А ведь промышленное и гражданское строительство не останавливается зимой. Значит, оно окупается и вполне реально по технологии, дело только в уровне профессионализма? Давайте изучим этот вопрос подробнее.
Посмотрите наше видео о зимнем строительстве:
Наш материал ставит своей целью ответить на следующие вопросы:
- Можно ли заливать фундамент в зимнее время?
- Специфика сооружения фундамента в минусовую температуру.
- Нюансы зависимости отвердения бетона от температуры.
- Влияние состава бетона на скорость достижения необходимой прочности.
- Метод «термоса».
- Что скрывается за маркировкой цемента.
- Портландцемент: лидер востребованности.
Можно ли заливать фундамент в зимнее время?
Независимо от даты на календаре условия строительства считаются зимними, когда дневные значения температуры достигают не более 5°С тепла, а ночные снижаются до отрицательных. В некоторых северных районах круглый год приходится работать в «зимних» условиях. Но и южнее в неустойчивое межсезонье могут наступить ранние сентябрьские холода или поздние апрельские заморозки.
Строители и раньше использовали технологические приемы и способы, позволяющие заливать фундамент в минусовую температуру. Но в последние годы появилось множество инноваций, позволяющих увеличивать строительный сезон до круглогодичного, и производить качественную заливку фундамента при понижении температуры до минус 15°С, а с применением специфических методик до минус 25°С. Точно зная, при какой температуре можно заливать фундамент зимой, строители не останавливаются в холода, и к моменту наступления теплых дней можно уже приступать к следующему этапу. Общие сроки возведения зданий и сооружений при этом заметно сокращаются.
Перечислим достоинства зимнего возведения фундамента:
- меньшая, чем в летний сезон, загруженность бригад строителей, широкая возможность выбора подрядчика;
- жесткость грунта при замерзании, повышенная несущая способность, обеспечивающая высокую проходимость тяжелой технике на земельных участках;
- уплотнение при замерзании стенок котлованов, предупреждающее их обрушение;
- минимальный уровень грунтовых вод;
- понижение цен на работы и стройматериалы в зимний сезон.
В качестве аргумента в пользу зимнего строительства можно добавить, какие недостатки имеет летнее строительство. Самую большую опасность несут периоды затяжные дождей, которые могут продолжаться неделями. Дождевые потоки и поднимающийся уровень грунтовых вод (УГВ) разрушают стенки вырытых траншей, подготовленных котлованов, подъездные пути. Приходится осуществлять комплекс мероприятий по отведению и откачке воды, накопившейся в котловане: устраивать дополнительные водоотводные траншеи, рыть приямки, устанавливать дренажные насосы.
Вторая, не меньшая неприятность — летняя жара. При повышении температуры более 35°С при пониженной влажности бетон так же плохо набирает прочность, как и при заморозках. Поэтому квалифицированные строители не ждут «у моря погоды», а применяют меры из профессионального «арсенала».
Специфика сооружения фундамента в минусовую температуру
Зимнее время имеет целый перечень параметров, отличающих его от летнего, которые необходимо учитывать:
- сокращенный световой день и необходимость искусственного освещения для его увеличения;
- необходимость предупреждения промерзания грунта в основании котлована или траншеи под заливку — несоблюдение этого требования может привести при потеплении к появлению трещин в фундаменте из-за неравномерной осадки;
- использование бетона более высокой прочности — например, М300 вместо проектного М250, что в итоге обеспечит гарантию прочности фундамента не ниже запланированной;
- применение противоморозных добавок (ПМД);
- необходимость обустройства комфортного пребывания строительной бригады на объекте: утепленная бытовка, где можно принимать пищу и переодеться.
Далее следует не забывать о подготовительных работах, которые необходимо провести до начала бетонирования. Обычно они отнимают не меньше времени, чем сам процесс бетонирования. Такие работы не зависят от температурного режима, их можно производить одинаково эффективно и летом, и зимой.
В перечень таких работ включаются:
- транспортировка к участку инструментов и материалов;
- разметка участка;
- подготовка котлована или траншеи под заливку (соответственно для цокольного этажа или ленточного фундамента);
- обустройство дренажной системы;
- строительство опалубки;
- сооружение арматурного каркаса.
Дополнительные сложности могут возникнуть, если цокольный этаж необходимо построить в условиях высоких грунтовых вод. Потребуется не только знать, при какой температуре бетонируют фундамент, какими ПМД воспользоваться или за какое время достигается расчетная прочность фундамента. Без профессиональной помощи строителей с должным уровнем квалификации и опытом практической работы не обойтись. В противном случае можно подвергнуть риску всю постройку и все вложенные в нее средства.
Нюансы зависимости отвердения бетона от температуры воздуха
Чтобы точно рассчитать параметры бетонной смеси, определить состав ее компонентов и добавок, составить график работ, нужно точно знать, при какой температуре бетонируют фундамент и сколько времени ему потребуется для достижения необходимой прочности.
За нормальные условия принято принимать температуру воздуха +20°С. При этом расчетное время достижения 100%-ной прочности для бетона, приготовленного на портландцементе (о нем мы поговорим немного позже) без добавок, залитого в опалубку, составляет 28 дней. А чтобы набрать так называемую распалубочную прочность (позволяющую демонтировать опалубку), которая составляет 70% от марочной, потребуется до 10 дней.
Еще существует понятие критической прочности, которая может колебаться от 30% до 50% марочной, и в значительной мере может зависеть от марки цемента в растворе, ПМД, марки самого бетона и т.д. Критической прочностью называют достижение фундаментом такого состояния прочности, при котором понижение температуры до отрицательных значений уже не приведет к критичным изменениям структуры. При потеплении в такой бетоне возобновятся процессы отвердевания без деструктивных преобразований.
Но определить, достиг ли критической прочности фундамент, при какой температуре и влажности, сколько дней для этого потребовалось, можно ли позволить фундаменту «уходить в зиму», или необходимы мероприятия по подогреву — слишком сложная задача для новичка или дилетанта. Здесь не обойтись без профессиональной помощи.
Что же делать, если критическая прочность еще не достигнута, а «за бортом» неумолимо холодает? Или бетон вот-вот подвезут, а мороз уже ударил?
Для этого предварительно принимаются меры, позволяющие поддержать в бетонном растворе положительной температуры столько времени, сколько необходимо. Это базовый принцип зимнего бетонирования.
Наиболее важно поддерживать положительную температуру первые 5-7 дней после того, как раствор залит в опалубку и процесс его твердения запущен.
Время, за которое бетон «становится», зависит более всего от температуры воздуха. Влияют и другие параметры — соотношение вода/цемент, ингредиенты состава — но температура остается решающим фактором.
В таблице приведены примерные значения, отражающие зависимость прочности бетона от температуры и времени.
|
Температура |
1°С |
5 |
10 |
15 |
20 |
30 |
|
Прочн 70% |
30 дней |
23 |
17 |
12 |
10 |
7 |
|
Прочн 100% |
- |
- |
45 |
35 |
28 |
17 |
Из таблицы видно, что при более высоких значениях температуры время отвердения бетона значительно сокращаются, тогда как отрицательные останавливают процесс гидратации. Это происходит, когда вода в бетоне превращается в лед, не успев должным образом вступить в реакцию с цементом. После размораживания такой фундамент просто рассыпется, как песок.
Для обеспечения и поддержания положительных значений температуры воздуха существует несколько способов:
- сооружение укрывающей конструкции — «тепляка» — над территорией бетонирования, и поддержание внутри нее температуры путем подогрева тепловыми пушками;
- применение быстротвердеющего раствора на основе портландцемента;
- применение суперпластификаторов — добавок, снижающих содержание воды в соотношении вода/цемент (В/Ц);
- метод «термоса» — использование для замеса подогретой воды;
- использование электроподогрева при пропускании электрического тока через электроды, заглубленные в бетон;
- тот же электроподогрев, но с подключением тока к арматурной сетке или металлическим элементам опалубки.
Конечно, расходование электроэнергии при использовании двух последних способов происходит значительное, но специалисты знают, что «в долгую» эти затраты окупятся с лихвой, если правильно рассчитано время подогрева и выбран оптимальный способ.
Влияние состава бетона на скорость достижения необходимой прочности
Применение противоморозных добавок направлено на придание раствору способности не замерзать при отрицательных температурах путем понижения точки замерзания (более -15°С). Но при этом срок достижения критической и марочной прочности также изменяется в сторону увеличения.
Кроме того, многие ПМД обладают повышенным корродирующим действием, и их применение чревато тем, что арматура фундамента быстро проржавеет. Такие смеси для заливки фундаментов и прочих ЖБИ использовать нельзя, соответствующую информацию добросовестные производители обязательно наносят на упаковку. Но, во-первых, не все производители отличаются добросовестностью, а во-вторых, неопытные «самодеятельные» строители просто не знают об этой тонкости и не обращают внимания на такую маркировку. Нужно обладать комплексом технических знаний и годами практики, чтобы уверенно ориентироваться в выборе ПМД, хорошо разбираться в марках цемента и бетона и не попасться на фальсификате.
Известно, что соленая вода не замерзает при нулевой температуре и дольше сохраняет тепло. Чтобы убедиться, достаточно посмотреть на морскую гладь зимой. Это свойство и используют для понижения температуры, при которой процесс гидратации бетона продолжается. В качестве добавок выступают соли неорганических кислот, например хлориды калия и натрия. Такой бетон в строительстве называют «холодным».
«Холодный» бетон до достижения им критической прочности также необходимо хорошо утеплять, и только когда оно произошло, можно допускать заморозку. В современном строительстве широко применяется бетон на основе портландцемента, который обладает повышенной скоростью твердения. При этом повышается жесткость бетона, увеличиваются значения линейного сжатия при усадке, что не всегда допустимо.
Проблематично для непрофессионала рассчитать правильную температуру замерзания, а значит и срок твердения по паспортным данным на бетон с ПМД. Дело в том, что расчетные значения вычисляются по усредненным значениям среднемесячной температуры. А в реальности на день заливки она может значительно отличаться от средних величин.
Метод «термоса»
Использование для затворения бетона горячей воды (от 60 до 80°С) также применяется при необходимости заливать фундамент в минусовую температуру. Поскольку реакция затвердения бетона является экзотермической, выделяемое при этом дополнительное тепло способствует поддержанию положительной температуры в смеси. Для бетона с подогревом нужно обязательно использовать предварительное утепление опалубки и термоизолирующее укрытие после заливки. К моменту охлаждения бетона до 0°С раствор успевает затвердеть и набрать необходимую прочность.
Процесс затворения бетона на подогретой воде происходит следующим образом. Предварительно в раствор добавляют не более половины горячей воды, щебень, и хорошо перемешивают. Лишь после этого добавляют цемент и песок, еще раз вымешивают, постепенно добавляя оставшуюся воду. Такая предосторожность нужна, чтобы бетон не «сварился». Использование ПМД при применении этого способа приготовления бетона также будет полезным. Нужно учесть, что время приготовления бетонной смеси возрастает примерно в полтора раза, соответственно растет и расход электроэнергии на работу бетономешалки.
Что скрывается за маркировкой цемента
Еще 50 лет назад цемент различали только по маркам: от М200 до М500. Марки от М600 до М1000 тоже существовали, но использовались ограниченно для строительства спецобъектов — гидроэлектростанций, взлетных полос аэродромов, космодромов и т.п. При этом все знали: чем больше цифра, тем лучше, не особо задумываясь о ее значении. Сегодня в строительных магазинах множество предложений всевозможных смесей, где по-прежнему может фигурировать марка в формате М+цифра, но кроме нее могут добавляться буквенные обозначения: ПЦ — портландцемент, ШПЦ — шлакопортландцемент, ВРЦ — водонепроницаемый расширяемый цемент, ГФ —гидрофобный, ПЛ — пластифицированный, БЦ — белый цемент, СС — сульфатостойкий. Но вместо марки сегодня может быть указан класс цемента с цифровой маркировкой, например: 22,5; 32,5; 42,5.
Что означают цифры марки или класса цемента?
В них зашифрованы прочностные характеристики, измеряемые в кг/см2 — цифры марки цемента, или в МПа — цифры классности.
Так цемент марки М400 указывает, что он выдерживает нагрузку 400 кг/см2. Эта марка соответствует классу 42,5 — изготовленное из него изделие выдерживает давление в 42,5 МПа.
Чтобы сориентироваться в этом многообразии и правильно выбрать материал, подходящий именно к данному объекту строительства, лучше обратиться за профессиональной консультацией к опытному инженеру или мастеру строительной специальности.
Портландцемент: лидер востребованности
Наиболее востребованными на сегодня стали различные модификации портландцемента (ПЦ). Название этой смеси происходит от известняков Портленда (Великобритания), на основе которых ее впервые изготовили и применили на стройках Америки в 1824 году.
Главным добавляемым в смесь компонентом, ускоряющим ее твердение, кроме клинкера мелкого помола, является гипс.
Портландцемент служит хорошей основой для всевозможных бетонных и штукатурных работ. Конечный продукт из него по внешнему виду и характеристикам близок к натуральному камню, что позволяет применять его для создания МАФов и садово-парковой скульптуры.
Среди всех цементов ПЦ имеет наивысшие показатели по прочности. Применение различных добавок позволяют широко варьировать его свойства, получая разновидности портландцемента:
- нормальнотвердеющий;
- гидрофобный;
- дорожный;
- быстротвердеющий;
- с умеренной экзотермией;
- пластифицированный;
- сульфатостойкий;
- пластифицированный;
- белый и цветной;
- с поверхностно-активными органическими добавками.
Следует помнить, что портландцемент имеет ограниченный срок годности. В значительной мере это определяется гигроскопичностью материала. Уже спустя 3 месяца его
