Заливка бетонного основания при минусовых температурах: ПМД и важные нюансы

Заливать фундамент бетоном в мороз нельзя - и точка! Ведь чем дольше длится период его затвердевания, тем менее прочным он получится по итогу. Или можно? Разберемся.

Но для начала немного истории. Все знают, что бетон изготавливается из смеси цемента, песка, щебня и воды. А из чего делают цемент? Он производится из клинкера, который представляет собой спеченные гранулы из глины и известняка. Клинкер измельчается до порошкообразного состояния, после чего к нему добавляются различные добавки для улучшения свойств цемента.

История бетона начинается с древнейших времен. Еще в Древнем Египте и Месопотамии люди использовали смесь песка, глины и воды для создания кирпичей и других строительных материалов. Однако современный бетон, который мы знаем сегодня, был изобретен в XIX веке. В 1844 году американский инженер Джозеф Монтгомери изобрел портландцемент, который стал основой современного бетона. Портландцемент получил свое название от острова Портленд в Великобритании, где он был впервые произведен. С тех пор бетон стал одним из самых популярных строительных материалов в мире.

Типы бетонных фундаментов

Ленточный: один из самых распространенных типов фундаментов, используемый для строительства загородных домов. Он представляет собой непрерывную полосу из железобетона, которая проходит под всеми внешними и внутренними несущими стенами здания. Преимущества ленточного фундамента заключаются в его прочности, долговечности и экономичности.

Плитчатый: представляет собой сплошную плиту из железобетона под всей площадью дома. Плитчатые фундаменты обеспечивают равномерное распределение нагрузки на грунт и идеально подходят для строительства на слабых и подвижных почвах.

Столбчатый: данный тип фундамента используется для строительства небольших одноэтажных домов или каркасных строений. Он состоит из столбов, установленных на углах и пересечениях несущих стен, а также на расстоянии не более 2-3 метров друг от друга.

Свайный: используется в случаях, когда строительство на обычном грунте невозможно из-за его слабости или высокого уровня грунтовых вод. Свайные фундаменты состоят из железобетонных свай, которые забиваются в землю до тех пор, пока они не достигнут твердого грунта.

Нормативы СНиП и затвердевание бетона

СНиП - это строительные нормы и правила, которые регулируют процесс строительства и определяют требования к качеству, безопасности и долговечности зданий и сооружений. Они разрабатываются специализированными организациями и утверждаются государственными органами. Соблюдение СНиПов является обязательным для всех строительных компаний и проектировщиков.

СНиП устанавливает следующие общие нормы для затвердевания различных типов бетона при разных температурных показателях:

для легкого бетона (с плотностью до 1800 кг/м³) минимальная температура твердения без добавок должна составлять +5 °C; такая смесь не подходит для фундаментов, но отлично для использования в бытовых нуждах - например, для заливки чаши/поддона при установке ламинарного твердотопливного котла длительного горения от завода "Броня" - официального поставщика Минобороны, в конструкции которого вместо дна (слабое место всех котлов) жаропрочное бетонное основание.

для тяжелого бетона (с плотностью более 1800 кг/м³) минимальная температура затвердевания без добавок составляет +5 °C, а с добавками -5 °C, но есть нюансы - о них поговорим позже.

Для достижения проектной прочности бетона нужная температура воздуха на улице и самого раствора - главные условия. Это релевантно не только в отношении процесса самой заливки, но и периода затвердевания и набора прочности - в среднем около 28 суток. Если пренебречь правилами, фундамент в, лучшем случае, пойдет мелкими трещинами (их некоторое количество, кстати, считается нормой - в предельно допустимых величинах), в худшем - крупными диагональными, способными серьезно деформировать фундамент.

Заливка бетона при минусовой температуре может привести к ряду проблем:

вода, которая является одним из основных компонентов бетона, может замерзнуть при минусовой температуре, что приведет к разрушению его структуры и снижению прочности;

лед, который образуется в бетоне при замерзании воды, может вызвать расширение и разрушение материала;

при нормальной температуре бетон затвердевает гораздо быстрее, чем при отрицательной;

в результате замерзания воды и образования льда в бетоне его прочность может значительно снизиться, что может привести к преждевременному разрушению конструкций;

для заливки бетона при минусовой температуре необходимо использовать специальные добавки и антиморозные присадки, которые могут значительно увеличить стоимость смеси;

после заливки бетона он должен оставаться влажным для правильного затвердевания и набора прочности, при минусовых температурах контроль влажности невозможен.

Какие технологии заливки бетона используются при минусовых температурах

Заливать фундамент бетоном в морозы можно - в конечном итоге, бывают ситуации, когда других вариантов просто нет. В подобных “вынужденных” обстоятельствах заливаемой смеси нужно искусственно создать те условия, при которых она будет затвердевать ровно столько, чтобы набрать необходимую прочность. А именно.

Бетон прогревается с помощью электрических термоматов (поверх заливки) или нагревательных кабелей, которые размещаются внутри опалубки. Это позволяет поддерживать необходимую температуру и ускорить процесс затвердевания.

Специальные противоморозные добавки добавляются непосредственно в сам бетон (перед заливкой) - это поможет предотвратить замерзание воды и улучшить его свойства при отрицательных температурах.
В условиях заводского производства бетонные и железобетонные конструкции заранее “пропаривают” в автоклаве, что в разы ускоряет процесс их затвердевания.

Противоморозные добавки для бетона

Противоморозные добавки для бетона – это специальные химические соединения, которые добавляются в раствор при его изготовлении. Они позволяют бетону сохранять свои свойства даже при отрицательных температурах, что делает возможным проведение строительных работ в зимний период.

Противоморозные добавки работают по принципу снижения температуры замерзания воды в растворе, что позволяет бетону набирать прочность даже в мороз.

Существует несколько видов противоморозных добавок:

Нитрит-нитрат кальция (ННК) - это наиболее распространенный вид противоморозной добавки. Он снижает температуру замерзания воды, ускоряет процесс гидратации цемента и предотвращает появление трещин в бетоне. Однако ННК может вызвать коррозию арматуры в бетоне, поэтому его следует использовать с осторожностью.

Формиат натрия - еще один популярный вид противоморозной добавки, который не вызывает коррозии арматуры и не повышает электропроводность бетона. Однако он обладает более слабым эффектом, чем ННК, и может быть менее эффективным при очень низких температурах.

Максимально допустимая температура для заливки бетона - минус 25 градусов.

Важные нюансы заливки бетона в мороз

Качество фундамента напрямую зависит от того, насколько быстро бетон набрал прочность. Чем дольше, тем больше вероятность появления трещин в будущем, в том числе глубоких. Самый важный порог - 50%. После этого отрицательные температуры уже не несут для прочности критического воздействия.

Даже при использовании противоморозных добавок нет гарантии того, что бетон будет набирать нужную прочность, - только если есть 100% уверенность в том, что разница дневных и ночных температур не станет варьироваться больше показателя +- 5 градусов.

При резких перепадах температур противоморозная добавка может не справится с поставленной задачей, поэтому бетону необходимо обеспечить дополнительные условия в виде тепловых матов или электрических кабелей.