Как и чем утеплить бетонный пол в частном доме своими руками правильно
Как и чем утеплить бетонный пол в частном доме своими руками правильно
В строительстве высотных и малоэтажных домов бетон входит в число наиболее востребованных материалов. Стены и полы из него отличаются относительной дешевизной и длительным сроком эксплуатации. Однако владельцы такого жилья вынуждены подумать об утеплении, так как бетонные плиты имеют высокую теплопроводность и удержать тепло в таком здании сложно.
Особенности бетонирования в холодное время года
Для того чтобы разобраться с вопросом, как бетонировать зимой в условиях отрицательных температур, в этой статье будут рассмотрены главные причины нарушения эксплуатационных свойств жидкого бетона, а также описаны различные методы борьбы с подобными явлениями.
Кроме того читателю будет представлена подробная инструкция, в которой описаны наиболее распространенные способы выполнения бетонных работ в зимний период.
Укладка греющих матов на поверхности бетона.
Причины снижения прочности
Процесс затвердевания жидкой бетонной смеси происходит в результате гидратации, то есть реакции связующего вещества, в данном случае цемента, с водой. В процессе гидратации частицы цемента скрепляются между собой, связывая тем самым частицы заполнителя (песок, щебень, отсев), в результате чего образуется монолитный бетонный массив.
Под воздействием низких температур в готовой строительной смеси, которая заливается в опалубку, в зависимости от конкретных условий, могут возникать следующие процессы:
- При температуре ниже +5 °С существенно замедляется реакция гидратации, значительно снижая, таким образом, скорость затвердевания рабочей смеси.
- При отрицательных значениях окружающей температуры вся вода, находящаяся в растворе постепенно переходит в твердое состояние, в результате чего гидратация полностью прекращается.
- Переходя в твердое состояние, вода увеличивается в объеме примерно на 9%, разрывая при этом частицы цемента и заполнителя, которые только начали скрепляться между собой, тем самым нарушая структуру и снижая прочность бетона.
Со временем микротрещины могут привести к разрушению конструкции.
- Замерзшая вода, превратившись в лед, оттесняет растворное тесто от элементов арматурной обвязки, увеличиваясь в объеме, создает очаги локального напряжения, а после оттаивания образует раковины и пустоты внутри монолитного элемента конструкции.
- При длительном воздействии отрицательных температур вода полностью вымерзает из строительной смеси, в результате чего последующая гидратация становится невозможной.
В совокупности, все эти процессы приводят не только к ухудшению качества готового бетона, но и к снижению прочности, несущей способности и долговечности всей строительной конструкции, которая к тому же, по СНиП не будет соответствовать нормам.
Ленточный фундамент, который был залит в сильный мороз.
Зависимость проектной прочности от степени воздействия холода
Однако, даже принимая во внимание все сказанное выше, на вопрос: можно ли бетонировать зимой, следует ответить утвердительно, поскольку выполнение бетонных работ в холодное время года в принципе возможно, при соблюдении определенных условий.
Дело в том, что влияние низких температур на снижение качества строительной смеси происходит не сразу. Если бетонный раствор успеет набрать критическую прочность до наступления описанных выше явлений, его дальнейшее отвердевание может происходить в нормальном, хоть и слегка замедленном режиме, без каких либо неприятных последствий.
Критическим принято считать такое значение прочности, при котором воздействие низких температур не будет оказывать отрицательного влияния на твердеющий раствор. В общестроительных работах это значение составляет 50% от проектной прочности, а при строительстве ответственных узлов может быть увеличено до 70%.
График отвердевания бетона на портландцементе при различных температурах окружающей среды.
Существует определенная зависимость проектной прочности от воздействия низких температур после достижения критической прочности.
- При полном промерзании раствора до того момента, как он достиг своей критической, то есть 50% проектной прочности, дальнейшее использование конструкций не допускается. Даже после оттаивания такой раствор считается непригодным.
- При замерзании раствора после достижения 50% проектной прочности внутренние структурные изменения проявляются в незначительной мере, и после оттаивания гидратация протекает в нормальном режиме. Снижение конечной прочности может составлять не более 10% от проектного значения.
- Промерзание раствора после достижения 70% проектной прочности, не вызывает каких либо изменений в его структуре, а лишь увеличивает время полного отвердевания. После оттаивания гидратация будет продолжена в нормальном режиме до набора проектной прочности.
Таким образом, при бетонировании в холодное время года важно сразу же после заливки не допустить промерзания строительного раствора до достижения им определенного значения прочности. Далее будут рассмотрены различные методы предупреждения раннего замерзания бетонной смеси.
График, который показывает влияние добавок, ускоряющих процесс гидратации..
Обратите внимание!
Для механической обработки конструкции из бетона, который достиг своей проектной прочности, может использоваться только резка железобетона алмазными кругами при помощи специального электроинструмента.
Противоморозные добавки
Одним из наиболее распространенных методов противодействия низким температурам является использование противоморозных реагентов, которые добавляются в строительную смесь в процессе приготовления в соответствии с инструкцией по применению.
Главной отличительной особенностью такого способа является достаточно низкая стоимость, а также удобство применения, что позволяет выполнять бетонирование своими руками без использования специального оборудования.
Все противоморозные добавки по принципу действия условно можно разделить на три группы.
- Добавки, которые увеличивают пластичность и незначительно ускоряют реакцию гидратации, благодаря чему способствуют равномерному распределению смеси и ускоряют схватывание цемента. Они применяются главным образом при низких положительных температурах.
- Вещества, которые существенно ускоряют процесс гидратации, а кроме того обладают сильным антифризным действием, тем самым значительно уменьшая время схватывания цемента и не допуская замерзания воды. Такие добавки могут использоваться без ограничений в условиях значительных отрицательных температур.
- К третьей группе относятся модификаторы, которые обладают слабо выраженным антифризным действием, но очень сильно ускоряют процесс гидратации. Они могут применяться при низких отрицательных температурах для работы на открытых площадках.
На фото показаны жидкие противоморозные добавки.
Совет!
Противоморозные добавки третьей группы, по причине их очень малого времени схватывания не рекомендуется использовать в труднодоступных местах и скрытых полостях, например для бетонирования свай.
Эффект термоса
К такому методу чаще всего прибегают при изготовлении массивных бетонных конструкций, например при заливке ленточного фундамента, в условиях низких положительных или незначительных отрицательных температур.
Его суть заключается в том, что гидратация является экзотермической реакцией, то есть цемент при взаимодействии с водой выделяет некоторое количество тепла, которого при соблюдении определенных условий может быть достаточно для того, чтобы раствор успел набрать необходимую прочность до полного промерзания.
Для того чтобы выполнить эти условия прибегают к следующим действиям.
- Прежде всего, чтобы уменьшить теплоотдачу нужно выполнить теплоизоляцию опалубки, а также подготовить накрывающий материал для последующей теплоизоляции залитого раствора.
- Изготовление рабочего раствора необходимо выполнять непосредственно на месте проведения работ, использую для его приготовления подогретую воду.
- Если есть такая возможность, ковш бетономешалки можно подогревать в процессе работы при помощи газовой горелки.
- Для увеличения времени остывания раствора, металлические элементы арматурной обвязки также нужно подогреть до плюсовой температуры.
- Разогретую бетонную смесь за один прием залить в опалубку, равномерно распределить по всему объему, не допуская образования пустот и воздушных пузырей, после чего накрыть теплоизоляционным материалом и оставить до полного отвердевания.
Теплоизолирующая опалубочная система для работы в зимний период.
Совет!
Необходимо помнить, что при разогреве строительной смеси, ее подвижность и пластичность существенно снижается, поэтому в воду для приготовления раствора нужно добавлять пластификатор.
Теплая опалубка
Более прогрессивной, по сравнению с предыдущим способом является заливка строительной смеси в утепленную опалубку с электроподогревом. Такой способ позволяет выполнять строительные работы независимо от времени года и климатических условий и не требует применения специальных противоморозных добавок.
Однако цена покупки и эксплуатации таких опалубочных систем достаточно высока, поэтому их использование имеет смысл только в случае массового серийного строительства.
Термоактивная опалубочная система с электроподогревом.
Подогрев монолитной конструкции
Применение некоторых видов противоморозных добавок для бетона может вызывать коррозию металлических элементов арматурной обвязки, поэтому для борьбы с вредным влиянием низких температур часто используют искусственное прогревание бетонного раствора, который уже уложен в опалубку.
Для этих целей, в зависимости от конкретных условий используются различные источники тепла.
- Электрический подогрев при помощи электродов, которые погружаются в толщу раствора, происходит за счет электропроводности воды и растворенных в ней минеральных солей. Два электрода погружаются в раствор на определенную глубину в разных частях опалубки, и при подведении к ним электрического тока он проходит сквозь толщу раствора, вызывая нагревание воды.
- Подогрев горячим паром выполняют при помощи парогенераторной установки, которая подает разогретый пар внутрь специального теплоизолированного кожуха, устанавливаемого непосредственно вокруг опалубки.
- Иногда используется укладка греющего кабеля, однако следует понимать, что это крайняя мера, потому что извлечь его оттуда уже не получится, и он останется там навсегда.
Укладка нагревающего кабеля.
- Для прогревания больших площадей над местом заливки опалубки возводится специальный шатер из брезентовой или тентовой ткани. Внутри шатра устанавливаются дизельные или электрические тепловые пушки, или как вариант, инфракрасные излучатели. Они нагревают бетонную поверхность раствора и воздух внутри шатра, а в толщу смеси тепло передается за счет теплопроводности бетона.
Последний способ удобно использовать для заливки монолитной плиты под фундамент жилого дома при индивидуальном строительстве. При этом следует учесть, что все необходимые коммуникации нужно провести заранее, однако если так случилось, что этого не сделали, для сквозной проходки монолитной плиты можно использовать алмазное бурение отверстий в бетоне после его полного отвердевания.
Ручная установка для алмазного бурения.
Выбор марки бетона
В таблице 1 представлены наиболее подходящие марки бетона для различных объектов индивидуального жилищного строительства, пригодные для использования в зимний период.
Таблица 1 (составлена в соответствии со
Тентовое укрытие для монолитно-бетонных работ. Технология бетонирования в зимних условияхВ составе проекта производства работ разрабатываются мероприятия, которые обеспечивают:
Приготовление бетона зимой. Меры предотвращения замерзания готовой бетонной смеси при транспортировке, укладке и уплотненииГотовая бетонная смесь, поступающая на стройку, должна иметь температуру не ниже 5°С. Для этого замешивание производят на теплой (до 70°С) воде, а заполняющие материалы прогревают. Цемент не подвергают прогреванию во избежание заваривания. Время транспортировки готового бетонного раствора не должно превышать 4 часов. Поверхности под бетонирование и арматура должны быть прогреты близко к температуре бетонного раствора, для чего используется теплый или горячий воздух, но не пар и не вода.
При длительной транспортировке готовой бетонной смеси и невозможности использовать подогрев, применяют противоморозные добавки.
Меры предупреждения промораживания бетона до достижения критической прочностиРазличают два основных метода зимнего бетонирования:
Холодным называется бетон, который будет твердеть без подогревающих мероприятий. Обеспечить его твердение призваны специальные противоморозные добавки, которые снижают температуру замерзания воды и одновременно ускоряют реакции гидратации с тем, чтобы количество несвязанной воды в растворе как можно быстрее уменьшалось. Широко распространенные противоморозные присадки – электролиты, соли Na и K, но их применение имеет некоторые ограничения:
Современные комплексные противоморозные добавки не имеют недостатков солей-электролитов, обеспечивают возможность вести бетонные работы при низких температурах и обладают комплексным действием (не только противоморозным, но и пластифицирующим и другими). Теплым называют бетон, который после укладки подвергается различным прогревающим и обогревающим процедурам. Методы прогрева бетонаПосле того, как бетон уложен и уплотнен, необходимо поддерживать оптимальную температуру до достижения критической прочности, для чего применяют три вида мероприятий:
Эти мероприятия применяются как самостоятельно, так и в сочетании с противоморозными добавками. Выбор метода производится в зависимости от многих факторов:
Сохранение тепла или «метод термоса»Метод термоса применяется в массивных конструкциях самостоятельно или в сочетании с добавками-ускорителями. Ускорители способствуют более быстрому отвердеванию бетона, а значит, критическая прочность будет набрана быстрее. Реакция гидратации является экзотермической, то есть, протекает с выделением тепла. В массивных конструкциях тепла выделяется достаточно для обогрева, поэтому, если заливать бетон в утепленную опалубку, а после заливки укрыть пленкой ПВХ и теплоизолирующими материалами (маты, рулонные материалы, доски, пенопласт), бетон будет сохранять температуру, подходящую для твердения вплоть до набора критической прочности.
Недостатки метода термоса:
Метод «горячего сухого термоса»В этом случае можно укладывать бетон на промороженное основание без подогрева. В утепленную опалубку насыпается слой керамзита, разогретого до температуры 200–300°С, а после его остывания до 100°С выполняется укладка бетона, замешанного на теплой воде. В результате тепло остывающего керамзита используется для подогрева бетона. Устройство тепляков
Тепляки – это своеобразные шатры, которые устанавливаются над замоноличенными конструкциями. Внутри тепляков устанавливают тепловые пушки в таком количестве, чтобы обеспечить необходимую температуру твердения (выше 5°С). Особенную важность имеет герметичность укрытия. Методы искусственного прогрева бетонаНаиболее высокая скорость твердения бетона при температуре 50°С. Обеспечить расчетную температуру отвердевания бетона до достижения критической прочности можно, применяя искусственный нагрев бетона различными методами:
Недостаток методов – необходимость использования дорогостоящего оборудования и электроэнергии. Применение противоморозных и ускоряющих добавок позволяет бетону быстрее набирать критическую прочность и таким образом экономить электроэнергию и повышать оборачиваемость оборудования. Требования к материалуУтеплитель – необходимая часть «пирога» любого пола на первом этаже частного дома. Особенно, если внизу нет отапливаемого подвала. В квартирах многоэтажек дополнительная теплоизоляция тоже окажется не лишней, выполняя не только прямую, но и шумозащитую функцию. Она обязательна и при устройстве полов с подогревом, чтобы система не работала впустую. Из множества видов утеплителей, лишь несколько пригодны для укладки под бетонную стяжку. Они должны отвечать следующим характеристикам:
Частые ошибкиПомимо правильного выбора утеплителя и расчета толщины нужно учесть ряд нюансов. Первое – подготовка материала к монтажу. Он распаковывается минимум за 1 сутки до начала работ и хранится в помещении при комнатной температуре. Так он примет нормальные линейные размеры, которые не изменятся существенно после монтажа. Также учитывают следующие факторы:
Для утепления пола квартиры или жилого дома можно устанавливать пенополистирол сплошным слоем. Сложнее монтировать базальтовую вату на лаги. Для гаража делают теплоизоляцию под стяжку. Здесь можно применять все материалы, включая керамзит. Важно соблюсти базовые условия – хороший показатель теплоизоляции, механическая прочность поверхности. В квартирах учитывают допустимые нагрузки на межэтажные перекрытия. Распространенные ошибки при утеплении стен из бетонаБольшинство ошибок сводятся к неправильному способу утепления. А именно, утепление изнутри. Это чревато многими негативными последствиями. К тому же в качестве утеплителя лучше выбирать влагозащитные материалы. Иногда подготовке бетонной стены уделяется недостаточное внимание: не заделываются трещины, не устраняется плесень, пятна или грибок. Это может привести к отслаиванию утеплительного пирога и вся работа будет напрасной. При создании армированного слоя на мокром фасаде, важно правильно разместить сетку. Она усилит конструкцию и защитит поверхность от трещин. Однако, ее нельзя клеить на пенопласт, а поверх наносить клей. Чтобы сетка выполняла свои функции, ее утапливают в слой клея. Тогда сетка будет внутри клеевой массы. Еще одна ошибка – несоблюдение температурного режима при работе снаружи. Процесс утепления выполняется в сухую погоду, при указанных температурах. Если на улице ниже +5 градусов, лучше подождать комфортных условий. Если придерживаться всех рекомендаций, то можно избежать ошибок и проделанная работа не будет напрасной. Основы процессаРазведение сухой бетонной смеси водой запускает процесс гидратации. Состав сначала загустевает, а потом твердеет и набирает определенную прочность. В теплое время года при температуре +10…+20 С для набора 75% итоговой прочности бетону достаточно от 7 до 14 дней. Точные сроки зависят от конкретной марки смеси. В холодное время года все происходит несколько иначе. При температуре +5…0 С смесь густеет и схватывается в несколько раз медленнее. А если заливать состав в подмороженный грунт при температуре ниже 0 С без специальных средств для сохранения тепла, гидратация не запустится вовсе, потому что вода превратится в лед раньше, чем начнет взаимодействовать с цементом. Чтобы правильно организовать и ускорить процесс твердения бетона в зимнее время нужно обеспечить ему особые условия. Какие материалы могут использоваться?Несмотря на широкий выбор теплоизоляторов (пенопласт, минвата, пенополистирол и т.д.) не все предлагаемое отечественными и зарубежными производителями сырье подходит для фундаментов.
Выбранный материал должен удовлетворять всем перечисленным требованиям, поскольку теплоизолятор в процессе эксплуатации подвергается вертикальному давлению от сооружения, а также нагрузкам со стороны внешней среды. Что лучше выбрать и почему?Среди существующих предложений на рынке, практикующие строители выбирают для теплоизоляции фундамента в большинстве случаев экструдированный пенополистирол (пеноплекс) или пенополиуретан. Выгодные преимущества экструдированного пенополистирола:
Другой эффективный материал – пенополиуретан не только обладает теплоизоляционными качествами и не пропускает влагу, но также подавляет шумы, что особенно важно при строительстве вблизи автострад, железных дорог и промышленных объектов. Пенополиуретан продается в аэрозольных баллонах, что обуславливает возможность его применения для наружного утепления вертикальных частей железобетонной плиты. Правила приготовления и заливки бетона осенью
Подводя итог, следует отметить следующее – начиная с конца сентября, заливка бетона потребует дополнительных материальных затрат. Поэтому эту работу следует провести в самом начале осени, а более позднее бетонирование выполнять в случае крайней необходимости.   Загрузка...Похожие публикации detector | |||||||||||||||||
