Зимняя стройка: какие работы можно выполнять в мороз

Бетонные работы

Бетон — один из наиболее чувствительных к температуре материалов, используемых в строительстве, и его эксплуатационные характеристики значительно ухудшаются при отверждении в условиях низких температур. Однако при соблюдении надлежащих мер предосторожности бетон можно заливать и в мороз. Основные сложности – это предотвращение замерзания свежего бетона, обеспечение достаточной гидратации для набора прочности и защита от термического шока во время твердения.

Предотвращение замерзания и обеспечение увлажнения бетонной конструкции

Наиболее важным аспектом бетонирования в холодную погоду является предотвращение замерзания свежего бетона до того, как он наберет достаточную прочность. Замерзание свежего бетона может привести к значительному снижению прочности на сжатие и долговечности из-за расширения воды при её превращении в лёд, что нарушает структуру цементного раствора.

•    Подогрев заполнителей и воды. Одна из распространенных практик — подогрев заполнителей и воды для замешивания раствора. Это повысит температуру готового бетона, обеспечивая более длительный период до достижения точки замерзания. Максимальная температура бетона при укладке обычно ограничивается, чтобы предотвратить быстрое схватывание и чрезмерные температурные градиенты.

•    Добавки. Химические добавки играют решающую роль в бетонировании в условиях низких температур.

• Ускоряющие добавки. Эти добавки, такие как хлорид кальция (хотя его использование часто ограничено из-за опасений по поводу коррозии арматурной стали) или не содержащие хлоридов составы, ускоряют процесс гидратации, позволяя бетону быстрее набирать прочность и, следовательно, быстрее становиться более морозостойким.
• Воздухововлекающие добавки. Они создают микроскопические пузырьки воздуха внутри бетона, которые обеспечивают пространство для расширения воды при замерзании, значительно повышая устойчивость бетона к циклам замораживания-оттаивания после затвердевания.
• Антифризные добавки. Хотя они встречаются реже и часто стоят дороже, некоторые добавки специально разработаны для снижения точки замерзания поровой воды в бетоне, однако их эффективность и долгосрочные последствия требуют отдельного рассмотрения.

•    Изоляция и ограждения. После укладки бетон необходимо защитить от теплопотерь. Это достигается различными способами.

• Теплоизоляционные одеяла: их укладывают непосредственно на бетонную поверхность, чтобы сохранить тепло, выделяемое в процессе гидратации, и защитить от низких температур окружающей среды.
• Обогреваемые защитные конструкции: при более ответственных или масштабных бетонных работах вокруг рабочей зоны возводятся временные ограждения (например, палатки или отапливаемые конструкции). Затем эти ограждения обогреваются с помощью воздухонагревателей или других систем отопления для поддержания подходящей температуры твердения.
• Опалубка: изолированная опалубка также может способствовать сохранению тепла внутри бетона.

Отверждение и защита

Правильное твердение бетона имеет решающее значение для достижения проектной прочности и долговечности. В холодную погоду период твердения необходимо продлить, а бетон следует защищать от резких перепадов температуры.

•    Увеличенный период твердения. При низких температурах скорость гидратации значительно замедляется. Поэтому продолжительность защиты и время твердения должны быть увеличены по сравнению со временем этих процессов в условиях теплой погоды.

•    Постепенное охлаждение. После начального периода защиты бетон следует охлаждать постепенно, чтобы предотвратить термический шок, который может привести к растрескиванию. Этого можно достичь путём постепенного снижения температуры в защитных конструкциях или постепенного удаления теплоизоляционных покрытий.

•    Контроль температуры. Непрерывный контроль температуры бетона, как внутри, так и снаружи, имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы процесс твердения протекал в соответствии с технологией.

Земляные работы и фундамент

Земляные работы, засыпка и закладка фундамента могут проводиться при отрицательных температурах, но они сопряжены с трудностями, связанными с мерзлым грунтом, эксплуатацией оборудования и погрузочно-разгрузочными работами.

Раскопки в мерзлом грунте

Промерзающую почву значительно сложнее разрабатывать, чем незамерзшую.

•    Тяжелая техника. Для прорыва замерзших слоёв часто требуются мощные экскаваторы со специализированным навесным оборудованием, таким как зубья или рыхлители.

•    Размораживание грунта. Для небольших участков или конкретных задач можно использовать оборудование для размораживания грунта (например, грунтовые обогреватели, паровые форсунки), чтобы размягчить мерзлую почву, что облегчает земляные работы и снижает вероятность повреждения оборудования.

Строительство фундамента

Заливка фундаментов при минусовых температурах предполагает соблюдение тех же принципов, что и обычные бетонные работы, с дополнительным акцентом на предотвращение пучения грунта и обеспечение стабильной несущей способности.

•    Предотвращение пучения грунта при замерзании. Фундаменты должны быть спроектированы и построены таким образом, чтобы противостоять пучению грунта при замерзании, которое происходит, когда вода в грунте замерзает и расширяется, поднимая фундамент. Обычно это достигается путем заглубления фундамента ниже линии промерзания или с помощью теплоизоляции для предотвращения замерзания грунта под фундаментом.

•    Защита котлованов. Котлованы для фундаментов следует защищать от замерзания, чтобы предотвратить промерзание грунта на несущей поверхности и его потенциальную нестабильность. Это может включать в себя укрытие котлованов теплоизоляционными материалами или обогрев территории.

Обратная засыпка

Засыпка мерзлой почвой, как правило, не рекомендуется, поскольку это может привести к проблемам с оседанием грунта при его оттаивании.

•    Незамерзший засыпной материал. В идеале следует использовать незамерзший засыпной материал. Для этого может потребоваться закупка материала с обогреваемых складов или засыпного материала от замерзания.

•    Уплотнение. Уплотнение засыпного материала затруднено в холодную погоду из-за сниженной обрабатываемости грунта. Для достижения требуемой плотности может потребоваться специальное оборудование и особые методы уплотнения.

Монтаж стальных конструкций

Монтаж стальных конструкций возможен при отрицательных температурах, однако холодная погода влияет на свойства стали.

•    Хрупкость. Сталь, особенно некоторые марки, может становиться более хрупкой при очень низких температурах, что увеличивает риск хрупкого разрушения под напряжением. Это требует тщательного выбора материала и учёта требований к ударной вязкости.

•    Сварка. Сварка в холодную погоду требует соблюдения особых мер предосторожности.

•    Предварительный нагрев. Основной металл необходимо предварительно нагреть до определенной температуры, чтобы предотвратить быстрое охлаждение сварного шва, которое может привести к растрескиванию и снижению прочности.

•    Защитный экран. Ветер может нарушать работу оборудования, используемого при сварке, что приведёт к пористости и дефектам. Для защиты зоны сварки часто необходимы ветрозащитные экраны или ограждения.

•    Хранение электродов. Электроды необходимо хранить в сухом месте и при соответствующей температуре, чтобы предотвратить поглощение влаги, которое может вызвать растрескивание под воздействием водорода.

•    Эксплуатационные характеристики оборудования. Краны и другое подъёмное оборудование могут работать хуже из-за изменений вязкости гидравлической жидкости и свойств материалов, вызванных низкими температурами. Регулярное техническое обслуживание и использование смазочных материалов, предназначенных для работы в холодную погоду, крайне важны.

•    Лёд и снег. Скопление льда и снега на конструктивных элементах и рабочих поверхностях представляет собой значительную опасность как для рабочих (риск поскользнуться и упасть) так и может привести к нарушениям технологии, поэтому  требует постоянного удаления перед началом очередного этапа работ.

Каменные работы

Строительные материалы (кирпич, блоки, камень) особенно чувствительны к низким температурам из-за содержания воды в растворе и возможности замерзания.

Раствор и затирка

•    Замерзание раствора. Раствор и затирка содержат воду, которая может замерзнуть до затвердевания материала, что приводит к значительной потере прочности и сцепления.

•    Нагревание материалов. Подобно бетону, заполнители и вода для замешивания раствора могут быть нагреты для повышения температуры смеси.

•    Добавки-антифризы. Хотя некоторые добавки-антифризы доступны для строительных растворов, целесообразность их использования требует тщательного обдумывания, а в случае применения - точного соблюдения рекомендаций производителя.

•    Защита. Свежесложенную каменную кладку необходимо защищать от замерзания с помощью теплоизоляционных полотен или отапливаемых защитных сооружений.

•    Температура кладки. Кирпичи, блоки и другие строительные материалы не следует укладывать в замороженном состоянии, так как это может повлиять на сцепление с раствором. Их следует хранить в защищенном от влаги и мороза месте или, при необходимости, слегка подогревать.

Отверждение и защита

•    Увеличенный срок твердения. В холодную погоду срок твердения раствора и затирки увеличивается.

•    Защитные конструкции и отопление. При выполнении ответственных каменных работ часто используются отапливаемые защитные конструкции для поддержания подходящей температуры для затвердевания кладки.

Кровля и наружная отделка

Хотя основные кровельные и наружные отделочные работы сложно выполнять при минусовых температурах, определенные задачи можно решить с некоторыми модификациями.

Кровельные работы

•    Мембранная кровля. Многие виды мембранной кровли (например, EPDM, TPO) можно устанавливать в холодную погоду, но мембраны становятся более жёсткими и с ними сложнее работать. Для обеспечения надлежащего сцепления клеи и герметики могут потребовать нагрева, или же возможно применить специальные составы для холодной погоды.

•    Многослойная кровля. Горячий битум, используемый в системах многослойной кровли, может наноситься в холодную погоду, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы поддерживать температуру нанесения и обеспечить надлежащее сцепление с основанием.

•    Черепица. Можно укладывать битумную  черепицу, но при низких температурах она становится хрупкой и более склонна к растрескиванию. Клейкие полоски на черепице могут плохо схватываться, что требует дополнительной ручной герметизации кровельным цементом.

Внешняя отделка

•    Обшивка стен. Виниловую, фиброцементную и деревянную обшивку, как правило, можно устанавливать в холодную погоду, хотя эти материалы могут стать более хрупкими и требовать бережного обращения.

•    Покраска. Большинство красок и покрытий рассчитаны на температуры нанесения от +5 или +10 градусов. Нанесение при минусовых температурах может привести к плохой адгезии, растрескиванию и неправильному отверждению. Для получения качественных результатов обычно требуется обогрев помещения.

•    Штукатурка и шпаклёвка. Эти материалы содержат воду и очень чувствительны к замерзанию. Для их правильного нанесения и затвердевания обычно требуются температуры выше нуля, что часто требует наличия отопления в помещении.

Механические, электрические и сантехнические системы

Многие работы по монтажу инженерных систем могут проводиться при отрицательных температурах, хотя при этом возникают определенные сложности.

Сантехника

•    Замерзание труб. Защита водопроводных и канализационных систем от замерзания во время монтажа и до завершения строительства и отопления здания имеет первостепенное значение. Можно использовать временные системы отопления и теплоизоляции.

•    Обращение с материалами. ПВХ и другие пластиковые трубы могут стать хрупкими при сильном холоде, поэтому с ними необходимо обращаться осторожно, чтобы предотвратить поломку.

Электрооборудование

•    Гибкость кабелей. В холодную погоду электрические кабели и провода становятся жёсткими и менее гибкими, что затрудняет монтаж и увеличивает риск повреждения. Можно предварительно нагреть кабель или использовать те, материалы, которые рассчитаны на работу в условиях низких температур.

•    Производительность оборудования. Аккумуляторы для электроинструментов и другого электрооборудования могут демонстрировать снижение производительности при низких температурах.

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

•    Монтаж воздуховодов. Монтаж воздуховодов возможен и в холодную погоду, однако для эффективной герметизации стыков могут потребоваться специальные герметики для холодной погоды.

•    Защита оборудования. Оборудование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, хранящееся на открытом воздухе, должно быть защищено от снега, льда и сильного холода во избежание повреждений.

Общие правила строительства в условиях низких температур

При любых зимних строительных работах при минусовых температурах следует учитывать ряд общих моментов.

Техническое обслуживание и эксплуатация оборудования

•    Жидкости для работы в условиях низких температур. Двигатели, гидравлические и другие системы требуют использования смазочных материалов и жидкостей, предназначенных для работы в таких условиях, чтобы обеспечить их эффективную работу и предотвратить повреждения.

•    Характеристики аккумуляторов. Аккумуляторы в оборудовании теряют ёмкость в холодную погоду и требуют частой зарядки.

•    Предварительный прогрев. В условиях сильного холода может потребоваться предварительный прогрев двигателя и гидравлической системы перед запуском.

•    Уборка снега и льда. Оборудование необходимо регулярно очищать от снега и льда для обеспечения безопасной эксплуатации и предотвращения повреждений.

Управление проектами и планирование

•    Планирование. Строительные работы зимой часто требуют продления сроков из-за снижения темпов работы, сокращения светового дня и возможных задержек, связанных с погодными условиями.

•    Финансовые последствия. Строительство в холодное время года обычно влечет за собой более высокие затраты из-за необходимости использования специализированных материалов, отопления, ограждений, увеличения трудозатрат и технического обслуживания оборудования.

•    Хранение материалов. Материалы, чувствительные к холоду (например, клеи, герметики, краски, цемент), должны храниться в отапливаемых или защищенных от холода помещениях.

•    Контроль качества. Для обеспечения надлежащего применения технологий в условиях низких температур, и соответствия техническим требованиям необходимы усиленные меры контроля качества.


Хотя минусовые температуры создают значительные сложности, многие строительные работы можно выполнять зимой. Это, например, заливка бетона, земляные работы, строительство фундаментов, монтаж стальных конструкций, каменная кладка, различные кровельные и наружные отделочные работы, а также большинство работ по монтажу механических, электрических и сантехнических систем. Результат зависит от тщательного планирования, использования специализированных материалов и оборудования, строгого соблюдения стандартов строительства в условиях низких температур и первостепенного внимания к безопасности рабочих и защите материалов.