Как погодные условия влияют на заливку бетонного фундамента?

По имеющимся данным, заливка фундамента обходится значительно дороже из-за добавок и других мер предосторожности, которые используются для защиты бетона от замерзания.

На этой странице представлены подробные инструкции и рекомендации Американского института бетона.

• Никогда не заливайте бетон на промерзшую землю, снег или лёд.
• Для бетона в холодную погоду рекомендуется использовать низкую осадку конуса и минимальное водоцементное соотношение, чтобы уменьшить водоотделение и сократить время схватывания.
• Используйте теплоизоляционные покрытия или обогреваемые опалубки, чтобы поддерживать температуру бетона выше 50 °F в течение трёх-семи дней. Поддерживайте температуру бетона выше 40 °F ещё как минимум четыре дня после использования теплоизоляционных покрытий или обогреваемых опалубок.
• Свежий бетон, замороженный в течение первых 24 часов, может потерять 50 % своей
  потенциальной прочности через 28 дней.
• В течение первых 48 часов, когда набор прочности бетона имеет решающее значение, бетон должен находиться в тепле, при температуре выше 5 градусов по Цельсию. Если бетон находится при температуре ниже 5 градусов, но не ниже точки замерзания, для набора необходимой прочности ему потребуется больше времени. Обратите внимание, что снятие опалубки, когда бетон слишком холодный или не набрал желаемую прочность, может привести к снижению прочности бетона и его поверхности, а также к разрушению бетона.
• Для бетона, используемого в холодную погоду, рекомендуется низкая осадка конуса и минимальное водоцементное соотношение, чтобы уменьшить водоотделение и сократить время схватывания.

На этой странице вы также найдёте ряд других полезных советов, рекомендаций и указаний по строительству в холодную погоду, в том числе:

• Добавки на основе хлора могут вызывать коррозию металлической арматуры
  и не должны использоваться.

Эта ветка содержит много полезной информации о заливке фундамента в холодную зимнюю погоду.

Другие примечательные высказывания Гленна Гуда:

Рекомендуется поддерживать температуру бетона выше 40 градусов. При надлежащей
изоляции, покрывающей все участки, подверженные воздействию холода, в большинстве случаев будет поддерживаться
такая температура. Помните, что эта изоляция должна
проходить и ниже уровня промерзания. Плиты из жесткого пенополистирола
можно использовать под дорожным покрытием и не снимать. Чем теплее
погода, тем меньше требуется изоляции.

Вы также можете попробовать отслеживать количество воды в
бетоне и время его заливки. Бетон следует укладывать
в течение 1 часа после того, как он был произведён. Для
определения количества жидкости в бетоне используется тест на «осадку». Бетон не следует
заливать, если осадка превышает 4 дюйма. Чем меньше осадка, тем меньше воды в смеси
и тем прочнее будет бетон. Избыток воды приводит
к тому, что бетон сильнее сжимается при затвердевании, и в результате начинают образовываться
трещины, ослабляющие конструкцию.

Ещё один момент, о котором я должен упомянуть, — это добавление в смесь кальция.
Его часто используют при заливке в холодную погоду, чтобы ускорить процесс затвердевания
и предотвратить замерзание. Главный недостаток использования кальция (и
многих других ускорителей) заключается в том, что они могут привести к разрушению или
окислению (ржавлению) стальной арматуры, которая используется в бетоне.
Скорее всего, в вашем фундаменте будет стальная арматура, и я бы
посоветовал вам не использовать ускорители в бетонной смеси.
Это будет означать, что им ПРИДЁТСЯ использовать изоляцию, чтобы защитить
бетон от замерзания, но в результате вы получите более прочный материал, который
прослужит дольше.

На этом сайте написано:

Экстремальные температуры затрудняют процесс затвердевания бетона. В
жаркие дни свежеуложенный бетон теряет слишком много воды из-за
испарения. Если температура опускается слишком низко, гидратация
почти останавливается. В таких условиях бетон перестаёт
набирать прочность и другие желаемые свойства. Как правило,
температура свежеуложенного бетона не должна опускаться ниже 50°F
(10°C) в период затвердевания.

Бетонирование в холодную погоду — распространённая и необходимая практика. К каждому случаю бетонирования в холодную погоду
нужно подходить с особой тщательностью, чтобы учесть его
уникальные требования. Согласно определению Американского института бетона
для бетонирования в холодную погоду, приведённому в стандарте ACI 306, «это
период, когда в течение более чем 3 дней подряд среднесуточная температура воздуха
опускается ниже 5 °C (40 °F) и остаётся ниже 10 °C (50 °F)
более половины 24-часового периода».

Правило номер ОДИН заключается в том, что весь бетон должен быть защищен от замерзания
до тех пор, пока его прочность не достигнет минимум 3,5 МПа (500 фунтов на кв. дюйм), что
обычно происходит в течение первых 24 часов. Кроме того, если
температура воздуха во время укладки бетона ниже 5 °C (40 °F) и
ожидается, что в течение первых 24 часов после укладки температура опустится
ниже нуля, следует учитывать следующие общие моменты:

(1) Корректировка графика строительства с учётом нагрузок на
новую бетонную конструкцию

(2) Укладка и выдерживание при температуре для получения
качественного бетона

Воздействие низких температур на бетон увеличивает время, необходимое
для набора прочности. В конструкциях, которые будут нести большие нагрузки
в раннем возрасте, температура бетона должна быть не ниже 10 °C (50 °F)
для снятия опалубки и подпорных стенок, а также для возможности
нагрузки на конструкцию. Во многих случаях для достижения необходимой прочности
требуется период защиты более 24 часов. Это может не быть
проблемой в бытовых условиях, где нагрузка обычно
небольшая и может увеличиваться постепенно в течение нескольких дней или
недель.

Ни в коем случае нельзя допускать застывания бетона в течение первых 24
часов после его укладки. Поскольку гидратация цемента является
экзотермической реакцией, бетонная смесь сама по себе выделяет некоторое количество тепла.
Защита этого тепла от выхода из системы может быть всем, что
требуется для обеспечения хорошего качества бетона, в то время как при более суровых температурах может
потребоваться дополнительное нагревание.

Специалисты по бетону всегда скажут, что можно заливать. Как уже упоминалось, почва в местах установки фундамента не должна быть промерзшей. Существуют нагревательные маты, работающие от генераторов, и тюки сена, которые можно использовать... кроме того, если это допустимо, на бетонном заводе в смесь могут добавить хлорид кальция, который ускоряет затвердевание бетона, но снижает его прочность... однако если вам нужна смесь на 3000 фунтов на квадратный дюйм или около того, то можно взять смесь на 5000 фунтов на квадратный дюйм и ускорить её затвердевание с помощью CaCl2. Это может быть приемлемым решением. Я бы не стал проводить заливку в разгар зимы/в самое холодное время, если это возможно... всегда лучше постараться провести заливку в тёплую неделю или незадолго до наступления сильных холодов. Заливка при отрицательных температурах также создаёт проблемы с обратной засыпкой... не рекомендуется использовать для обратной засыпки промёрзшую землю, так как при оттаивании она сильно осядет... я видел, как подрядчики привозили незамёрзшую засыпку, но это всё равно не лучший вариант.

На северо-западе Тихоокеанского региона мы тоже опасаемся заливать бетон осенью. Я нашёл хорошую статью о целесообразности (и преимуществах) заливки бетона в Бойсе осенью:

http://www.boiseconcreteco.com/blog

Похоже, что в более мягком климате, таком как в Бойсе, нет таких опасностей, как на севере.

Если будет слишком влажно и в фундаменте начнёт скапливаться вода, это может привести к ослаблению бетона.

Одним из ключевых показателей бетонной смеси является соотношение воды и цемента. Если содержание воды слишком низкое, то смесь будет плохо уплотняться, что приведёт к образованию воздушных пустот и снижению прочности бетона. Если содержание воды слишком высокое, то в бетоне могут образоваться поры, что также снизит его прочность.

При низкой температуре реакция гидратации замедляется. Кроме того, при слишком низкой температуре вода может замёрзнуть, а значит, она не сможет гидратировать цемент, что снова повлияет на прочность бетона.