добавки бывают двух типов. Так называемые холодные просто не дают воде кристаллизоваться, но есть и «тёплые» которые повышают начальное тепловыделение бетона на период до его укладки в форму. Последний тип присадок следует использовать только в тех случаях, когда планируется обогревать бетонную конструкцию хотя бы в течение 2-х недель.
Способ 3: прогрев смеси
Наиболее эффективным методом зимнего бетонного строительства считается искусственное поддержание положительной температурной смеси в период набора бетоном прочности и контролируемое его остывание. Можно выделить внутренний и внешний способы обогрева.
В простейшем случае вокруг железобетонной конструкции сооружается тепляк — герметичная оболочка из полиэтиленовой пленки с малым внутренним объемом. Под пленку нагнетается горячий воздух, при этом в дневное время мощность обогрева может быть снижена благодаря действию парникового эффекта. Этот способ наиболее затратен с экономической точки зрения, но такое решение можно считать единственным допустимым при строительстве ответственных конструкций из тяжелого высокомарочного бетона.
Внутренний обогрев смеси выполняется либо своевременно заложенным нагревательным кабелем, либо путём нагрева стальной арматуры электрическим током. Последнее выгодно в двух аспектах: не требуется покупать нагревательный элемент, который используется только один раз, плюс ко всему нагрев важен именно в зоне касания бетонной массы с арматурой, где наблюдается наиболее экстремальное сосредоточение нагрузок. Чтобы греть бетон через арматуру, достаточно вывести два контактных элемента при вязке каркаса. При этом между точками подключения должна образоваться контактная цепь, не разрывающаяся и не имеющая шунтов в виде перемычек с пониженным сопротивлением. Для прогрева арматуры применяют специальные трансформаторы-преобразователи постоянного тока, которые автоматически подстраиваются под сопротивление цепи.
Заключение
Ведение монолитных работ при отрицательных температурах лишь кажется сложной задачей. Как уже говорилось, бетон при замерзании не портится, но при этом закладка фундамента зимой способствует более равномерной стабилизации опорных слоёв грунта перед возведением коробки.
Крайне важно помнить, что бетонный массив до окончательного набора прочности очень чувствителен к действию сил морозного пучения, особенно бокового. Поэтому если монолитные работы запланированы на зиму, под фундаментом должна быть устроена несжимаемая гигроскопическая подушка, например, из 15–20 см песчано-гравийной смеси. Пазухи котлована при этом не засыпают до наступления стабильного тепла либо до полного набора прочности в случае, если бетонные изделия будут подогреваться.
Видео по теме
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
