Бетонирование фундамента методом термоса

Обновлено: 30.04.2024

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?

Чтобы разобраться в этом вопросе, воспользуемся рекомендациями опытных экспертов с FORUMHOUSE, хорошо разбирающихся в современных строительных технологиях. 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.

Сергей Астафьев

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.

Андрей Пашухин

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.

Сергей Астафьев

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;
разметка участка и рытьё траншеи под ленточный фундамент или котлована под строительство цокольного этажа или погреба;
устройство дренажа фундамента;
возведение опалубки;
арматурные работы.

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.

Андрей Пашухин

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».

Андрей Пашухин

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.

Опыт участников портала

Пользователь FORUMHOUSE

Всего за две недели на обогрев фундамента у форумчанки ушло четыре баллона с газом объемом 30 литров. При наборе прочности фундамента 50 % от марочной, тепляк сняли и разобрали опалубку, а сам фундамент дополнительно утеплили и оставили «зимовать» до весны.

Сергей Астафьев

Это наглядный пример правильного набора решений для бетонирования в зимних условиях, а именно:

1. Дождались повышения температуры для работ по бетонированию.

2. Использовали противоморозные добавки с запасом на понижение температуры.

3. Выполнили устройство обогреваемого тепляка, что позволило добиться стабильно допустимых температур и попадания осадков.

4. Продолжительность прогрева в таких условиях была даже более, чем достаточна.

Как видно на примере форумчанина, ничего сложного и сверхъестественного при зимнем бетонировании нет, при отрицательных температурах можно с успехом возводить фундаменты разного типа .

Технические рекомендации
по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций
с применением термоса и ускоренного термоса

Дата введения 1999-01-01

ВНЕСЕНЫ Управлением развития Генплана

УТВЕРЖДЕНЫ Первым заместителем руководителя Комплекса перспективного развития города Е.П.Заикиным 25 декабря 1998 года

Рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса разработаны лабораторией сборного домостроения НИИМосстроя (к.т.н. Ф.С.Белавин, научные сотрудники З.И.Глухова и И.Р.Младова) при участии Мосстройлицензии (Ю.П.Емельянов).

Метод термоса основан на использовании тепла, вводимого в бетон путем прогрева материалов или бетонной смеси до ее укладки в опалубку, и экзотермического тепла, выделяемого цементом в процессе твердения бетона.

Ускоренный термос - это условное название технологии бетонирования монолитных конструкций без предварительного прогрева исходных материалов или бетонной смеси за счет введения в нее противоморозных добавок, что позволяет: снизить критическую прочность бетона в конструкциях с ненапрягаемой арматурой; сократить время выдерживания конструкций до снятия ненесущей опалубки и утеплителя; бетонировать конструкции при более низких отрицательных температурах наружного воздуха. Ускоренный термос - это технологически простой, удобный и экономически выгодный способ зимнего бетонирования.

Рекомендации разработаны с учетом требований СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции", а также с использованием материалов по методам зимнего бетонирования, опубликованных после 1975 года.

Рекомендации согласованы с Управлением развития Генплана, АОХК "Главмосстрой", НИИЖБом Госстроя РФ, ГП "Мосгосэкспертиза".

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие рекомендации распространяются на производство бетонных и железобетонных работ в зимнее время с применением термоса и ускоренного термоса при строительстве на территории Москвы и Московской области.

1.2. Замораживание бетона в раннем возрасте отрицательно влияет на его свойства после оттаивания при последующем твердении вследствие необратимого разрушающего воздействия мороза на структуру бетона. Поэтому в соответствии с требованиями главы СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции" не допускается замерзание бетона в конструкциях до достижения им критической* прочности, которая должна составлять от проектной:

а) для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой:

для бетонов классов: В 15 (М 200) и ниже - 50%

В 22,5-В 25 (М 300-М 350) - 40%;

В 30 (М 400) и выше - 30%;

б) для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой - 80%.

* Критической называется прочность бетона, в % от марочной, после достижения которой бетон может быть заморожен без снижения прочности и других показателей в процессе последующего твердения после оттаивания.

1.3. Для достижения бетоном прочности, требуемой проектом при твердении в зимних условиях без искусственного обогрева, технологически наиболее простым и экономичным является метод термоса, основанный на принципе использования тепла, введенного в бетон путем прогрева материалов или бетонной смеси до укладки ее в опалубку, и экзотермического тепла, выделяемого цементом в процессе твердения бетона.

Общий запас тепла должен соответствовать его потерям при остывании конструкции (при соответствующем утеплении) до набора бетоном заделанной прочности (критической или распалубочной).

1.5. С целью сокращения сроков твердения бетона ускоренный термос может применяться в сочетании с методами электрообогрева или электропрогрева бетона.

1.6. Ускоренный термос, как и обычный термос, применяют при производстве бетонных и железобетонных работ в зимних условиях при среднесуточной температуре наружного воздуха +5 °С и минимальной ниже 0 °С.

Наиболее экономичные методы выдерживания бетона монолитных конструкций при зимнем бетонировании приведены в табл.1.

Выбор наиболее экономичного метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций

ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОНИРОВАНИЯ БЕЗОБОГРЕВНЫМ СПОСОБОМ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕРМОСА И УСКОРЕННОГО ТЕРМОСА. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ (извлечение из ТР 80-98)

Аннотация:

Дата введения 1999-01-01

РАЗРАБОТАНЫ НИИМосстроем при участии Мосстройлицензии.

ВНЕСЕНЫ Управлением развития Генплана.

УТВЕРЖДЕНЫ Первым заместителем руководителя Комплекса перспективного развития города Е.П.Заикиным 25 декабря 1998 года.

Рекомендации распространяются на производство бетонных и железобетонных работ в зимнее время с применением термоса и ускоренного термоса при строительстве на территории Москвы и Московской области.

В рекомендациях представлены требования к материалам и особенности подбора состава бетона, определение длительности остывания, прочности бетона и температурного режима конструкций, область применения термоса и ускоренного термоса, выбор наиболее экономичного метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций, рекомендуемые противоморозные добавки, области применения бетонов с добавками нитрита натрия и нитродапа, требования к приготовлению, транспортированию, укладке бетонной смеси, контроль за производством работ и качеством бетона, требования безопасности, охрана окружающей среды.

В приложениях даны расчеты продолжительности остывания бетона, графики нарастания прочности различных марок бетона в зависимости от марок цемента и температуры, коэффициенты теплопередачи опалубок различной конструкции, табличный метод расчета выдерживания бетона и выбор тепловой защиты конструкций различной массивности, номограмма для определения термического сопротивления теплоотдаче опалубки в зависимости от расчетной скорости ветра и термических сопротивлений слоев опалубки соответствующих толщин и коэффициентов теплопроводности, список литературы.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

а) для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой:

для бетонов классов: В 15 (М 200) и ниже - 50%

В 22,5-В 25 (М 300-М 350) - 40%;

В 30 (М 400) и выше - 30%;

б) для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой - 80%.

Выбор наиболее экономичного метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций

РУКОВОДСТВО
ПО БЕТОНИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ И КОММУНИКАЦИЙ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ С УЧЕТОМ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

* На территории Российской Федерации действуют СНиП 3.03.01-87;

** На территории Российской Федерации действуют СНиП 2.02.04-88. Здесь и далее. - Примечание изготовителя базы данных.

Содержит основные положения по производству бетонных работ в вечномерзлых грунтах. Приведены требования к материалам, особенности подбора состава бетона с учетом его твердения при отрицательных температурах, указаны методы производства и организации работ при возведении различных фундаментов (ленточных, столбчатых, буронабивных свай) и коммуникаций с использованием мерзлых грунтов и скальных пород в качестве основания сооружения.

Рассмотрены вопросы прогнозирования температурного режима оснований и уложенного бетона. В приложениях даны расчетные значения теплофизических и других характеристик талых и мерзлых грунтов, а также методика расчета на ЭВМ температурного режима сооружений.

Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

Настоящее Руководство содержит рекомендации по бетонированию фундаментов в вечномерзлых грунтах и методы ускорения твердения монолитного бетона, а также результаты применения в производственных условиях предложенного проф. С.А.Мироновым метода термосного выдерживания бетона с малым содержанием противоморозных добавок, обеспечивающих прочность его при бетонировании в вечномерзлых грунтах и долговечность при эксплуатации в суровых климатических и гидрокриологических условиях.

Руководство разработано НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук, проф. О.А.Миронов, канд. техн. наук О.С.Иванова, канд. хим. наук И.И.Курбатова, инженеры Л.Е.Журавлева, Р.А.Лукичев, Н.Л.Домашевский, С.И.Пчелкин, В.Г.Абрамкина, Т.А.Сигачева) совместно с ЦНИИС Минтрансстроя СССР (д-р техн. наук, проф. В.С.Лукьянов, канд. техн. наук А.Р.Соловьянчик, В.В.Пассек, И.И.Денисов, Н.А.Цуканов, В.П.Величко, В.Е.Меркин, В.М.Смолянский, инженеры Е.А.Антонов, А.И.Цимеринов, В.И.Петров, А.П.Костяев), Норильским отделением Красноярского ПромстройНИИпроекта Минтяжстроя СССР (канд. техн. наук В.Е.Полуэктов, инж. О.И.Павленко), ВНИИСТ Миннефтегазстроя СССР (д-р техн. наук С.Ф.Бугрим, канд. техн. наук Т.И.Розенберг, инж. В.В.Андреев), МИИТ МПС СССР (д-р техн. наук, проф. А.Е.Шейкин, канд. техн. наук П.С.Костяев), Минцветметом СССР (инж. А.И.Семенов), Управлением строительства Норильского горно-металлургического комбината (инж. Ф.Х.Галимова), НИИМосстроем Главмосстроя (канд. техн. наук Ю.Б.Волков, инж. В.В.Жаров).

При составлении Руководства использованы материалы Якутского института мерзлотоведения АН СССР (инж. Е.И.Гайдаенко), Ленинградского политехнического института (д-р техн. наук, проф. А.А.Парийский, инж. Ю.Г.Барабанщиков) и НИИОСП им.Н.М.Герсеванова Госстроя СССР (инж. А.В.Петров).

Редактирование Руководства осуществлено д-ром техн. наук, проф. С.А.Мироновым, д-ром техн. наук С.Ф.Бугримом, кандидатами техн. наук О.С.Ивановой, А.Р.Соловьянчиком, П.С.Костяевым, инж. Е.А.Антоновым.

Общее руководство по составлению настоящего документа осуществлено д-ром техн. наук, проф. С.А.Мироновым и канд. техн. наук О.С.Ивановой.

Руководство составлено впервые и отражает современный уровень исследований и опыт возведения зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах с применением бетонных и железобетонных конструкций.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.2. Руководство предназначено для проектных и строительных организаций, занимающихся проектированием и строительством фундаментов и подземных коммуникаций из монолитного и сборно-монолитного бетона и железобетона. Оно распространяется на производство бетонных работ при возведении промышленных и гражданских зданий и сооружений. Основные положения Руководства могут быть использованы при возведении транспортных и гидротехнических сооружений, однако при этом должны учитываться специфика этих сооружений и требования соответствующих ведомственных нормативных документов Минтрансстроя СССР, Минтяжстроя СССР, Минцветмета СССР, Минэнерго СССР и др.

1.3. Руководство распространяется на производство бетонных работ и содержит рекомендации по проектированию, приготовлению и укладке бетонной смеси и по обеспечению твердения бетона при тепловлагосолеобмене в контакте с вечномерзлым грунтом.

Бетонные работы при сооружении частей фундаментов и подземных коммуникаций выше дневной поверхности грунта рекомендуется производить в соответствии с "Руководством по зимнему бетонированию с применением метода термоса" (М., Стройиздат, 1975), "Руководством по электротермообработке бетона" (М., Стройиздат, 1974), "Руководством по применению бетонов с противоморозными добавками" (М., Стройиздат, 1978).

1.4. Термонапряженное состояние конструкций, связанное с массивностью и последовательностью их возведения, в настоящем Руководстве не рассматривается. Эти вопросы решаются в зависимости от конкретных условий строительства.

1.5. Вечномерзлыми называются грунты, имеющие отрицательную или нулевую температуру, содержащие в своем составе лед и находящиеся в мерзлом состоянии в течение многих лет. Вечномерзлые грунты - четырехкомпонентная система взаимосвязанных частиц (минеральных, льда, незамерзшей воды и газообразных). Они подразделяются на твердомерзлые, пластичномерзлые и сыпучемерзлые. Верхняя граница вечномерзлых грунтов определяется границей их максимального сезонного оттаивания. Верхний слой грунта, подвергаемый сезонному оттаиванию, называется деятельным слоем. Мощность деятельного слоя в зависимости от широты и особенностей местности может составлять 0,2-4 м.

1.6. Вечномерзлые грунты в качестве оснований сооружений могут использоваться по I или II принципу:

принцип I предусматривает использование вечномерзлых грунтов основания в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего заданного периода эксплуатации здания или сооружения.

В тех случаях, когда по условиям организации строительства возможен временный разрыв между бетонированием фундаментов и возведением на них сооружения, может быть допущено образование прослойки протаивания под уложенным фундаментом при условии восстановления режима вечной мерзлоты грунта к моменту строительства сооружения.

Время восстановления режима вечной мерзлоты грунта в основании определяется по разделам 6, 8 и прил.6;

принцип II предусматривает использование вечномерзлых грунтов основания в оттаявшем состоянии (с допущением оттаивания их в процессе строительства и эксплуатации).

Принцип использования грунта в качестве основания должен устанавливаться проектом сооружения. Способ подготовки основания и способ производства бетонных работ выбираются в зависимости от принципа использования грунта.

1.7. Бетон в конструкции в зависимости от зоны ее расположения в грунте подразделяется на:

а) надземный, располагающийся выше дневной поверхности грунта и подвергающийся действию атмосферных осадков, ветра, солнечной радиации, попеременных температур воздуха, а также действию капиллярного подсоса влаги из грунта. Бетон этой зоны должен иметь морозостойкость не ниже Мрз 200 и водонепроницаемость не ниже В6, за исключением участка до отметки 0,5 м выше уровня дневной поверхности грунта, где проявляется наибольшее влияние капиллярного подсоса влаги;

б) лежащий в зоне сезонного оттаивания грунта (в деятельном слое). Бетон этой зоны подвергается переменному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии. Наиболее интенсивно это происходит на уровне 0-1,2 м ниже уровня дневной поверхности грунта, а также на границе сезонно-замерзающий слой - вечномерзлый грунт, что вызывает в этих местах преждевременное разрушение конструкций фундаментов. На нижнем уровне зоны сезонного оттаивания происходит скопление воды, содержащей в своем составе растворенные соли (из-за отжатия ее при сезонном замерзании), которые могут вызывать преждевременное разрушение бетона. К бетону, находящемуся в зоне сезонного оттаивания, а также на участке выше уровня дневной поверхности до отметки 0,5 м рекомендуется предъявлять повышенные требования по морозостойкости и водонепроницаемости: Мрз не менее 300 и водонепроницаемость не менее В6; в проекте рекомендуется предусматривать меры по защите бетона от воздействия окружающей среды в соответствии с п.2.16 настоящего Руководства;

в) лежащий ниже глубины сезонного промерзания в промежуточной зоне грунта, где проявляется влияние сезонных колебаний температур. Верхняя граница этой зоны проходит на глубине сезонного промерзания, нижняя - на глубине около 10 м от уровня дневной поверхности грунта.

Бетон, находящийся в этой зоне, не испытывает значительных температурно-влажностных воздействий окружающей среды, поэтому к нему могут предъявляться требования по морозостойкости и водонепроницаемости на одну или более марок ниже, чем к бетону, находящемуся в зоне сезонного промерзания и оттаивания;

г) лежащий в зоне стабильных температур на глубине более 10 м. Сезонные колебания температур в этой зоне практически отсутствуют. К бетону этой зоны требования по морозостойкости и водонепроницаемости не предъявляются.

Схема расположения зон и распределение температур в вечномерзлом грунте, приведены на рис.1, а схема расположения элемента свайного фундамента в вечномерзлом грунте - на рис.2.

Рис.1. Схема расположения зон грунта

I - зона сезонного оттаивания грунта (деятельная зона); II - промежуточная зона грунта; III - зона стабильных температур грунта; 1 - верхний уровень грунта; 2 - верхний уровень вечномерзлого грунта; 3 - верхняя граница зоны стабильных температур; 4 - нижняя граница вечномерзлого грунта; 5 - кривая распределения температур грунта наиболее холодного месяца; 6 - то же, наиболее теплого месяца

Рис.2. Схема расположения элемента свайного фундамента в различных зонах вечномерзлого грунта

I - зона сезонного оттаивания грунта; II - промежуточная зона грунта; III - зона стабильных температур грунта; 1 - ростверк; 2 - свая; 3 - дневная поверхность грунта; 4 - участок бетона, подверженный многократному, замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию и другим воздействиям; 5 - верхняя граница вечномерзлого грунта; 6 - верхняя граница зоны стабильных температур

1.8. Долговечность бетонных и железобетонных конструкций в контакте с вечномерзлым грунтом обеспечивается:

а) назначением требований к бетону в соответствии с условиями эксплуатации и особенностями окружающей среды;

б) сохранением несущей способности основания в соответствии с проектом;

в) применением для бетона материалов надлежащего качества;

г) составом бетонной смеси, рассчитанным на получение требуемой прочности, морозостойкости и водонепроницаемости бетона в заданные сроки;

д) применением технологии возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций и сооружений в соответствии с требованиями настоящего Руководства;

е) применением, в необходимых случаях, защитных мероприятий, предусматриваемых проектом в соответствии с требованиями главы СНиП II-51-74 и п.2.16 настоящего Руководства.

1.10. Замораживание бетона до приобретения им указанных в проекте свойств не допускается.

Прочность бетона частей конструкций, расположенных ниже зоны сезонного оттаивания (в промежуточной зоне и зоне стабильных температур), до замерзания должна соответствовать проектной.

Прочность бетона частей конструкций, расположенных в деятельном слое грунта, до замерзания должна составлять не менее 70% проектной при нагрузке на бетон не более 70% расчетной. При этом должна быть обеспечена возможность достижения бетоном проектной прочности к моменту загружения конструкций расчетной нагрузкой.

1.11. При невозможности обеспечения проектной прочности бетона к моменту нагружения полной расчетной нагрузкой допускается увеличение расчетной прочности против проектной марки при подборе состава бетона.

1.12. Распалубливание несущих железобетонных конструкций может производиться после достижения бетоном прочности, указанной в проекте.

В тех случаях, когда фактическая нагрузка на конструкцию составляет менее 70% расчетной, опалубка может быть снята после достижения бетоном 70% проектной прочности.

1.13. Устройство фундаментов из монолитного бетона на вечномерзлых грунтах при наличии надмерзлотных, межмерзлотных и подмерзлотных вод, которые могут повлиять на температурный режим твердеющего бетона и потребовать изменения принципа использования вечномерзлого грунта в качестве основания зданий и сооружений, рекомендуется осуществлять по специально разработанному проекту производства работ.

Заменены на СНиП 2.03.11-85, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

2. ВЫБОР МЕТОДА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

2.1. До начала производства бетонных работ рекомендуется составить проекты организации строительства и производства работ. Выбор метода производства работ при возведении фундаментов из монолитного бетона на вечномерзлых грунтах зависит от ряда факторов, которые необходимо учитывать при разработке проектов зданий и сооружений, а также проектов организации и производства работ.

2.2. При выборе метода производства работ учитываются:

мерзлотно-грунтовые условия на строительной площадке;

время возведения фундаментов и климатические условия района строительства;

вид вечномерзлых грунтов и их характеристики;

принятый проектом сооружения принцип использования грунтов в качестве основания;

размеры, вид конструкций, технологическое назначение и режим эксплуатации здания (сооружения);

действующие на фундамент строительные и эксплуатационные нагрузки и время их приложения.

а) данные, характеризующие инженерно-геокриологические условия строительной площадки (распространение и залегание вечномерзлых грунтов, их состав и сложение, строение и температурный режим, толщины слоя сезонного оттаивания, сведения о мерзлотных процессах, климатических условиях района строительства и др.);

б) результаты полевых и лабораторных испытаний грунтов, включая определение характеристик мерзлых грунтов, изменение их механических свойств при переходе из мерзлого в талое состояние, а также характеристики грунтовых вод и их агрессивность;

в) исходные данные, необходимые для прогнозирования возможных изменений, мерзлотных и гидрогеологических условий зоны строительной площадки;

г) сведения об опыте местного строительства;

д) исходные данные и требования, необходимые для разработки мероприятий по охране природы.

2.4. При перерыве более трех лет между временем проведения изысканий и началом строительства (в случае необходимости, устанавливаемой проектной организацией) полученные ранее материалы должны быть уточнены.

2.5. Для выбора метода производства работ рекомендуется сопоставить все методы для конкретных условий строительства и определить их эффективность с учетом срока загружения фундамента эксплуатационными и строительными нагрузками. Правильность принятого метода производства работ целесообразно подтверждать прогнозированием теплового взаимодействия твердеющего бетона с окружающим мерзлым грунтом по методике, изложенной в прил.6.

Метод термоса — это старый, недорогой и проверенный способ выполнения бетонных работ при температурах ниже +5° С, когда твердение бетона прекращается, и он остается жидким, а при отрицательных температурах вода замерзает, и он может разрушиться.

В чем заключается метод термоса

Принцип этого способа заключается в том, что бетон приготавливается и доставляется на место бетонирования в подогретом виде (затворение смеси происходит теплой водой около +30° С). Бетон должен быть уложен в опалубку без потери температуры и накрыт теплоизоляционными материалами, который не пропускают влагу и пар.

В процессе гидратации выделяется тепло, которое называется экзотермическим.

Тенты, пленки и прочие утеплители выполняют роль термоса, сохраняют и поддерживают положительную температуру в массе бетона, чтобы его остывание происходило медленно, и твердение до критической прочности к этому времени закончилось.

Важно обеспечить положительную температуру в бетоне первые 10 часов после бетонирования. Через 10–16 часов начинается процесс выделения тепла от реакции гидратации цемента. Известно, что 1 кг цемента при этом химическом процессе выделяет около 80 килокалорий тепла. Температура в бетоне в это время достигает +60° С.

Нужен ли дополнительный обогрев

Конструкция опалубки, в которую укладывается бетон, может быть открытая с одной или нескольких сторон. В этом случае опалубку выполняют со слоем утеплителя, который удержит тепло в бетоне.

Принято все же укрывать всю конструкцию тентами и теплоизоляционными материалами, потому что по трудоемкости этот вариант наиболее дешевый, и есть возможность при резком понижении температуры установить дополнительно обогревательное оборудование.

Наиболее сложным вопросом при производстве бетонных работ при пониженных температурах является подготовка процесса утепления. Материалы для этого должны быть качественными и в объеме, достаточном для утепления.

Все время, пока продолжается обогрев бетона в термосе, необходимо контролировать температуру бетона и сохранность укрывочных и теплоизоляционных материалов. Они должны быть надежно закреплены от ветра и не деформироваться от осадков в виде дождя или снега.

Как правило, если конструкции массивные, выделяемого тепла гидратации достаточно для разогрева бетонной смеси, и дополнительного обогрева не требуется.

При производстве бетонной смеси рекомендуется использовать противоморозную добавку CemFrio , которая позволит набрать первоначальную прочность быстрее, как правило, на 3-и сутки, в то время как в бездобавочных смесях это происходит только на 7-е сутки.

Читайте также: