При какой температуре можно заливать фундамент: разбираемся в нюансах, чтобы не совершить ошибок

От прочности фундамента напрямую зависит надежность и долговечность всего строения. Планируя подобный «нулевой» цикл строительных работ, необходимо учитывать множество факторов. Особенно важное значение приобретает информация, при какой температуре можно заливать фундамент.

Если не учесть погодные условия во время процесса заливки фундамента, качество и марку раствора, применение добавок, которые способны понизить температурную кристаллизацию воды, мероприятия по поддержанию необходимых режимов для созревания бетона, то работа может быть проведена напрасно, и возведенная основа здания начнет крошиться сразу же после затвердевания.

Подготовка к заливке фундамента

Вне зависимости от времени года подготовительные мероприятия будут включать целый перечень обязательных работ:

• Место, где будет устраиваться фундамент под возведение сооружения, должно быть очищено от верхнего слоя почвы и размечено соответствующим образом. Снять верхние слои грунта в морозную погоду – достаточно трудоемкая задача.
• Когда общее место будет определено, производится разметка внутренних границ траншеи, которую необходимо вырыть под фундамент. Глубина ее должна составлять от 500 до 800 мм — эта величина будет зависеть от типа грунтов местности, где ведется строительство, глубины их промерзания, особенностей возводимого здания (его этажности, материала стен и крыши и т.п.) Землеройную технику для отрывки узких и достаточно глубоких траншей с ровными стенками применить можно далеко не всегда. Ручное же выкапывание мёрзлого грунта – еще одна сложность при проведении зимних работ.
• На дно котлована-траншеи укладывается гидроизолирующая и укрепляющая подушка. Первым укладывается песок и хорошо утрамбовывается, толщина слоя может быть от 100 до 150 мм. На него засыпается щебенка и тоже хорошо уплотняется. Очень часто зимой и песок, и гравий находятся в «прихваченном» морозом состоянии. Существует большая вероятность, что с подъемом температуры подушка может потерять необходимую плотность, даже при самом качественной трамбовке.

• Кроме того, нет полной уверенности, что при общем оттаивании грунта весной и возможных при этом его движениях всю конструкцию возводимого фундамента не «поведет», а это может привести к образованию внутренних напряжений и трещин.
• Следующим шагом идет установка опалубки из досок или деревянных щитов, которая гидроизолируется плотной полиэтиленовой пленкой. На сильном морозе полиэтилен нередко теряет эластичность, становится ломким, и гидроизоляция может получить повреждения.

• Может использоваться и несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола, которая, помимо своей прямой функции, выполняет еще и роль утеплителя.

• Далее, в опалубку необходимо установить арматурную конструкцию, которая сваривается или скручивается стальной проволокой. Арматура для этой конструкции берется толщиной от 10 до 15 мм. Нельзя забывать, что арматурная сталь имеет достаточно значительный коэффициент линейного термического расширения. Сваренный на сильном морозе арматурный каркас обязательно будет стремиться к изменению размеров при повышении температур. Это – еще одна весомая «добавка» к ненужным внутренним напряжениям конструкции фундамента.

Тем не менее, как уже упоминалось, бывают ситуации, когда, в силу тех или иных причин, возведение фундамента в зимний сезон является оправданным:

• Это может быть вызвано особенностями грунтов. Если в местности, где проводится стройка, преобладают песчаные сыпучие грунты, то, лучше проводить возведение фундамента в промерзлой твердой почве, которая сохраняет нужную для котлована форму.
• Не следует сбрасывать со счетов невозможность проведения стройки летом по причине особых климатических условий региона.
• В ряде местностей из-за слабой развитости дорожных сетей доставка больших объемов строительных материалов или передвижение тяжелой специальной техники возможно лишь по замерзшему грунту.
• Иногда к зимней стройке прибегают в целях экономии средств, так как в этот период снижаются цены на необходимые материалы. Это будет выгодно в том случае, если работа будет проводиться самостоятельно.
• Часто появляется возможность экономии за счет снижения строительными фирмами стоимости услуг, в связи с резким снижением спроса на их деятельность в холодное время года.

 Когда все подготовительные процессы будут закончены, можно рассчитывать густоту и состав раствора, параметры которого будут зависеть от температуры, при которой он будет заливаться в опалубку.

Заливка фундамента бетоном

• Когда бы не проводилась заливка, раствор для фундамента не должен быть слишком тонкий, поэтому его чаще всего изготавливают из цемента и средней величины щебенки.
• Часто в раствор добавляют пластификаторы, которые улучшают состояние и прочность бетона, увеличивают его сцепление с арматурными конструкциями, повышает влагостойкость фундамента.  Кроме этого, как утверждают производители, при заливке пластификаторы снижают расход цементного раствора на 20%.

Благодаря тому, что пластификаторы положительно влияют на морозостойкость раствора, их очень часто добавляют и в тех случаях, когда приходится заливать фундамент при отрицательных температурах воздуха.

• По всем рекомендациям заливка бетона должна производиться при температуре не ниже 5 градусов – это, по сути, является критическим показателем для нормального созревания. Однако, и летняя жара тоже мало подходит для проведения этих строительных процессов. Оптимальным температурным режимом для заливки раствора в котлован является +15 ? 25 градусов. Такие условия позволят получить без лишних затрат и технологических приемов максимально прочную основу под возведение стен и в минимальные сроки.

Каковы общие рекомендации по заливке бетонного фундамента:

• В случае, когда раствор изготавливается самостоятельно прямо на строительной площадке, все используемые для него материалы не должны быть в замороженном состоянии и не должны иметь в своем составе снега или кристаллов льда. Поэтому лучше их приобретать в фирмах, которые гарантированно обеспечивают им должное хранение.
• Раствор необходимо заливать и распределять по опалубке быстро, чтобы мороз не успел схватить влагу в растворе. Поэтому заливка всего объема бетона производится в таких условиях только за один раз. Если фундамент имеет большой объем и площадь, то лучше воспользоваться предложениями профильных фирм, которые занимаются изготовлением, доставкой и выгрузкой необходимого раствора в подготовленную опалубку.

• Не рекомендовано проводить заливку бетона слоями, так как между ними, благодаря низким температурам, могут образоваться щели, что сделает фундамент менее прочным.

Если обстоятельства сложились таким образом, что приходится проводить работы в условиях критических температур, нужно знать, что процессы схватывания и затвердевания будут увеличены в несколько раз. Поэтому заливка фундамента в зимний период проводится только при крайней необходимости.

Ниже приведена таблица, из которой наглядно видно, как влияет температура окружающей среды на время созревания и полного набора необходимой прочности обычного бетонного раствора марки М200 – М300, изготовленного на основе портландцемента М-400 или М-500.

срок твердения бетона, суток	-3° С	0° С	+5° С	+10° С	+20° С	+30° С
1	3%	5%	9%	12%	23%	35%
2	6%	12%	19%	25%	40%	55%?
3	8%	18%	27%	37%	50%?	65%
5	12%	28%	38%	50%?	65%	80%??
7	15%	35%	48%?	58%	75%??	90%
14	20%	50%?	62%	72%??	90%	100%
28	25%	65%	77%??	85%	100%	-

Примечания:

— процентные показатели рассчитаны в соотношении к эталонной прочности созревшего бетона данной марки.

— под значками (?) указаны так называемые условные нормативно-безопасные сроки проведения распалубки залитой бетонной конструкции.

— значки (??) – это сроки созревания для начала полностью безопасных дальнейших работ.

Чтобы обеспечить необходимый минимально допустимый температурный режим используют несколько технологий:

• Процесс проводится с подогреванием арматурной конструкции либо с установкой специальных обогревательных кабелей. В этом случае к фундаменту должно быть подведено соответствующее электрическое напряжение. Существует несколько технологий, как с применением токов высокого напряжения (до 380 вольт) так и низкоточные (12 вольт). Разогревшись, арматурная конструкция или греющий кабель не дадут смерзнуться влажному, не схватившемуся раствору.

Однако, такие методы оправданы только при масштабном промышленном строительстве – подобные технологии являются весьма опасными и требующими высочайшей квалификации специалистов. Кроме того, немаловажной будет являться затрата большого количества электроэнергии, а значит придется заплатить изрядную сумму. В итоге суммарный бюджет такого обустройства фундамента вряд ли приемлем для среднестатистического российского частного застройщика.

• Можно воспользоваться и другой технологией — это использование для устройства фундамента несъемной утепленной опалубки.

Для этого способа используются пустотелые блоки из экструдированного пенополистирола, которые удобно устанавливать друг на друга, благодаря имеющимся зубцам на боковых и верхних поверхностях. Они идеально совмещаются друг с другом, не оставляя щелей (своеобразный аналог детского конструктора «Lego»). Во внутреннее пространство устанавливают арматурные конструкции, которые придают фундаменту требуемую общую жесткость.

Пенополистирол с фундамента не снимают, а после затвердевания бетона поверхность затягивается армирующей сеткой-серпянкой, штукатурится и гидроизолируется.

Однако, такой подход лишь уменьшит негативное влияние отрицательных температур при созревании бетона, но не снимет проблему полностью.

• В любом случае для надежного схватывания залитого фундамента при минусовых температурах, сверху он обязательно закрывается плотной полиэтиленовой пленкой. Для этого возводят над ним временное сооружения из дерева или арматурных прутьев, которое также затягивают полиэтиленом. В получившемся закрытом помещении, внешне напоминающим парник, поддерживают необходимую для качественного застывания температуру с помощью тепловых пушек. Понятно, что и это потребует очень существенным материальных затрат.

Как можно убедиться, даже с экономической точки зрения проведение работ по заливке фундамента в зимнее время вызывает большие опасения. Поэтому прежде чем начинать такую работу во время холодов, нужно очень тщательно взвесить все финансовые риски и оправданность подобной спешки.

Видео: работы по Lb00;зимнейMc64; укладке бетона в фундамент

Цены на цемент

Являются ли «панацеей» противоморозные добавки?

Бытует весьма распространённое мнение, что проблему зимней заливки бетонного фундамента вполне можно решить использованием специальных соляных присадок в подготавливаемый раствор. Если судить по многочисленной рекламе, то стоит добавить этот компонент при замешивании, а дальше все пойдет своим чередом С этим стоит разобраться поподробнее.

Видео: один из вариантов противоморозной добавки в бетон

Цены на различные виды противоморозной добавки в бетон

Прежде всего, необходимо уяснить, как, собственно, происходит процесс твердения и созревания бетонного камня.

Когда раствор залит в опалубку, он проходит до готовности через две стадии — это схватывание и отвердевание.

• Схватывается залитый бетон в течение 24 ? 30 часов. За это время жидкая консистенция переходит в твердое состояние, однако, она еще не имеет достаточной прочности. Именно в этот период начинают формироваться кристаллические связи, происходит связывание свободной воды и цементных составляющих раствора.
• Далее начинается второй этап — это окончательное отвердение, созревание и упрочнение бетонной конструкции — он проходит в течение намного более длительного срока. Этот период зависит от нескольких факторов, таких, как марка приготовленного раствора, уровень влажности и температурный режим, а также наличие специальных упрочнительных добавок.

Как говорилось выше, оптимальная температура для химических реакций обоих процессов варьируется от 15 до 25 градусов. Чем выше она в этом диапазоне, тем быстрее пройдет окончательная кристаллизация, переход воды в гелеобразное состояние. Но даже в оптимальных условиях о готовности фундамента можно говорить не ранее, чем через 4 недели – основа полностью готова для возведения стен.

Опасность отрицательных температур кроется в нескольких причинах:

• Во-первых, расширение замерзшей несвязанной цементом воды вызывает внутренне давление на пористую структуру бетона, что приводит к его разрушению. Особенно это становится заметным после повышения температуры до положительных отметок – такой бетон по прочности ни идет ни в какое сравнение с «нормальным».
• Во-вторых, сам по себе сложный химический процесс гидратации цемента требует определенного температурного режима. Уже при температуре ниже +5° С активность этих процессов снижается до критических отметок, и чем холоднее, тем более вялотекущим будет созревание бетона. И даже в этом случае такой «прерывистый» процесс существенно ухудшает качество готовой бетонной конструкции.

Чтобы в какой-то мере минимизировать негативное влияние мороза и разработаны специальные добавки. Технологи пытаются таким образом решить обе проблемы. Добавлением солевых растворов повышают плотность воды, резко снижая температуру ее кристаллизации. Специальные присадки, кроме того, предназначены для своеобразной катализации и дополнительного вовлечения воздуха в процессы химического вызревания бетонного камня в условиях отрицательных температур. Обычно подобные составы изготавливаются на основе поташа, лигносульфоната, гидрохлорида кальция, нитрита или формиата натрия.

Однако, если с замерзанием воды вопрос в той или иной мере решается положительно, то «обмануть» законы химии гораздо сложнее. Процесс созревания все равно не отличается быстротой, и занимает намного больше времени, нежели в оптимальных условиях.

В таблице ниже для примера показаны ориентировочные сроки вызревания бетона в условиях отрицательных температур с применением противоморозных добавок:

Тип противоморозной добавки	средняя температура во время созревания	1 неделя	2 недели	4 недели	3 месяца
Нитрит натрия	-5° С	30%	50%	70%	90%
	-10° С	20%	35%	55%	70%
	-15° С	10%	25%	35%	50%
Поташ	-5° С	50%	65%	85%	100%
	-10° С	30%	50%	70%	90%
	-15° С	25%	40%	60%	80%
	-20° С	23%	35%	55%	70%
	-25° С	20%	30%	50%	60%

Можно убедиться, что даже при — 5°  о полной готовности бетонной конструкции может идти речь только спустя 3 месяца. При более холодной атмосфере срок еще больше возрастает.

Возникает вполне резонный вопрос: имеет ли для хозяина индивидуального участка смысл «завязываться» с зимней укладкой фундамента (если это не вызвано какими-то особыми обстоятельствами), тратить на это значительные материальные средства, физические усилия, если реальный выигрыш по времени практически недостижим. Тем более, что и с противоморозными добавками тоже все обстоит не так просто:

• Некоторые виды добавок вызывают активные коррозионные процессы на металлическом арматурном каркасе. Не все марки сталей подойдут для этих целей.
• Замешивание «зимнего» бетонного раствора – намного сложнее, нежели обычного. Провести такую работу вручную – попросту невозможно, так как требуется особо тщательное перемешивание компонентов до абсолютно однородной консистенции. Время замеса значительно возрастает, компоненты должны пройти определенную подготовку (разогрев до нужной температуры), необходим строго выверенный порядок подачи материалов в смеситель и т.д. нужна очень точная дозировка дополнительных присадок, зависящая и от марки бетона, и от температуры воздуха – здесь требуется профессиональный подход. Как вариант – доставка готового модифицированного раствора, изготовленного в заводских условиях – но это опять упирается в вопрос рентабельности подобного строительства.
• Даже с использованием присадок температура ниже -20° С все рано является критичной, а подобное резкое падение зимой, например, в ночное время – отнюдь не редкость.
• Нельзя заливать подобные растворы и в том случае, если внезапно началась оттепель, пошел дождь или относительная влажность воздуха подскочила выше отметки в 60%.
• Применение таких добавок вовсе не освобождает от необходимых мероприятий по устройству «парника» после заливки, и поддержания нужной температуры с помощью тепловых пушек. Если это невозможно, то фундамент придется закрыть утеплителями (например, слоем сухих опилок, травы или дернины, толщиной порядка 300 мм, а потом укрыть до созревания пленкой. Проводить распалубку все равно, скорее всего, придется только весной, по окончанию устойчивых холодов.

Уход за залитым фундаментом

Было бы серьезной ошибкой полагать, что даже в идеальных условиях можно лишь залить опалубку бетоном, а потом дожидаться результатов созревания. Как бы это странно ни звучало, но свежезалитый фундамент всегда, при любых обстоятельствах нуждается в определенном уходе. Главными задачами подобных технологических мероприятий являются:

• Сведение к минимуму усадки залитой бетонной конструкции.
• Обеспечить наиболее оптимальные режимы для процесса вызревания.
• Максимально предохранить застывающий фундамент от перепадов температур, в том числе – суточных.
• Не допустить пересыхания залитого раствора, быстрого испарения несвязанной воды – это наверняка закончится растрескиванием поверхности.
• Создать защиту незастывшей и не набравшей прочности конструкции от механических повреждений.

Мероприятия по подобному уходу должны начинаться буквально с момента заливки фундамента, и могут считаться полностью исполненными только при наборе бетоном не менее 70% марочной прочности, то есть, при оптимальных сроках для снятия опалубки (как было указано в первой таблице).

• Сразу же после заливки следует убедиться в том, что опалубка не потеряла заданных геометрических форм – до первичного схватывания (первые 1 ? 2 часа) еще есть возможность внести коррективы.

• Никто не застрахован от внезапных дождей. Чтобы не допустить размыва неокрепшей поверхности или ее механических повреждений, сразу же после заливки следует укрыть поверхность полиэтиленовой пленкой, мешковиной или брезентом.
• Не стоит забывать, что слишком высокие температуры тоже достаточно губительны для нормального протекания процессов созревания. В первую очередь это связано с активным испарением воды, пересыханием поверхностного слоя и появлением трещин. Обязательно предпринимаются шаги по увлажнению поверхности и удержанию влаги. Помимо закрытия паронепроницаемой пленкой, иногда необходимо прибегать и к более радикальным мерам, например, после первичного схватывания закрывать поверхность слоем хорошо впитывающего влагу материала. Это могут быть мокрые опилки или грубая ткань – создается подобие постоянного влажного компресса под полиэтиленовым покровом.

Одним словом, для каждого температурного режима требуются свои меры по уходу за бетоном. Для удобства выбора необходимых, можно привести следующую таблицу:

Предпринимаемые действия для обеспечения нормального созревания бетона	меньше - 3 ° С	от - 3° до + 5° С	от + 5° до + 10° С	от + 10° до + 15° С	от + 15° до + 25° С	свыше + 25° С
Прикрытие пленкой, постоянное увлажнение залитой поверхности и опалубки, укрытие бетона влагосберегающим материалом	нет	нет	нет	нет	при выраженной ветренной погоде	всегда
Прикрытие пленкой, увлажнение поверхности бетона	нет	нет	да	да	да	недостаточно
Прикрытие пленкой и термоизоляционным матриалом	нет	да	нет	нет	нет	нет
Прикрытие пленкой и термоизоляционным матриалом, создание парника с поддержанием температуры +10° С в течение минимум 3 дней	да	нет	нет	нет	нет	нет
Постоянное поддержание тонкого слоя воды на поверхности бетона	нет	нет	да	да	да	да

Еще несколько важных замечаний:

• Даже если малозаглубленный ленточный фундамент заливался в идеальных для этого условиях, не следует оставлять его «голым» и ненагруженным на зиму. Это неизбежно приведет к началу поверхностных эрозионных процессов, и конструкция потеряет свою прочность, станет трескаться и рассыпаться. Таким образом, необходимо так планировать строительные работы, чтобы в течение сезона перейти и к возведению стен на созданной основе.
• Сразу же после набора бетонной конструкцией необходимой 100% прочности, рекомендовано без отлагательства провести гидроизоляцию и утепление стенок фундамента. Подробнее об этих технологических процессах рассказано в соответствующих статьях нашего портала.

Какой можно сделать общий вывод?

Несмотря на то что современные строительные технологии, в принципе, позволяют проводить заливку фундамента при температурах, достаточно далеких от оптимальных 15—25 градусов, наилучшим вариантом все же будет планирование подобных работ в наиболее благоприятных условиях. Так фундамент получится гарантированно надежный и качественный.  Если все же обстоятельства вынуждают проводить «нулевой цикл» в иных условиях, следует точно соблюдать все технологические рекомендации по заливке и уходу за бетоном, применительно к реальному температурному режиму.

Видео: трудоемкость процессов заливки фундамента зимой