Среди начинающих застройщиков бытует мнение, что возведение фундамента зимой – это невозможная или – в лучшем случае – трудновыполнимая задача. Результат – стройка при температуре ниже 0 °С «замораживается», а строительные бригады «уходят в спячку» в ожидании нового сезона. Оправдан ли такой подход?
Итак, главные вопросы, на которые будут даны ответы:
- Что такое «зимние условия бетонирования».
- О чем нужно знать перед началом строительства фундамента зимой.
- Для чего нужны противоморозные добавки и суперпластификаторы.
- Какие способы обеспечивают качественную заливку фундамента зимой.
Почему можно строить фундамент зимой
Зимние условия строительства – это погодные условия, при которых днём температура не превышает +5 °С, а ночью столбик термометра опускается ниже 0 °С.
Из-за изменений климата, резких оттепелей и похолоданий «зимние» условия строительства, в зависимости от климатической зоны, могут наступить и в сентябре, и в ноябре, и даже в декабре. При этом снега может и не быть. Кроме этого, есть северные регионы, где тёплых дней практически не бывает, а среднегодовая температура не превышает +5 °С. В обычном гражданском строительстве зимой работы также не прекращаются, а зачастую ведутся круглосуточно.
Современные технологии возведения фундамента позволяют продлить строительный сезон и осуществить качественную заливку основания под дом при температуре до -15 °С, а при использовании особых методик – до -25 °С. Это форсирует сроки строительства, т. к. весной можно будет сразу приступить к возведению стен (если коттедж каркасный или деревянный, то его можно успешно строить и зимой), что позволит въехать в дом раньше.
К основным преимуществам зимнего строительства фундамента относятся:
- Сезонное снижение цен на строительные материалы и работы.
- Низкая загруженность строительных бригад.
- Возможность заезда тяжёлой строительной техники на участок, т. к. увеличивается несущая способность грунта, обычно раскисающего весной.
- Минимизация рисков обрушения стенок у вырытых котлованов, а также их затопление грунтовыми водами.
Распространено мнение, что фундамент лучше всего строить летом. При этом следует помнить, что погода в этот период времени также накладывает определённые ограничения. Например, могут начаться затяжные дожди, приводящие к размытию или полному обрушению стенок котлованов и траншей. Соответственно, необходимо рыть их заново, а это потеря времени и средств. На участках с высоким УГВ необходимо предпринять целый комплекс мер, связанных с откачкой и отводом воды из котлована.
Эти меры включают в себя рытье приямков, водоотводящих траншей, установки дренажных насосов. Кроме этого, высокие температуры – более +35 °С, и низкая влажность так же вредны для набора бетоном необходимой прочности, как и низкие температуры.
Поэтому сидеть и ждать «идеальных» погодных условий для бетонирования – непродуктивно. Ведь они могут и не наступить.
Особенности зимнего возведения фундамента
Среди особенностей зимнего строительства фундамента, о которых необходимо знать заранее, можно выделить:
- Короткий световой день, который «удлиняется» при использовании дополнительного осветительного оборудования.
- Необходимость обустройства утеплённой бытовки, где бы рабочие могли согреться и принять горячую пищу.
- Недопустимость промораживания основания вырытой траншеи или котлована. Если залить бетон в заледеневший грунт, то весной, при его оттаивании, фундамент может дать неравномерную осадку.
- Необходимость использования специальных добавок, а также повышения марочной прочности бетона. Например, вместо бетона М250 заливается М300. Это позволит гарантированно выйти на необходимую прочность в соответствии с проектом.
Стоит учитывать, что непосредственно процессу бетонирования фундамента предшествует ряд подготовительных работ, требующих больших временных затрат, и на выполнение которых низкие температуры не накладывают существенных ограничений.
К таким работам относятся:
- завоз стройматериалов на участок;
Базовые принципы строительства фундамента зимой
Строительство фундамента любого типа зимой, точно так же, как и летом, требует решения целого комплекса задач. Отрицательные температуры накладывают определённые ограничения при бетонировании. Чтобы понять, как «обойти» эти ограничения, нужно выяснить, сколько твердеет залитый в опалубку бетон.
Считается, что при нормальных условиях (примерно +20 °С и 95-100% влажности) обычный бетон на портландцементе, залитый в опалубку без добавок, набирает свою марочную 100 % прочность за 28 дней. А распалубочную прочность (70 %) от марочной – за 7-10 дней.
При зимнем бетонировании принято выделять критическую прочность бетона (в зависимости от типа конструкции и марки бетона, в среднем она равна 30…50 % от 100 %-й марочной прочности). При достижении этого значения фундамент может «уйти в зиму» без последующих значительных изменений своей структуры. И уже весной, после оттаивания, бетон продолжит процесс затвердевания и набора необходимой прочности. В идеале, перед «отправкой» фундамента «на зимовку» следует довести прочность бетона до 70 % от марочной 100 %-й. В этом случае, при последующем замораживании/оттаивании фундамента, в бетоне не возникнет никаких деструктивных изменений.
Только фундамент, бетон которого набрал определённую критическую прочность, может эффективно противостоять действию отрицательных температур и уйти на консервацию «в зиму».
Эффективность зимнего бетонирования базируется на способах, при которых в бетоне (определённый период времени) поддерживается положительная температура, достаточная для набора им необходимой прочности.
Особенно важно не «заморозить» фундамент в первые 3-5 дней после заливки бетона в опалубку. Именно в это период времени происходит основной набор прочности.
На скорость затвердения бетона влияет несколько факторов (водоцементное соотношение В/Ц, состав смеси, влажность и т. д.). Но самый главный фактор – это температура окружающей среды. Для ориентира, в таблице приведены усреднённые цифры зависимости набора прочности бетона от температуры.
Чем выше температура твердения бетонной смеси, тем меньше срок набора фундаментом критической прочности. При температуре ниже 0 °С процесс гидратации в бетоне прекращается. Вода, не успев прореагировать с цементом, замерзает, что напрямую влияет на прочность и долговечность фундамента.
Отсюда, для успеха зимнего строительства фундамента, необходимо:
- Поддерживать положительную температуру в уже залитой бетонной смеси. Для этого возводится тепляк, а температуру внутри него поднимают тепловыми пушками. Греют бетон и при помощи электричества – подведя напряжение к электродам в бетоне или арматуре, или непосредственно к опалубке, если она изготовлена из металла.
- Использовать противоморозные добавки ПМД (солей неорганических кислот, хлористый натрий и хлористый калий и т. д.). Противоморозные добавки обеспечивают процесс гидратации цемента и твердение бетона (т .к. вода не замерзает) при отрицательных температурах до -15 °С и ниже.
- Применить быстротвердеющий портландцемент с добавлением в него суперпластификаторов – добавок, уменьшающих В/Ц. Это позволит снизить количество воды, необходимое для затворения бетонной смеси, а сама смесь получается более «жёсткой».
При использовании противоморозных добавок следует внимательно читать инструкцию по их применению. Некоторые добавки нельзя использовать для бетонирования фундаментов (и других железобетонных конструкций), т. к. они вызывают ускоренную коррозию металлической арматуры.
Бетон с ПМД называют «холодным». Применение добавок позволяет воде затворения в бетонной смеси не замёрзнуть даже при отрицательных температурах. При этом процесс гидратации идёт медленно. Бетон постепенно набирает необходимую прочность (при этом фундамент необходимо как следует утеплить), которая может достигнуть от 30 % до 50 % марочной прочности в течение месяца. Только после этого фундамент можно замораживать.
При заказе бетона с ПМД паспортная температура замерзания бетона с добавкой берётся из расчёта средней прогнозируемой отрицательной температуры на месяц, а не на день заливки.
Помимо прогрева бетона, сооружения тепляка и комбинировании этих способов с добавлением ПМД, используется метод «термоса». Для этого воду, которую используют для затворения бетонной смеси, нагревают до +60…+80°С. Бетонную смесь заливают в хорошо утеплённую опалубку, которую затем дополнительно ещё укрывают плёнкой и хорошо утепляют со всех сторон. В результате химической реакции, которая происходит при затвердении бетона, выделяется тепло. Оно, «работая» в паре с теплом от уже уложенной «подогретой» смеси, позволяет бетону набрать необходимую марочную прочность к моменту его остывания до 0°С.
Подогретую воду добавляют в бетономешалку в количестве 50 % от обычного количества воды затворения. Затем засыпается щебень, бетономешалка включается на несколько оборотов, и только после этого добавляется цемент, песок и остаток воды. Это не даст бетону «свариться». Общее количество времени на перемешивание раствора увеличивается в 1.5 раза по сравнению с тёплым временем года. Для понижения критической температуры замерзания бетона, а также ускорения сроков его твердения, при методе «термос» рекомендуется дополнительно использовать ПМД (против морозные добавки).