Можно ли заливать фундамент зимой: в мороз, плюсы и минусы

Особенности зимней закладки фундамента возможные трудности и способы их устранения

В процессе затвердевания бетонной смеси протекает реакция гидратации, в результате которой минералы цемента, взаимодействуя с водой, образуют особые соединения.

Обезвоживание бетона в ранние сроки может замедлить или прекратить процесс твердения, привести к недостатку прочности и вызвать его усадку и растрескивание. При минусовой температуре вода замерзает, не вступив в реакцию с цементом.

В таком случае реакция гидратации не происходит, и бетон не затвердевает, что может привести к снижению прочности фундамента и его долговечности. Вода, застывшая в бетоне, расширяется в объеме при замерзании, что приводит к плохому сцеплению бетона с арматурой, и может повлечь за собой дальнейшее разрушение фундамента. Поэтому надо знать, как правильно залить фундамент зимой.

В зимних условиях работать сложнее, чем в другие времена года. Требуются особые требования по укладке и выдерживанию бетона. Заливка в мерзлую почву может привести к просадке весной и образованию трещин в бетоне, может потребоваться дорогостоящий ремонт. И несмотря на экономию при покупке одних материалов, цена на другие будет увеличиваться. Поэтому имеются у заливки фундамента зимой плюсы и минусы.

Рассмотрим способы устранения трудностей зимней заливки.

1. Искусственный прогрев участка с помощью обогревательных приборов.

В период набора предельной прочности бетона необходимо тщательно защитить основание заливки от мороза. По периметру участка можно установить обогревательные приборы — тепловые пушки, поддерживающие нужную температуру бетона при застывании. Данный метод является достаточно дорогостоящим.

2. Подогрев с помощью электропитания.

Такой способ обеспечивает передачу тепла от горячего к холодному. В этом случае прогревается не сам участок, а бетон. К арматурной сетке подводят электроток (380 В), в результате чего металлические прутья нагреваются и подогревают бетон. Важным условием является опыт и профессионализм рабочих, для того чтобы правильно реализовать данный метод.

3. Использование специальных присадок для бетона — модификаторов.

В состав бетонной смеси для фундамента вводят добавки, которые замедляют процесс замерзания воды и позволяют бетону набрать необходимые качества, прежде чем схватиться. Такие модификаторы позволяют протекать процессу бетонирования без прогрева. На упаковке данных добавок указываются показатели морозоустойчивости и скорости затвердевания бетонной смеси.

Некоторые присадки можно использовать при температуре -5. -10°С, а некоторые позволяют снизить температуру кристаллизации воды до -20. -30°С.

Цена присадок и модификаторов, повышающих морозоустойчивость бетона, может оказаться высокой за счет большого объема добавок, необходимого для заливки даже небольшого фундамента.

Иногда наличие модификаторов в бетоне является недостаточным, тогда требуется и обогрев бетона, и устройство дополнительной теплоизоляции, для поддержания постоянной температуры конструкции.

Заливка бетона при помощи специальных нагревательных элементов является крайне дорогостоящей ввиду того, что требует высокий уровень затрат энергоресурсов, кроме того, постоянного контроля за циклом заливки специалистами.

Заливка фундамента зимой – применяемые методы

Путем поддержания оптимальной температуры, строители обеспечивают необходимую продолжительность твердения бетона.

Зимнее устройство фундамента – это единственный способ ускорить темп строительства сооружений в суровой климатической зоне

Для этого используют различные методы:

обогрев паром;
разогрев электроэнергией;
направленный подогрев инфракрасным источником;
повышение температуры индукционным излучателем;
защиту бетона тепловым шатром;
утепление массива теплоизоляционной опалубкой;
введение добавок, предотвращающих замерзание воды.

Рассмотрим особенности популярных технологий.

Использование парового прогрева

Горячий пар способен глубоко прогреть бетон и создать благоприятные условия твердения. Термообработка бетона на протяжении 24–36 часов разогретым до 75 ⁰C паром эквивалентна постепенному отстаиванию бетона в течение полумесяца при положительной температуре.

Продолжительность обработки определяется следующими моментами:

необходимой твердостью монолита;
применяемой маркой портландцемента;
интенсивностью разогрева.

Довольно трудоемкий и затратный способ, так как подразумевает прогрев траншеи, котлована или бетона до более высокой температуры

Применение электрической энергии

С помощью электроэнергии можно обеспечить нормальные условия для набора твердости. Пользуются популярностью следующие способы повышения температуры:

использование разогреваемого кабеля марки ПНСВ, который после укладки заливается бетонной смесью;
применение электронагрева от понижающего трансформатора через вставленные в массив электроды.

Метод электродного нагрева не требует значительных затрат и предусматривает возможность использования различных токопроводящих элементов:

натянутой проволоки. Вертикально расположенная струна эффективна при бетонировании вытянутых конструкций в виде опорных колонн или силовых балок;
арматурных стержней. В зависимости от размеров бетонных изделий, прутки погружаются в раствор на необходимую глубину и не подлежат вторичному использованию;
металлических пластин. Пластинчатые электроды размещают на противоположно расположенных щитах опалубки, обеспечивая непосредственный контакт с раствором.

Наибольший эффект обеспечивает применение прогревочного кабеля. Технология позволяет регулировать интенсивность нагрева провода, передающего тепловую энергию бетонному массиву.

Такой способ осуществим при любой температуре и погодных условиях

Менее популярны в строительной отрасли следующие методы нагрева:

инфракрасный;
индукционный.

Сооружение тепловой «рубашки»

Сооружение легковозводимого шатра с внутренним обогревом – экономически оправданный метод. Основные элементы шатра:

силовая конструкция из прочного металлического профиля;
перекрытие из полиэтиленовой пленки или брезентового материала.

Обогрев внутри конструкции осуществляется с помощью следующего оборудования:

тепловых пушек с автономным энергоснабжением;
переносных печек, использующих различные источники энергии.

Этот способ положительно зарекомендовал себя при выполнении работ на площадках, где отсутствует подвод электроэнергии.

Этот способ сооружения очень хорошо подходит для любых погодных условий, даже при самых сильных морозах

Нагрев щитов опалубки

Используются различные теплоносители:

водяной пар;
электрическая энергия;
горячая вода.

Контур обогрева формируется из герметично соединенных магистралей, которые передают тепловую энергию раствору. Этот способ имеет слабые места:

неравномерное испарение влаги из бетона;
появление трещин в зоне нагрева.

Вместе с тем возможны ситуации, когда прогрев опалубки является единственно возможным методом поддержания температуры.

Использование присадок при морозе

Сегодня очень распространено использование противоморозных добавок и особых химических ускорителей твердения бетона. Чаще всего в качестве этих добавок выступают нитрит натрия, хлористые соли, карбонат кальция и другие. Добавки существенно понижают температуру замерзания воды, активизируют гидратацию цемента (таким образом повышается температура застывания бетона).

Благодаря введению в состав смеси добавок можно избежать необходимости прогрева. Некоторые добавки способны повысить стойкость бетона к морозу настолько, что вопрос о том, можно ли заливать бетон при минусе, не стоит вообще: гидратация проходит даже при окружающей температуре -20 градусов.

Но, несмотря на все преимущества, присадки обладают и некоторыми недостатками.

О чем нужно помнить, вводя в бетон присадки:

Они пагубно влияют на арматуру – может начаться процесс коррозии, поэтому актуально вводить добавки лишь в неармированный бетон.
Добавки позволяют бетону набрать прочность, равную максимум 30% от проектной, а потом при оттаивании смеси (при плюсовой температуре) процесс набора прочности продолжается. В связи с этим, по СНиП, добавки нельзя вводить в бетон, работающий в условиях динамических нагрузок (молоты, вибростанки и т.д.).

Основные виды противоморозных добавок:

Сульфаты – активно выделяют тепло, сопровождая процесс гидратации. Прочно связываются с труднорастворимыми соединениями, для снижения температуры замерзания смеси их использовать нельзя.
Антифриз – уменьшает температуру кристаллизации жидкости, увеличивает скорость схватывания раствора, на скорость формирования структур не влияет.
Ускорители – повышают растворимость силикатных компонентов цемента, они реагируют с продуктами гидратации, создают основные и двойные соли, которые понижают температуру замерзания жидкости в растворе.

Наиболее распространенные противоморозные добавки:

Карбонат кальция (поташ) – кристаллическое вещество, противоморозный компонент, который ускоряет схватывание и затвердевание. Понижает прочность бетонного монолита на 20-30%, поэтому его обычно сочетают с сульфидно-дрожжевой бражкой (тетраборатом натрия) в концентрации максимум 30%.
Тетраборат натрия (сульфатно-дрожжевая бражка) – смесь солей кальция, натрия, аммония либо лигносульфоновых кислот. Добавка используется в виде примеси к поташу, не дает бетону терять прочность.
Нитрит натрия – кристаллический порошок, ядовитое пожароопасное вещество, применяется при возведении многоэтажных зданий, легко растворяется, не разрушает арматуру, повышает скорость застывания в 1.5 раза.
Формиат кальция или натрия – используется с пластификаторами в объеме не более 2-6% от массы раствора. Добавляется в процессе замеса.
Аммиачная вода – раствор аммиака в концентрации 10-12%, не провоцирует корродирования металла, не дает высолов.

Влияние температуры на состояние бетона

Разберемся с тем, почему существует убеждение, что делать фундамент надо только в теплое время года и никак иначе.

Убеждение это обосновано массой научной литературы и личным опытом людей. Дело все в особенности монолитных конструкций.

Стандартный монолитный бетон нельзя эксплуатировать, пока он полностью не застынет. Процесс схватывания или застывания занимает приличное время. Как правило, полностью твердеет конструкция на 15 день, а на 25 день ее уже можно эксплуатировать на полную, то есть передавать на нее рабочие нагрузки.

Однако устройство стандартной строительной площадки не дает нам возможности при бетонировании защитить конструкцию от внешних воздействий должным образом. В летнее время года, когда про минусовую температуру даже не вспоминают, никаких проблем в этом плане у строителей не образуется.

Другое дело — строительство фундамента зимой, когда минусовая температура или настоящий суровый мороз существенно сказывается на качестве бетона.

Мороз действует на фундамент при бетонировании своеобразным способом. Как вы наверняка знаете, в жидком виде монолитный раствор являет собой смесь цемента, песка, гравия и воды.

Вода является связующим в этой формуле, именно она, вступая в контакт с цементом, провоцирует специальную химическую реакцию. Дальше раствор застывает, вода — испаряется. Во время застывания конструкцию надо оставить в покое.

Подготовка к прогреву бетонной плиты электродами

Если же на улице мороз, то просто оставить конструкцию не получится. В мороз вода леденеет. Леденеет она как на улице, превращая лужи в замерзшие зеркала льда, так и внутри бетонной конструкции. Мелкие микрокристаллики льда или даже целые замерзшие льдины размерами с мобильный телефон вполне могут образоваться внутри бетонного блока, тем самым подрывая его прочность.

После отступления холодов вода растопится и испариться, однако легче от этого не станет. На месте замерзшего льда останутся пустоты средних и малых размеров. Наличие пустот провоцирует появление трещин, как только на конструкцию подадут рабочие нагрузки.

Оставить разрушенный зимними морозами фундамент просто так – значит преднамеренно рисковать.

Температурный режим

Так при какой температуре можно заливать фундамент? Наверняка спросите вы.

Температурный режим делится на несколько групп. Отметим их все, а затем разберем по отдельности.

Итак, существуют следующие температурные режимы:

неблагоприятный;
умеренный;
благоприятный.

Неблагоприятный температурный режим, как правило, регистрируется в зимнем периоде, когда на улице настоящий мороз. По большому счету, делать бетонные конструкции в минусы на улице вообще нельзя. Если конечно вы не позаботились о предварительной подготовке.

Как только температура снижается до минусовой отметки и настает настоящий мороз, работы следует реорганизовать, нагрузки перераспределить и применить специальное оборудование, с помощью которого удастся сделать свою работу даже в экстремальных условиях.

Умеренный температурный режим колеблется от показателей +4 градуса и до ноля. Такая температура чаще всего бывает осенью и ранней весной. В этом режиме делать бетонные конструкции еще можно, но надо быть осторожным и не оставлять после себя вскрытые элементы, по крайней мере на ночь. Однако в большинстве случаев (если ночью не ударит мороз) достаточно обойтись минимальными мерами защиты, к примеру, накрывать опалубку тканью.

Благоприятная температура в зимнем периоде встречается крайне редко, особенно в нашей климатической зоне. Речь идет о температуре выше +6 градусов. В таком случае никакие ограничения строителям не ставятся и они вольны предпринимать при бетонировании монолитных конструкций те шаги, которые считают нужными.

Плюсы строительства и заливки в зимнее время года

Достоинства:

Облегченная работа на участке с хрупким грунтом. Причина – заледенелая земля более прочная, с ней удобнее работать. Промерзший грунт хорошо сохраняет свою форму.
Невысокая цена на материалы из-за того, что строительство зимой происходит в медленном темпе.
Удешевление рабочей силы (люди готовы работать за меньшее вознаграждение из-за отсутствия большого количества объектов).
Большое количество свободного времени в зимний период.
Проведение работ оправдано в северном регионе (теплое время года значительно короче зимы).
Низкая вероятность обрушения котлована. Причина – земля замерзает намертво, это облегчает процесс заливки.
Экономия времени. Фундамент необходимо выдерживать около полугода. Можно создать основание в ноябре, это позволит в середине апреля приступить к строительству стен дома.
Возможность подъезда крупногабаритной техники на любое место поля (исключается вероятность застрять).
Осуществление заливки прямо из автобетоносмесителя.

Заливаем фундамент зимой – как протекает гидратация

При условии применения специальных методов, предусматривающих введение добавок или нагрев раствора, процесс гидратации в зимнее и летнее время не отличается.

Он предусматривает следующие стадии:

образование поверхностной пленки на основе солей натрия;
поглощение вяжущим веществом воды во внешнем слое массива;
стягивание наружного слоя с одновременным повышением плотности;
прекращение впитывание влаги и дальнейшее повышение твердости.

Бетонный массив приобретает эксплуатационную твердость постепенно:

первоначальное схватывание раствора длится не более 24 часов. Жидкая смесь твердеет, но она недостаточно прочная для выполнения дальнейших работ;
окончательный набор твердости происходит в течение 28 суток. На продолжительность влияют погодные факторы и рецептура.

Особенности заливки фундамента в зависимости от вида

Свайный фундамент зимой заливается по технологии с прогревом и утеплением бетона.

Свайный тип фундамента хорошо подходит для земельных участков с мягким, рыхлым грунтом. Такой фундамент состоит из свай, которые погружены в землю и соединены между собой железобетонными балками или плитой. При таком расположении фундамента необходимо передать его нагрузки на более твердые породы грунта. Глубина, на которую закладываются сваи, зависит от геологической особенности участка. Оптимальным вариантом для установки свай будет грунт, который промерзает на большую глубину.

Преимуществом металлических винтовых свай является то, что такой тип фундамента можно закладывать и в холодное время года. Плюсом зимней укладки является целостность травяного покрова на строительном участке, который порадует хозяев своим видом весной. Сваи изготовлены из стали, которая хорошо переносит холод.

Чтобы правильно установить свайно-винтовой фундамент зимой, нужно выполнить следующие действия:

выполнить разметку и приступить к завинчиванию свай, предварительно сделав небольшие приямки (если сделать их на глубину промерзания почвы, то завинчивание ничем не будет отличаться от летнего);
если земля сильно мерзлая и не поддается бурению, придется ее предварительно нагревать при помощи костра;
добавить в бетон антиморозные присадки (стоимость этих материалов существенная, но бетона для такого фундамента нужно немного, поэтому и присадки потребуется небольшое количество).

Рассмотрим, как просто заложить винтовой фундамент зимой:

Вскрыть верхний мерзлый слой грунта.
В мягкий грунт произвести завинчивание свай.

В отличие от ленточного фундамента, у винтового имеется следующий ряд преимуществ:

экономия времени, связанная с быстрой установкой винтовых свай (1-2 дня работы);
экономия средств по сравнению с укладкой ленточного типа зимой;
возможность использовать винтовые сваи при большом перепаде высот и при наличии «сложных грунтов».

Ленточный фундамент зимой также возможно возвести с помощью морозоустойчивых добавок, однако специалисты рекомендуют зимой возводить его из готовых бетонных блоков, где раствор заливается только в соединительные швы.

Решение зимней закладки есть, в зависимости от того, какой тип фундамента вы захотите возвести для дома.

Что происходит с бетоном при послойной заливке

В первые часы после заливки, пока продолжается так называемая «жидкая» фаза схватывания, на ещё не связанный подвижный бетон можно укладывать свежую порцию раствора. Частицы в нижних слоях упруго воспринимают нагрузку, они легко перераспределяются под тяжестью верхнего слоя, так как ещё не связаны друг с другом. А свежий раствор легко «прорастёт» в уже уложенную массу.

Но с того момента, когда кристаллы начинают срастаться друг с другом и до значительного упрочнения этих связей нагружать бетон нельзя. Это вызовет деформации в толще ещё слабого бетона и появлению трещин, прерывающих связи. Такое основание не будет прочным и не сможет выдержать вес здания – оно будет постепенно разрушаться.

Трещины под действием грунтовых вод и осадков будут увеличиватьсяИсточник wallbox.ru

Поэтому положительный ответ на вопрос, можно ли залить фундамент частями за несколько дней, специалисты дают только при условии укладки следующего слоя не ранее, чем через три дня после предыдущего. Это минимальный срок, который необходим бетону для твердения и приобретения устойчивости нижних пластов к нагрузкам.

Но в этом случае придётся решать проблему «холодного шва», так называют стык между слоями бетона разной степени созревания. Свежий раствор будет твердеть сам по себе, не образуя связей с уже схватившимся бетоном. По сути, такой фундамент нельзя называть монолитным, так как каждый его пласт является отдельным несущим элементом конструкции. И эти не связанные между собой элементы могут двигаться друг относительно друга.

Горизонтальный холодный шовИсточник penetron-simf.ru

Но есть способы, с помощью которых можно добиться целостности бетонной ленты или плиты и придать ей свойства монолита.

Достоинства и недостатки

Предлагаем разобраться с плюсами и минусами строительства фундаментного основания зимой.

К числу преимуществ относятся:

удобство подготовки котлована или траншеи на участке, где почвенный состав в теплое время года плохо держит форму;
в зимний сезон строить фундамент на Севере – решение вполне оправданное;
приемлемая стоимость материалов, на которые временно падает спрос;
наличие свободного времени.

К сожалению, определенные недостатки тоже имеются. Если в летнее время возможно подготовить траншею своими руками, то в зимний сезон появляется необходимость привлекать специальную технику, чтобы справиться с промерзшим грунтом. Возрастает риск приобрести строительные материалы низкого качества, от которых поставщики не смогли избавиться в сезон. Добавляются заботы о том, как сохранить фундамент на зиму.

Особенности зимней заливки

Для обеспечения надежности и прочности фундамента загородного дома при его заливке зимой, следует соблюдать определенные правила. В первую очередь, нельзя выполнять работы частями с очень большими промежутками времени между каждой отдельной заливкой. Раствор бетона укладывают небольшими сегментами, быстро перекрывая их следующим слоем. Также нужно:

Хорошо очистить подготовленную траншею от снега и убрать со дна канавы и арматуры образовавшуюся наледь.
Накрыть котлован специальным изоляционным материалом.
Заранее прогреть дно между всеми стенками опалубки.
Обеспечить полноценный проход к опалубке.

Заливать бетон поверх промерзшей почвы нельзя, так как при оттаивании она будет оседать и вполне может стать главной причиной проседания фундамента.

Какие виды фундаментов заливают в зимнее время

Как правило, в зимнее время возводят определенные типы фундаментных оснований. Распространенным вариантом является ленточный фундамент, устройство которого зимой имеет свои плюсы и минусы. Основной недостаток связан с низким уровнем производительности, необходимостью частого отдыха для строительной бригады. Кроме того, определенные операции для их выполнения потребуют значительно больше времени, чем в летнее время.

Свои плюсы и минусы зимой имеет и свайный фундамент. Он хорош под легкие сооружения, возводимые из древесного материала. Если выдерживать все требования СНиПа, зимой можно установить свайно-винтовой фундамент по любому сложному грунту, используя буронабивные и бурозабивные опоры. Первый тип бетонируется в подготовленные скважины, второй просто забивается в почву. Этот вариант более удобен тем, что нет необходимости замешивать раствор – опорные элементы приобретаются в готовом к применению виде.

Особенности строительства монолитного фундамента зимой

— ЗАЛИВАТЬ ИЛИ ЖДАТЬ —

Можно ли строить фундаменты зимой в мороз? Можно, но какой ценой!

Деревянные дома можно возводить и зимой. Но наибольшие трудности при возведении зданий в этот период возникают при устройстве монолитных фундаментов – разработка грунта, бетонирование, выдержка и прогрев бетона. Все это удорожает работу и может снизить качество фундамента. Разберемся, что может произойти с фундаментом при его возведении зимой и при каких условиях строительство будет надежным.

Практически вся территория Российской Федерации находится в зоне сезонного промерзания грунтов. Мелкие и пылеватые пески, супеси, суглинки и глины при промерзании проявляют пучинистые свойства. Поверхность этих грунтов зимой приподнимаются, а весной, оттаивая, приходит в исходное состояние. В зависимости от силы пучения- деформации поверхности можно условно разделить на три вида: слабо пучинистые – от 1,5 до 5 см; средне пучинистые – от 5 до 10 см; и сильно пучинистые – от 10 до 15 см. для Московской области.

Деформация пучения промерзшей толщи грунта с глубиной уменьшаются, а на границе промерзания они равны нулю. В сильно пучинистых грунтах уменьшение деформации пучения происходит в прямой пропорции с глубиной, а в слабо пучинистых грунтах – в степенной зависимости. Фактическая скорость и глубина промерзания грунта зависит от температуры воздуха и периода – времени промерзания. Расчетная глубина промерзания грунта, для московского региона, за период отрицательных температур в 150 суток и со скорость промерзания равной 1 см/сутки равна 1,5 м.

При устройстве фундаментов зимой, промерзание грунта начинается не только от поверхности грунта, но и от дна открытых траншей и котлованов. Поэтому монолитные железобетонные фундаменты, устроенные в период отрицательных температур и заглубленные ниже расчетного уровня промерзания, подвергаются деформации пучения. А тем более, когда траншеи откапываются в ширину и по размеру фундамента и бетон укладывается непосредственно в грунт – «враспор». Свежее выкопанная траншея промерзает и ее поверхности начинают вспучиваться и в только что залитом бетоне, еще не набравшем прочности, могут возникнуть трещины. При отрицательных температурах скорость набирания прочности бетона увеличивается до 5 раз. Поэтому при строительстве заглубленных монолитных фундаментов в зимнее время, а тем более при низких отрицательных температурах, не рекомендуется!

При устройстве мелко-заглубленных фундаментов на песчаной подушке таких проблем нет, но высока вероятность неравномерной осадки весной и необходимость прогрева бетона в период набора прочности до его полного его схватывания. В настоящее время имеется множество эффективных противоморозных добавок. Строительство фундамента в зимний период существенно усложняется, а стоимость работ возрастает.

Допустимые абсолютные деформации пучения для деревянных домов составляют 50 мм, для домов с кирпичными и мелко-блочными стенами 25 мм.

Вывод: допускается строительство монолитного мелко-заглубленого фундамента для деревянного дома в зимнее время при соблюдении всех требований и технологий ведения работ.

По материалам кандидата технических наук Леонида Гинзбурга.

Можно ли заливать фундамент зимой – особенности работ

Особенности зимней закладки фундамента возможные трудности и способы их устранения