Сборка бруса на нагеля

Древесина широко применяется в качестве строительного материала для ограждающих наружных конструкций. Особой популярностью в последние годы пользуется профилированный брус, из которого возводят дома для проживания и здания иного назначения.

Чтобы постройка была крепкой и устойчивой, используются разные варианты крепления, среди которых наиболее популярным являются нагели. Они обеспечивают требуемую жёсткость, оставляя возможность для нормированной усадки.

Грамотный монтаж нагеля даст возможность надежно соединить отдельные компоненты в одну целую систему с требуемыми свойствами. Есть подробная инструкция по использованию подобного типа крепежа. Если точно ей следовать, желаемый результат будет правильным.

Сборка бруса на нагеля: основные понятия и назначение

Древесина – это природный материал, имеющий неоднородную внутреннюю структуру. При высыхании происходит сразу несколько процессов:

небольшая деформация;
пропорциональное изменение объёма.

Степень изменений определяется годовыми кольцами, взаимным расположением волокон и прочими факторами. Как результат, происходит усадка пиломатериалов с образованием зазоров между компонентами, растрескиванием и прочими неприятными явлениями.

Нагель для бруса является крепежным элементом квадратного или круглого сечения. Он используется для разъёмного соединения соседних деталей. Нагели могут изготавливаться из твердых пород дерева или металла (как правило, из стали).

Геометрические параметры используемого крепежа должны соответствовать брусу. Небольшое сечение и длина не обеспечат требуемую жёсткость конструкции, а очень большое – может привести к полному разрушению.

стальная арматура;
водопроводная труба;
металлопрокат и прочее.

Неправильное использование этого вида крепежа легко вызовет повреждения бруса. Поэтому необходимо быть осторожным.

Под нагели высверливаются соответствующего диаметра глухие отверстия в обеих соединяемых деталях. Расположение и количество точек крепления зависит от требований руководящих документов по типу СНиП 2.01.07-85. Для работы применяют дрель со сверлами по дереву с требуемыми параметрами.

Изготовление и использование нагелей для строительства домов. Сборка бруса на нагеля

Название этого крепежа имеет немецкое происхождение и в переводе означает – гвоздь. Нагели часто использовались плотниками при строительстве срубов бревенчатых домов. Для их создания применялась древесина твердых пород. Сегодня считается, что самым лучшим материалом является береза.

Изготовление деревянных нагелей

Цилиндрическая форма данного соединительного элемента представлена классическим телом вращения. Соответственно для его создания используют токарный станок с набором подходящих резцов. В качестве заготовок применяют пиломатериал, высушенный до конкретного уровня влажности. Как правило, более всего предпочитаются наружные части ствола, обладающие высокой плотностью, что позволяет выдерживать довольно большие нагрузки.

Нагели можно производить своими руками, если есть специальное оборудование. Как это сделать?

Подбирается заготовка подходящего размера и формы. При этом древесина должна быть без трещин, сучков, глубоких повреждений и т. д.
Заготовку следует установить в приемное устройство станка и тщательно закрепить в строгом соответствии с правилами по использованию.
Запускается двигатель, и при помощи резца заготовке придается цилиндрическая форма.
По мере снятия стружки необходимо измерить диаметр. Для этого используется штангенциркуль.
Заготовка обрезается на определенную длину и делается фаска.
В результате получается готовое изделие. Можно устанавливать следующую заготовку.

Квалифицированный столяр на изготовление одного нагеля тратит несколько минут, но это при условии, что под рукой есть все необходимое. Если Вы сами решили выполнить все работы, следует подумать о собственной защите: специальные очки, форма.

Использование нагелей при строительстве брусовых стен своими руками

По нижней детали следует нанести метки точек крепления. Расстояние и их количество рассчитывается согласно плану.
Отверстия под нагели располагаются строго по осевой линии дерева и должны быть перпендикулярными по отношению к наружной поверхности.
Для создания подходящих отверстий используется дрель с соответствующего размера сверлом.
Суммарная глубина отверстия должна быть немного большей за длину нагеля, что позволит обеспечить требуемый тепловой зазор.

в заранее высверленные отверстия нижнего ряда вставляются соединительные элементы и уплотняются благодаря монтажному молотку – киянке;
для поднятия следующего бруса понадобится помощник, опускание происходит отверстиями вниз;
когда отверстия совмещаются с нагелями, брус опускается (надевается) на них и осаживается до самого упора.

При самостоятельном выполнении подобных работ довольно сложно добиться совмещения отверстий с крепежом. Поэтому желательно привлечь помощника. Это не только позволит выполнить задачу точно, но и упростит весь процесс. Чтобы снизить трение при сборке, можно использовать мыльный раствор.

Однако нужно учитывать тот факт, что надежное крепление бруса подразумевает наличие некоторой степени свободы. Когда древесина будет высыхать, ее форма начнет меняться, и объемы уменьшатся. Небольшое свободное расположение даст возможность компенсировать изменения линейных размеров.

Вывод

Сборка бруса на нагеля является наиболее оптимальным вариантом крепежа для деревянных строений, так как сами по себе нагеля подходят для этой задачи больше всего. Они обеспечат требуемую прочность ограждающей конструкции и не дадут коробления отдельных элементов.

Как правильно устанавливать нагеля в брус

При сборке деревянных домов из бруса (профилированного и простого), бревна (ручной рубки или оцилиндрованного) используют нагели (шкан). В данной статье рассмотрим типичные вопросы по нагелям применительно к изготовлению и установки окосячки в оконных и дверных проёмах.

Нагели обычно в резе

В первую очередь хочется рассмотреть тот вопрос, который более всего меня волнует, и с которым приходится сталкиваться практически на каждом объекте. Этот вопрос звучит так:

На каком расстоянии от проема устанавливать нагели (шкан)?

Строители, собирая коробку сруба на месте предполагаемых проёмов оставляют технологические отверстия. А по краям будущей двери или окна устанавливают нагели. Из моей практики прорезки проёмов выходит так, что все нагели практически выпиливаются или как раз попадают в паз (шип) края проёма при подготовке к установке окосячки. Ничего страшного в этом нет, так как установленная окосячка заменяет собой нагели в проёмах.

Привет от строителей!

Почему я заостряю на этом внимание? Потому что не все строители знают плотницкое дело и в качестве нагелей используют клей 300 (гвозди длинной 250 – 300 мм) или обрезки арматуры. И вот от того на каком расстоянии ставят нагели от края будущего проёма зависит качество и продуктивность моей работы. Да и долговечность самого дома в первую очередь. Как это происходит на практике.

Вот такой урожай!

При прорезке проема возникает резкий звук (гвоздь. ). Цепь резко тупится. Чтобы продолжить пиление необходимо как-то изъять этот «нагель». И чтобы до него добраться этой же тупой цепью начинаешь мылить вокруг да около. Итак, с горем пополам проём вырезан. Начинаю с помощью гвоздодера вытаскивать инородные предметы из тела стены. Упор для рычага – сама стена. Брусья начинают сдвигаться относительно один другого. Особенно в перегородках у стыков в углах. Всего этого можно избежать, выполнив правильную установку нагелей.

Пилить по гвоздям – то ещё удовольствие

А расстояние установки нагелей рассчитать очень просто. К размеру окна или двери нужно прибавить толщину окосячки. То есть по 150 мм от края окна или двери с каждой стороны.

Для чего в стены деревянного дома устанавливают нагели? Для чего стены деревянного дома шканят?

Основное назначение нагелей и шканов это препятствовать осевому смещению бревен (бруса) относительно друг друга. Второй момент – шкан препятствует кручению бревен при высыхании.

Заменяют ли нагели окосячку?

Стоит отметить, что нагели не могут удержать стену от искривления относительно оси стены в проёмах – для этого устанавливается окосячка.

Какой материал лучше всего использовать для изготовления нагелей для стен деревянного дома?

Сейчас в качестве нагелей в большинстве случаев используют берёзовые черенки. Берёза сама по себе материал твердый, но очень неустойчивый к сырости и практически за один сезон во влажном месте поражается мраморной гнилью. Очень часто это наблюдаю при выпиливании проёмов. Поэтому неплохо обрабатывать нагели антисептиком перед использованием. А лучше конечно использовать лиственницу, дуб (эти породы устойчивы к влаге) или по крайней мере делать нагели из хвойных пород – то есть материала стен.

На моей практике я сталкиваюсь обычно с такими способами установки нагелей.

1. Первый способ — это засверленные отверстия и вбитые куски черенков сечением 25-30 мм.

Нагель из черенка

2. Второй способ это прорезанные бензопилой пазы и вбитая в него прямоугольная щепа. (обычно нарезается той же цепной пилой из бруса (материала стен).

3. Ну и третий способ – гвозди, арматура.

Два раза за 20 лет строительства видел нагели по старинной технологии – при строительстве дома брату в 90 году и при установке окосячки в бане из сруба в 2016 г. (сруб был из Мордовии).

Правильный шкан

Такие нагели использовались в старину при строительстве деревянного дома.

Как правильно устанавливать нагели. На что следует обратить внимание?

1. Диаметр сверла и нагеля должны различаться. Нагель должен заходить с усилием – в натяг. Диаметр сверла должен быть чуть меньше диаметра нагеля.

2. Глубина отверстия должна быть больше длины нагеля на 20-30 мм. При усадке сруба нагель, заколоченный в отверстие без зазора не даст венцам сплотится между собой и это приведет к образованию щелей.

3. Отверстия для нагелей сверлятся строго вертикально. Косо установленный нагель будет препятствовать усадке венцов стены. И это опять – щели между брусьями.

Косые нагели. Что в голове, то и у рук

Можно ли в качестве нагелей использовать металлическую арматуру и гвозди?

Есть ли в этом смысл?

Если засверлить отверстие под такой нагель и глубина отверстия будет глубже длины нагеля, то теоретически как бы можно. Но в таком случае можно использовать и деревянные нагели. Ведь то что нагели из металла, а не из дерева не добавит прочности стене. И так же, как и в случае с обычными деревянными нагелями – это крепление для защиты от осевого смещения, но от искривления не защищает. И стоимость металла гораздо выше дерева.

Легче ставить?

Некоторые «плотники» думают, что забивать гвозди легче чем сверлить отверстие для нагеля. На самом деле для забивания таких гвоздей требуется потратить гораздо больше усилий. Помеси-ка кувалдой целый день. А дрель с хорошо заточенным сверлом идет в дерево как по маслу – только держи. Вроде бы очевидные вещи, но не все понимают.

Нарушение технологии.

И конечно же заколоченные гвозди, и заостренные куски арматуры – это вопиющее нарушение технологии строительства деревянный домов. Это стопроцентная гарантия зависших бревен и брусьев в стене и образование щелей. Метал идеально сочетается с бетоном по коэффициенту температурного расширения – поэтому железобетонные конструкции очень прочные. Но металл в деревянной стене, а особенно в бревне естественной влажности – будет ржаветь, а металл при ржавлении увеличивается в объеме. Тут даже и просверленное отверстие не поможет.

Работы по металлу в деревянном доме

Вот еще пример использования металлического прутка в качестве нагеля. Забили кусок до упора и обрезали болгаркой. Брус высох и пруток вылез. Верхний брус не «сел» получи хозяин порцию свежего ветерка зимою в дом!

Итак, к какому выводу можно прийти?

Нагели из металла возможны при засверливании отверстий глубиной большей чем длина нагеля. Но я отказываюсь от работы в строениях, собранных на такие нагеля . Почему? Потому что цепь стоит 800 руб, а шина 1500 руб. Плюс время, потраченное на заточку цепей. А бывает, что и заточка уже не помогает – цепь на выброс. И знаете это очень переживательный процесс – неожиданно встретить кусок арматуры или гвоздик на триста. А ведь еще надо потратить время на извлечение его из стены. Да и стену надо дорезать до конца, а там на всём протяжении реза гвоздь на гвозде.

И когда звучит в ответ что мудрые строители сделали достаточный отступ от края проема для качественной установки окосячки – я-то знаю из опыта что это фантастика. Еще ни разу не встречал такого чуда. Гвозди и арматура находятся как раз в резе, в пазе или в верху проема. Да везде где только можно, но не там, где надо. Просто поразительная «точность».

Так что чтобы избежать при строительстве ненужных проблем будьте настойчивы в требовании к строителям соблюдать элементарные правила строительства. Взялся за гуж не говори, что не дюж. Если уж ты взялся так делай так чтобы после тебя добрая память осталась, а не проклятия сыпались на твою голову при каждом воспоминании о тебе.

Нагель для бруса: особенности применения

Под нагелем в строительной терминологии понимают округлые стержни или бруски, предназначенные для скрепления строительных деталей путем установки в специально подготовленные отверстия. Основное назначение нагельных соединений – противодействие сдвигающим силам за счет упругости тела нагеля.

Деревянный нагель для бруса называют шкантом или деревянным гвоздем, нагельные (шкантовые) соединения используют при возведении срубов жилых домов, бань и хозяйственных построек, применяют при монтаже различных деревянных конструкций. Технология имеет многовековую историю, подобные крепления обнаружены в постройках XVI века на территории современной Австрии и при раскопках в Великом Новгороде.

Преимущества и недостатки нагельных соединений

Достоинства применения деревянных нагельных соединений проверены веками, к ним относят:

Шканты для бруса устойчивы к деформациям, сохраняют упругость в течение длительного времени, выдерживают значительные нагрузки на изгиб;
Крепления парируют негативные последствия от усадки, устраняют причины образования трещин, щелей и зазоров между венцами;
Брус и нагели одинаково реагируют на окружающую влажность и климатические изменения, что позволяет избежать деформации стен;
Применение деревянных креплений позволяет построить дом без использования строительной техники и специального инструмента.

К недостаткам относят: дополнительные трудозатраты за счет необходимости сверления установочных отверстий, при подборе материала и проведении работ необходимо соблюдать определенные правила.

Разновидности деревянных нагелей

Шканты для бруса могут иметь круглое, квадратное или прямоугольное сечение. Вырезать в теле бруса посадочное гнездо квадратной формы затруднительно, по этой причине в домашних условиях крепления любой формы устанавливают в круглые отверстия, диаметр зависит от размера шканта и должен обеспечивать установку «в натяг». Каждый вид креплений имеет свои преимущества и недостатки:

Нагели круглого сечения (цилиндрические) обеспечивают максимальную площадь соприкосновения со стенками посадочных отверстий, способны выдержать значительные нагрузки, применяются для усиления внешних стен и углов сруба. Установка таких креплений «в натяг» требует значительных усилий. Шканты для бруса округлой формы трудно изготовить в домашних условиях, для этого необходимо иметь токарный станок;
Шканты для бруса квадратного сечение используют при возведении легких построек и при кладке внутренних перегородок. При установке «в натяг» вся нагрузка приходится на острые края, которые равномерно сминаются и увеличивают площадь соприкосновения, забить такой шкант гораздо легче. Изготовить крепление квадратной формы можно из обрезка доски своими руками с использованием доступного инструмента;
Плоский шкант прямоугольного сечения является облегченным вариантом квадратного шканта, используется при установке дверных и оконных проемов, монтаже легких и декоративных конструкций.

Согласно ГОСТ Р 56711-2015В, нагели цилиндрической формы являются основным крепежным элементом для сплачивания и сращивания цельного и клееного пиломатериала.

Замечание мастера: до настоящего времени нет единой позиции в вопросе о том, какие нагели лучше использовать при кладке сруба, некоторые мастера отдают предпочтение нагелям с квадратным сечением. Такое крепление обеспечивает более свободный ход бруса относительно ребер шканта и предотвращает развитие негативных процессов при усадке.

Требования к материалу

Нагельные соединения подвергаются значительным нагрузкам на срез, изгиб и кручение. По этой причине шканты округлой формы изготавливаются из прочной древесины – это может быть дуб, лиственница и береза. Для заготовок выбирают высокосортную древесину естественной влажности, без сучков с ровными и неповрежденными волокнами. Поверхность готовых креплений подвергается шлифовке с использованием абразива.

Читайте также:

Маленький санузел: правила обустройства

При выборе материала необходимо учитывать следующие рекомендации:

Для брусьев из сосны или ели лучше использовать березовые шканты;
При строительстве из бруса лиственницы, крепления могут быть из этого же материала;
Для клееного и LVL-бруса используют дуб камерной сушки.

Шканты для бруса квадратного и плоского сечения можно изготовить из специально отобранного качественного пиломатериала, используемого при строительстве.

Размеры нагелей и диаметр отверстий

Рекомендации по выбору размеров нагельных соединений изложены в нормативных документах по строительному проектированию (СНиП), в их числе: диаметр сечения круглых нагелей должен составлять не более 1/6 от ширины бруса, длина в 1.5 раза превышать высоту бруса. Диаметр посадочных отверстий делают на 0.5-1.0 мм меньше диаметра шканта.

Несложно посчитать, что при строительстве из бруса180х180 надо использовать шканты диаметром 30 мм, длиной более 270 мм, диаметр отверстий для установки креплений – 31 мм. Специализированные магазины предлагают нагели следующих типоразмеров: цилиндрическийс диаметром от 15 до 30 мм, квадратный со стороной от 20 до 25 мм, длина заготовок – до 1100 мм.

Как изготовить шкант своими руками

Полный комплект нагелей для постройки дома целесообразно купить, если не хватит несколько штук, шканты можно изготовить самостоятельно. Если в домашнем хозяйстве нет токарного станка, можно использовать черенок от лопаты. Диаметр черенка составляет 39-40 мм – это для нагеля много, лишнее необходимо снять с помощью топора и рубанка. С посадочного края снимается фаска под конус высотой 7-10 мм, поверхность зачищается от неровностей с помощью шлифовальной шкурки. Прямоугольные шканты для бруса нарезают из обрезков доски с помощью циркулярной пилы или электролобзика, с посадочной стороны края ребер спиливаются под углом 45-60 градусов, поверхность подвергается чистовой обработке (шлифовке).

Технология крепления

Для установки нагеля потребуется выполнить ряд операций в следующей последовательности: произвести разметку, просверлить посадочное отверстие, установить крепление в подготовленное отверстие.

Расчеты и разметка

Требования к нагельным соединениям определены СНиП 2.01.07-85, при установке шкантов должны соблюдаться следующие правила:

Креплению подлежат венцы сруба, углы и места примыкания внутренних стен;
Посадочные места располагают по всему периметру сруба на расстояние 1.5-2.0 м;
Каждый брус должен быть скреплен с нижним и верхним рядом отдельным нагелем;
В каждом венце посадочное отверстие сдвигается на 0.5 м, повторение конфигурации допускается через 2-3 ряда;
Отверстия высверливаются по центру бруса, глубиной на 15-20 мм превышающей длину нагелей.

Сверление

Для сверления посадочных отверстий диаметром более 12 мм используют низкооборотистые дрели мощностью не менее 1200 Вт с двумя рукоятками. Сверло должно отвечать следующим требованиям: на 30-35 мм превышать длину установочных штырей и обеспечивать отвод стружки. Лучшим решением будет использование фрезерных сверл по дереву. Определиться с диаметром сверла и нагеля необходимо на этапе проектирования, в запасе надо иметь 7-8 сверл.

Отверстие высверливаться сразу в двух венцах, для предотвращения сдвига, верхний и нижний брус должны быть надежно зафиксированы, для этого можно использовать строительные скобы.

Установка

Шканты устанавливаются в посадочные отверстия с натягом, для этого надо приложить значительное усилие, чем глубже стержень входит в отверстие, тем большее усилие надо прикладывать. Опасность заключается в том, что при забивании в брус шкант может треснуть, а верхняя часть размочалиться. Уменьшить трение можно мыльным раствором, использовать для этих целей парафин или технические смазки нельзя.

Под рукой надо иметь деревянную или резиновую киянку, тяжелый и легкий молоток. Удары наносятся строго вертикально, при пользовании металлическим инструментом, необходимо использовать защитную прокладку из обрезка тонкой доски или многослойной фанеры. Если в процессе установки в стержне образовалась трещина, его надо высверлить и повторить операцию.

Разница между деревянными и металлическими гвоздями

На различных строительных форумах часто задают вопрос: можно ли деревянный нагель для бруса заменить металлическими гвоздям или стержнями. Несмотря на то, что с металлическими гвоздями работать легче, такая замена недопустима по следующим причинам:

Основное назначение нагельных соединений – сопротивление сдвигающим силам за счет упругости, металлический гвоздь массового производства такими свойствами не обладают;
Металлический крепеж образует жесткую сцепку деревянных деталей, такое скрепление препятствует процессам усадки и может привести к перекосу стен, способствует образованию щелей и трещин;
При забивании, гвозди разрывают древесные волокна, образуются глубокие внутренние трещины, в совокупности с металлом это способствует образованию мостиков холода.

Заключение

Технические требования к соединениям нагельного типа для деревянных конструкций определены в ГОСТ Р 56711-2015, согласно ГОСТ, нагели могут изготавливаться из металла, древесины и пластмасс. Деревянные нагельные соединения применяются в индивидуальном строительстве, металл и пластик используют в промышленном каркасном домостроении.

Нагеля для бруса: пошаговая инструкция изготовления

Дома из натурального дерева сейчас снова обрели популярность. Но древесина – это далеко не однородный материал, поэтому в процессе усадки происходит небольшая деформация, разные части дома принимают окончательный вид неравномерно.

Отсюда вытекает проблема крепления бруса между собой, которое обеспечит надежность, с одной стороны, и равномерную усадку с другой. Решение было найдено очень давно – нагели. Элемент отличается по размеру, форме сечения (круг или квадрат), материалу изготовления.

Виды нагелей

Разновидностей крепежного элемента много, но условно их делят на группы по материалу и форме. Рассмотрим этот вопрос подробней.

Материал изготовления

Активно используются два вида:

Деревянный. Большинство специалистов настоятельно рекомендуют использовать именно деревянный шип при возведении конструкций из дерева. Приводятся главные преимущества при выборе такого крепежа:
Не подвержен действию перепадов температур. Дерево практически не меняет линейные размеры при различных температурах, поэтому крепежный элемент будет всегда на своем месте;
Отсутствует ржавчина. Металл со временем ржавеет, что приводит к гниению соприкасающихся с ним деревянных поверхностей;
Отсутствует конденсат. На стали при резком изменении температуры образовывается влага, которая совсем ни к чему внутри несущей стены.
Шкант срастается со стеной. Через определенное время дом станет монолитным, деревянные поверхности спаиваются.
Металлический. Этот вариант также относится к бюджетному способу крепления, часто используются отходы (трубы, арматура). Хотя специалисты отдают предпочтение предыдущему способу, у металлического нагеля есть свои преимущества:
Долговечность конструкции.

Форма

Также выделяют несколько основных форм:

Округлое сечение. С учетом того, что отверстия под крепление в бревне выполняются сверлом, то круглый нагель обеспечит максимальную площадь соприкосновения, гарантируя надежность и долговечность конструкции;
Квадрат. Сделать такой элемент проще, стоит он также дешевле. Но на этом положительные стороны заканчиваются. При входе в отверстие края шипа деформируются, а общая площадь контакта остается минимальной. Строить таким образом дом опасно;
Узкий прямоугольник. Наиболее простой в изготовлении вариант. Берется доска определенной толщины, распускается на прямоугольники. Единственное преимущество – очень небольшая толщина. Подходит для узкого бруса, но монтаж крайне затруднен.

Изготавливаем нагель своими руками

Этот вид крепежа продается в магазинах, но без особого труда можно сделать его и дома. Деревянный элемент изготавливается следующим образом:

берутся обрезки досок, из которых нарезаются брусья размером 25 на 25 сантиметров;
изготавливаются колья, длинной 1,5 толщины строительного бруса, диаметром 2,5 сантиметра;
топором срезаются углы, для придания округлой формы.

Но необходимо принимать во внимание следующее:

древесина для крепежа должна быть тверже бруса. Сейчас для этих целей чаще всего используется береза;
нагель не должен значительно отличаться влажностью от основного элемента конструкции;
категорически запрещено использовать шкант с сучком.

Что представляют собой деревянные нагели?

Для начала стоит разобраться с тем, что такое непосредственно сам нагель. Деталь представляет собой миниатюрный фрагмент, выполненный с целью укрепления стен сруба, созданного из бруса. При этом именно диаметр шкантов для бруса выступает в роли одной из самых ключевых характеристик.

Шкант для лестницы

Назначение нагелей может быть различным. Например, деревянные шканты ориентированы на фиксацию бревенчатых сооружений. Деталь позволяет затормозить самые разные негативные последствия, которые неизменно сопровождают функционирование сооружений из древесины. Это может быть:

усыхание;
деформация;
расшатывание;
смещение.

Такие своеобразные штыри, установленные грамотно и правильно, сделают здание стабильным. Брусья конструкции будут размещены так, что они останутся в неизменном виде и через пару месяцев, и через несколько десятилетий.

Проводим расчеты

В зависимости от выбранной технологии крепления, можно с достаточной точностью определить количество нагелей, вычислить их правильные характеристики.

Определяемся с размерами

Существует много научных трудов, которые помогут определиться с диаметром шканта. Но в профессиональной среде плотников-строителей уже сформировались определенные правила:

для бруса толщиной 20 сантиметров и менее используется нагель диаметром 25 миллиметров;
более толстый брус крепится шипом размером 3 сантиметра;
брус толще 0,2 метра можно крепить шкантом 2,5 см, но при условии уменьшения шага до метра.

Длина определяется еще проще – наиболее распространенный и рекомендованный способ – крепление двух бревен нагелем длиной в полтора бруса.

Считаем количество

Даже небольшая баня потребует довольно большого количества шипов, которые необходимо приобрести или сделать, что может занять много времени. Поэтому количество крепежных элементов лучше знать заранее.

Существуют правила крепления:

первый шкант вставляется на расстоянии от 20 до 70 сантиметров до угла;
шаг составляет от полутора до 2 метров;
скрепляются два соседних по высоте бревна обязательно.

Зная эти хитрости, высоту строения, диаметр бруса, можно с легкостью вычислить количество необходимых для строительства нагелей.

Технология крепления бруса в деревянном доме

Во избежание смещения бревен относительно друг друга, кроме крепления «в чашу» и усадочный паз, используют нагели. Их применение позволяет обеспечить необходимую вертикальность стен. Деталь представляет собой деревянный или металлический стержень, удерживающий от сдвига соседствующие бревна. Элемент устанавливается в шахматном порядке, с шагом примерно 2м, в заранее высверленные отверстия. Длина детали должна быть на 2-3 см меньше посадочного места, толщина – такой, чтобы обеспечивать небольшой натяг.

Сборка бруса с использованием нагелей осуществляется в следующем порядке:

в уложенном брусе высверливаются отверстия заданного диаметра;
в подготовленные отверстия забиваются нагели на глубину не менее 2 см;
добавляется следующее бревно с соответствующими схеме расположения нагелей в предыдущем ряду отверстиями.

Технология крепления

Сверление

Используется мощная дрель, если необходимо делать отверстия непосредственно на строительной площадке либо станок, если брус подготавливается заранее.

Второй способ распространен на западе и позволяет собрать конструкцию практически любого дома за несколько дней. Но требуется внимательность, точный чертеж, профессионализм.

В первом и втором случае незыблемым остается правило – отверстие должно быть строго вертикальным.

Диаметр сверла и толщина шканта должны совпадать, а для верхних ярусов бруса отверстие должно быть даже на миллиметр два больше. Так избавляются от провисания несущей конструкции из-за небольшой вертикальной нагрузки. Отверстие делается на 2 сантиметра длиннее необходимого, чтобы шип мог спокойно ходить во время усадки.

Забивание

Обычно используется кувалда весом несколько килограмм. Нагель вгоняется внутрь ниже кромки бруса до конца отверстия, для этого используются насадки (обычно из латуни).

Правильное расположение

Идеальным считается вариант, когда нагели расположены в шахматном порядке. Но строго вертикальное направление по параллельным линиям также допускается и на прочность влияет не существенно.

Рекомендуется зазор до начала проема не менее тридцати сантиметров. Расстояние крепежа до угла не должно превышать 70 сантиметров. Шаг может варьироваться от метра до 3, в зависимости от материала, из которого сделан брус (твердые сорта требуют меньший шаг).

Крепление бруса нагелями

Молодые семьи, которые решили возвести деревянный дом из бруса, должны точно знать технологию крепления бруса нагелями. Строительство такого дома не

покажется сложным, если вы знаете принцип соединения деталей конструктора. Если правильно соединить все детали, то можно знать точно, что конструкция продержится долго и будет надёжной. Углубившись в это весьма не лёгкое занятие можно открыть для себя множество возможностей.

Те, кто первый раз сталкивается со словом нагель, зачастую не имеют четкого представления о том, что это такое. Нагели – это штыри или как их еще принято называть канты. Они устанавливаются внутри брёвен и брусьев, когда осуществляется сборка срубов коттеджей, бань и загородных домов. Благодаря нагелям сохраняется прочность деревянных стен. Когда дерево начинает усыхать, брус деформируется и его начинает крутить, если бы не нагели его бы повело.

Для того чтоб не один брус не начал крутится важно соблюдать простые правила и установить нагеля в нужном количестве. Так же при усушке не произойдёт растрескивание, что говорит о долговечности вашего сооружения. Крепление бруса нагелями обеспечивает деревянному сооружению стойкость и прочность. Существуют деревянные и железные нагели.

Рассмотрим для начала железные нагели, среди которых выделяют выполненные из арматуры или трубы. Те, что выполнены в виде трубы намного легче в использовании, нежели арматурного вида, потому что арматурные тяжело вбивать и после оседания из-за своей неподвижности может произойти эффект «ерша».
Главное в применение нагелей. Делать их чуть меньшего диаметра чем просверленное отверстие и короче глубины просверленной дырки под нагель. Это необходимо для спокойной усадки сруба деревянного или брусового дома. Иначе венцы просто напросто зависнут на нагелях.

Деревянный нагель намного практичнее и надёжней железного. Ведь его основная задача это работа на изгиб что нельзя сказать про железные нагели. Производят их из натуральных твёрдых сортов деревьев. Деревянные нагели нужно подбирать под ту породу деревьев, из которой изготовлена сама стена. Крепление бруса нагелями происходит перпендикулярно в шахматном порядке.

Сначала просверливаются отверстия круглой либо квадратной формы, а затем в них забиваются нагели, деревянной киянкой прикладывая максимум усилий. Вбивать нужно оставляя зазоры для того что б нагель не давил на венец что может привести к образованию трещин. В основном используются квадратные сечения, потому что у них меньшая вероятность зависания бруса при усадке сруба. В зависимости от сечения бруса подбирают диаметр нагеля обычно это 25-55 мм., что касается длины то она должна захватывать и надёжно соединять 2 ряда брусьев.

Видео монтажа профилированного бруса нагелями

Нагель это очень важный элемент при сборке деревянного дома особенно при угловых соединениях бруса. От выбранного материала и качества его установки зависит безопасность и комфорт вашего помещения.

Преимущества и недостатки

Как и любой другой крепежный элемент, нагель обладает рядом положительных сторон, а также пассивом из недостатков.

Преимущества:

Шип придает надежное сцепление, предотвращает провисание венца;
Обеспечивает долговременную надежность при нагрузках на изгиб, чем не могут похвастаться гвозди и болты;
Способствует равномерной усадке дома. Крепежный элемент свободно ходит по вертикальной плоскости, предотвращая горизонтальные деформации;
Деревянное изделие не подвергается образованию влаги и коррозии, исключая процесс гниения;
Предельная дешевизна. Даже покупка готовых нагелей не слишком ударит по карману, позволяя минимизировать бюджет.

Читайте также:

Как чистить карпа от чешуи

Но есть и недостатки:

Сложность монтажа. Абсолютное вертикальное расположение, идеальный подбор диаметра, подразумевает наличие приличных навыков строительства;
Серьезные требования качества. Наличие сучков или неоднородность материала могут привести к плачевным последствиям;
Чрезмерное приложение силы при забивании часто приводит к трещинам в брусе. После чего его необходимо менять.

Блиц-советы

Существует набор хитростей при монтаже, позволяющих построить дом своей мечты, который прослужит долгие годы:

Шахматный порядок. Условие не обязательное, но настоятельно рекомендованное плотниками всех мастей;
Во избежание провисания, необходимо пользоваться деревянными нагелями округлой формы. Квадратные изделия в основном продвигаются производителями, так как они проще в изготовлении;
При забивании можно и нужно снижать трение. Для этого достаточно использовать мыльный раствор;
Рекомендуется использовать крепеж из березы. Это гарантирует надежность конструкции, придает определенный шарм, при этом не увеличивает себестоимость строительства;
Сходная влажность между шипом и брусом – принципиальное условие долговечности конструкции. На это нужно обращать пристальное внимание;
Не стесняйтесь использовать дополнительные элементы крепления. Наука не стоит на месте, современные приспособления могут значительно облегчить задачу.

Нагель металлический: плюсы и минусы

Железные нагели делают из арматуры или из труб. Недостаток нагелей из арматуры заключается в том, что при их использовании существует риск, что они могут помешать осесть бревнам при высыхании дерева, так как бревна могут зависнуть на боковых выступах арматуры. Трубы для этой цели использовать можно, но это не экономично, их стоимость значительно выше деревянных нагелей. Да и так как металл слишком жесткий, он хуже двигается и сгибается вместе с бревнами сруба. Одним словом качественный нагель по дереву, например нагель берёзовый даст фору любому металлическому изделию. Ну а если вы решили заменить дерево на металл, то выбирайте гладкую трубу.

О замене нагелей гвоздями

Некоторые строители используют в качестве нагелей гвозди, считая, что раз они более тонкие, то венцы на них будут легче осаживаться, и просто просверлив небольшое отверстие дальше их просто забивают. Это не верно.

При частичной замене нагелей на гвозди обязательно утапливайте их в глубину бруса, иначе при усадке бруса бани возможно небольшое зависание отдельных элементов.

Дело в том, что гвозди при забивании и так входят в древесину распирая ее. Затем, при высыхании дерево сжимаясь еще плотнее примыкает к гвоздям, а если гвозди находясь в недостаточно просушенной древесине еще и проржавеют, то брусья или бревна будут на них так плотно держаться, что никакой осадки сруба в процессе усушки может не произойти. В результате между венцами могут образоваться щели.

А можно ли обойтись без дополнительных креплений?

От некоторых строителей приходится слышать мнение, что при строительстве из круглого леса нагели не нужны, так как по углам срубов, сложенных из него вырубаются жесткие замки, которые не дают бревнам смещаться. Главное при рубке сруба бревна располагать горбом вверх. Это ошибочное мнение, так как если попадется бревно с большой свилеватостью – с сильно перекрученной древесиной, то в процессе высыхания такое бревно начнет выкручивать.

Кстати, еще в дореволюционных книгах по строительству были указания по установке нагелей не менее, чем через 2,1 метра друг от друга, в оригинале – не менее 3-х аршин, 1 аршин = 71 см. Поэтому даже при возведении бани из бревна своими руками или бруса, не говоря уже о доме, установка нагелей обязательна!

Теги
нагель нагель для бруса нагель по дереву стены

Как залить фундамент зимой и не пожалеть об этом

С наступлением зимы вести бетонирование значительно труднее, а главное, такие работы требуют тщательной подготовки и полного соблюдения всех строительных регламентов. Заливая фундамент зимой в мёрзлую почву, следует быть готовыми к тому, что весной земля оттает и просядет, а фундамент даст трещину, что повлечёт за собой дорогостоящий ремонт.

Но иногда жизнь вносит свои коррективы. Расчётное время работ срывается, а фундамент, который планировали залить летом, нужно возводить, когда столбик термометра падает ниже нуля.

Можно рискнуть и попытаться создать надёжную основу для вашего дома мечты при неблагоприятных погодных условиях! Опыт пользователей forumhouse.ru говорит о том, что при таком строительстве главное – вооружится знаниями и ничего не пускать на самотёк!

Заливка фундамента зимой

Пользователю форума с ником AlecScrab строители предлагали залить ленточный фундамент зимой, в декабре, чтобы к весне он схватился, а в марте – начать поднимать стены. Обещали значительно снизить расценки на свою работу, т.к. сейчас – не сезон, и заказов у них мало.

Что и говорить, предложение – заманчивое, но форумчанину не даёт покоя вопрос: как правильно залить бетон при минусовой температуре, и повлияет ли это в дальнейшем на прочность ленточного фундамента.

Profanus:

– Набор прочности бетона происходит за 28 дней, но это при “плюсе”, а при отрицательных температурах бетон может вообще не набрать прочность.

Вердикт форумчанина таков: заливка фундамента зимой выгодна только строителям, т.к. они хотят заработать. И для себя он никогда бы не стал заливать фундамент зимой, даже при серьёзной выгоде.

Если температура воздуха днём падает до +5°С, а ночью столбик термометра опускается ниже 0°С, то такие условия строительства считаются зимними.

При зимнем строительстве фундамент необходимо заливать, используя противоморозные добавки и специальную технологию согревания бетона. А это приводит к значительному удорожанию сметы на строительство. Удорожание может полностью нивелировать выгоду от сезонного снижения расценок на работу строителей.

По мнению 44alex,если лить бетон зимой с соблюдением всей технологии, то это выйдет дешевле, если только рабочие будут работать совершенно бесплатно.

Доводы “против” зимнего монолита

По мнению форумчанина с ником Гринпик, возведение монолитного фундамента зимой выполнять не стоит, потому что:

необходимы дополнительные затраты на бетон;
необходимы особые требования по укладке и выдерживанию бетона;
необходим электропрогрев бетона (или иной прогрев) под постоянным контролем температуры;
короткий зимний день приводит к дополнительным затратам на освещение участка, утеплению бытовки для рабочих, которые не горят желанием работать в холод;
можно нарваться на большое количество некачественных материалов.

Emelya:

– Я тоже сначала хотел залить фундамент зимой, но, глядя на мытарства соседей, которые залили свою плиту в прошлом году в декабре при -5 С, передумал. Теперь у них с края плиты открашиваются и отваливаются куски бетона. Верхний слой, видимо, прихватило морозом, но под ногой он крошится.

Реакция гидратации

Чтобы понять, в чем заключается технология зимней заливки фундамента и насколько увеличивается сложность таких работ, необходимо рассмотреть процессы, которые происходят в бетоне при его заливке при отрицательных температурах.

В процессе твердения в бетоне протекают реакции гидратации, в ходе которых минералы цемента, взаимодействуя с водой, образуют новые соединения. Обезвоживание бетона в ранние сроки может замедлить или прекратить процесс твердения и привести к недобору прочности, а также вызвать его усадку и растрескивание.

При минусовой температуре вода, не успев прореагировать с цементом, замерзает. Поэтому реакция гидратации не происходит, а значит, бетон не затвердевает.Также значительно снижается прочность фундамента и его долговечность. Вода, застывшая в бетоне, расширяется в объёме, уменьшается коэффициент сцепления бетона с арматурой, что приводит к дальнейшему разрушению фундамента. Поэтому возведение фундамента зимой требует тщательного соблюдения сложной технологии заливки.

Поэтому большинство застройщиков с недоверием относятся к зимнему бетонированию. Однако если подойти к делу с умом и вооружиться необходимыми знаниями, можно залить качественный фундамент и при отрицательных температурах. А иногда – это единственный выход.

Как сделать укрытие для обогрева фундамента

Фундамент у форумчанина Svetoch – мелкозаглубленная лента под дом 10х10. Он успел только вырыть траншею и начал вязать арматуру. Заливать бетон хотел в середине недели (с противоморозными добавками, т.к. ночью – давно уже минус). И тут оказалось, что синоптики обещают дожди и снег. Форумчанин заволновался, можно ли оставить вырытую траншею с опалубкой, частично залитым фундаментом и арматурой на зиму.

Costeapechnik:

– Если оставить всё как есть, то арматура заржавеет, а основание ленты лопнет! Надо заливать фундамент полностью, а дождь и снег не помеха, главное – уход за бетоном после заливки.

Пользователь форума с ником Georgespb разбирается, как сделать укрытие для заливки фундамента и какой вид укрытия для обогрева конструкции является самым надежным.

авто-любитель:

– Укрытие делается так: над периметром фундамента возводится большая палатка, в неё устанавливается тепловая пушка, и температура внутри поднимается в плюс.

Требуемая мощность пушки в зависмости от уличной температуры

Уличная темапература	Мощность пушки	Расход газа
До -15 градусов (пушка дает примерно +8 -10 градусов к уличной температуре).	10 кВт на 100 кв.м	16-20 литров в сутки
От -15 градусов	30 кВт на 100 кв.м	более 60-70 литров в сутки.

Так же греют бетон и при помощи электричества – сварочным трансформатором, подключённым к арматуре.

Для этого существуют специальные трансформаторы для прогрева бетонных изделий: ток подаётся через электроды, расставленные примерно на расстоянии 40-50 см друг от друга в фундаменте.

Но такой способ прогрева требует особого внимания!

sem2005:

– Необходим опытный мастер, который правильно смонтирует электроподогрев и будет следить за поддержанием необходимой температуры.

При таком методе прогрева бетона увеличивается вероятность поражения рабочих электрическим током. Именно поэтому, во избежание несчастных случаев, необходимо использование трансформатора с напряжением в 36 вольт. Перегрев бетона также чреват сильными трещинами, а недогрев – замерзанием.

Противоморзные добавки

Для бетона с противоморозными добавками прочность к моменту его охлаждения до температуры, на которую рассчитаны добавки, должна быть не менее 30% проектной при марке до 200, 25% – для бетона марки 300 и 20% – для бетона марки 400.

Для бетона без применения противоморозных добавок монолитных конструкций и монолитной части сборно-монолитных конструкций прочность к моменту замораживания должна составлять:

не менее 50% проектной при марке бетона 150,
40% – для бетона марки 200–300, 30% – для бетона марок 400—500,
70% – независимо от марки бетона для конструкций, подвергающихся замораживанию и оттаиванию.

Если применять противоморозные добавки, это обеспечивают процесс гидратации цемента и твердение бетона, но при отрицательных температурах эти процессы идут медленно, и в таком варианте бетон набирает критическую прочность примерно через месяц твердения на морозе.

Бетон, достигший к моменту замерзания критической прочности, нужную проектную прочность приобретает только после оттаивания и выдерживания при положительной температуре не менее 28 суток! Это значит, что поддерживать положительную температуру укрытого фундамента необходимо не только во время проведения бетонирования, но и после.

Подведя итог, можно сказать, что заливка фундамента в зимнее время и при отрицательных температурах приводит к удорожанию сметы и требует тщательного контроля на всех этапах работ. Взамен застройщики получают возможность форсировать проведение строительных работ и загодя подготовить основание для дома перед началом весеннего строительного сезона.

На FORUMHOUSE рассказывается, какую температуру выдерживать при заливке бетона зимой. Можно прочитать и о стройке колодца зимой.

Здесь собрана самая полная и подробная информация о имнем бетонировании. Как заливать бетон зимой, от чего зависит его достойное качество – горячее обсуждение «холодного» вопроса.

В этом видео рассказывается о нюансах армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента.

Фундамент зимой: можно ли заливать фундамент зимой – преимущества и недостатки

Соблазн заливки фундамента зимой невероятно велик. Стройматериалы для фундамента, как и рабочая сила, в это время стоят намного дешевле, нежели летом, да и свободного времени у любого человека появляется гораздо больше.

Тем не менее, очень многие боятся начинать строительство в холодное время года, поскольку есть целый ряд опасений, которые связаны с возможным разрушением конструкции, плохом застывании растворов, а также предварительном износе некоторых строительных материалов.

Заливка фундамента во время морозов является действительно трудоемким и сложным процессом, однако в то же время, возможным в реализации. Желающим начать постройку именно зимой следует быть готовым к работе в условиях низкой температуры воздуха и тщательном выборе технологий и материалов.

Плюсы и минусы зимней заливки фундамента

Преимущества

Заливка фундамента зимой оправдана, когда участок земли под застройку обладает очень «хрупким» грунтом. Промерзший грунт хорошо сохраняет форму, потому работы здесь выполняется, как правило, зимой.
Заливка фундамента в холодное время года оправдано строительством в северных регионах.
Низкая цена строительных материалов и рабочей силы.
Зимой у человека больше свободного времени.

Недостатки

Если летом выкопать под фундамент траншею смогут рабочие, то зимой потребуется применение спецтехники, чтобы справиться с промерзшей землей.
Есть риск купить некачественные материалы, которые поставщики давно не могли продать.
Работа в достаточно жестких условиях.

Особенности зимней заливки

Для обеспечения надежности и прочности фундамента загородного дома при его заливке зимой, следует соблюдать определенные правила. В первую очередь, нельзя выполнять работы частями с очень большими промежутками времени между каждой отдельной заливкой. Раствор бетона укладывают небольшими сегментами, быстро перекрывая их следующим слоем. Также нужно:

Хорошо очистить подготовленную траншею от снега и убрать со дна канавы и арматуры образовавшуюся наледь.
Накрыть котлован специальным изоляционным материалом.
Заранее прогреть дно между всеми стенками опалубки.
Обеспечить полноценный проход к опалубке.

Заливать бетон поверх промерзшей почвы нельзя, так как при оттаивании она будет оседать и вполне может стать главной причиной проседания фундамента.

Заливка фундамента в зависимости от его типа

Ленточный фундамент. Этот вариант самый популярный среди застройщиков. Минусом заливки основания зимой является низкая производительность труда. Рабочим надо чаще отдыхать, а для некоторых операций нужно гораздо больше времени, нежели летом. Специалисты советуют, насколько возможно, уменьшать число «мокрых» операций. К примеру, применение готовых блоков из бетона. Они доставляются прямо с завода и укладываются в готовый котлован. Для блоков надо будет совсем чуть-чуть бетонного раствора, что означает сокращение «мокрых» работ в разы.
Готовые бетонные сваи. В случае если задуманное здание легкое, то можно воспользоваться свайной технологией. Такое основание очень популярно среди домов из древесины. Соблюдая правила построения, можно построить надежный и прочный свайный фундамент зимой, который не будет уступать прочим типам оснований. Сваи из бетона делятся на две категории: буронабивные и бурозабивные. Первые делаются способом заливки бетона в пробуренные скважины, бурозабивные же забиваются в землю. Вторая категория гораздо быстрее и удобнее, поскольку сваи можно купить с завода и при этом не делать раствор. Но недостататок данных свай – это их цена и большой шум в момент забивания свай в землю. Решение проблемы – применение технологии винтовых свай. Сегодня данная технология очень распространена и популярна на строительном рынке.

Подробнее про виды и типы фундамента читайте в статье:Как выбрать фундамент для будущего дома?

Как заливать фундамент зимой?

Алгоритм заливки фундамента бетоном зимой:

Земляные работы. Копать зимой сложно, поэтому используем экскаватор.
Опалубка. Делается так же, как и летом. Сбиваются щиты из досок, толщиной 20 мм, подпираются специальными распорками.
Замешивание бетона. Вначале нужно смешать воду с присадкой и пластификатором, чтобы она не замерзала. Затем добавить щебень и песок. Пропорция 1:3.
Заливка. Прежде чем залить фундамент зимой, желательно выбрать день без ветра и осадков.
Утепление. Сверху все накрываем пенопластом, придавливаем кирпичами, чтобы мороз не ударил по цементу. Очень низкие температуры могут легко повредить верхний слой. При сильных морозах до -20С не отвердевший бетон находится в полной безопасности. Более -20С – опасно, нужно выстоять его до данного времени как минимум один-два месяца.
Гидроизоляция. В случае если весенние воды не за горами, а бетон не отвердел, необходимо изолировать его от воды любым способом. Внутри котлована можно вырыть яму для сбора осадков, а затем выкачать всю воду, можно напылить битум, прикрутить рулонный гидроизолятор болтами.

Как сделать зимний бетон не хуже летнего. Методы зимнего бетонирования

Климатические условия в большинстве регионов России не позволяют вести бетонные работы при положительных температурах круглый год.

Во многих районах более 6 месяцев в году держатся низкие температуры, вот почему осуществляется зимнее бетонирование.

Что такое зимнее бетонирование

Согласно СП 70.13330, зимним называется бетонирование при среднесуточных температурах ниже 5°С или минимальных суточных температурах ниже 0°С.

Есть ли плюсы у зимних бетонных работ

В целом работа с бетоном в суровых условиях низких температур влечет дополнительные сложности, но невозможно прекращать стройку на полгода всякий раз с наступлением осени, к тому же, у зимних работ есть и существенные плюсы:

Зимние скидки на строительные материалы и спад востребованности рабочей силы позволяют сэкономить.
Зимой можно бетонировать фундаменты на слабом или хрупком грунте.
Замерзшие подъездные пути позволяют без проблем доставить на стройку тяжелую технику и материалы.

Особенности зимнего бетонирования

Зимой основной враг качественного бетонирования – низкие температуры, которые оказывают негативное влияние на процессы, происходящие как при бетонировании, так и при твердении бетона.

Образование твердого вещества – бетона – происходит в результате реакции гидратации минералов, входящих в состав портландцемента. Чтобы эта реакция шла, необходима температура выше 0°С, поскольку при отрицательных температурах вода замерзает, и реакция гидратации прекращается.

Уже при температуре ниже 5°С скорость протекания реакции резко тормозится, и набор прочности бетона замедляется.

Низкие температуры вызывают следующие проблемы:

прекращение реакции гидратации;
рост внутреннего давления из-за промерзания и связанного с ним расширения материала;
образование кристаллов льда вокруг арматуры, что приводит к плохому сцеплению ее с бетоном;
получение бетона низкой прочности.

Основная задача зимой – обеспечить набор критической прочности бетона (30–50% от проектной прочности), после чего отрицательные температуры уже не оказывают негативного воздействия на бетон. Как правило, в оптимальных условиях критическая прочность достигается на 4–6-й день после укладки.

Поэтому зимой главное значение приобретает температура.

Температуру бетонной смеси измеряют до укладки, во время и после.

Для зимнего бетонирования рекомендуется использование портландцементов и высокомарочных быстротвердеющих цементов.

Технология бетонирования в зимних условиях

В составе проекта производства работ разрабатываются мероприятия, которые обеспечивают:

Предотвращение замерзания бетонного раствора в период транспортировки, укладки и уплотнения.
Предупреждение замерзания свежеуложенного бетона вплоть до достижения критической прочности.
Благоприятные тепло-влажностные условия набора прочности твердеющего бетона.

Приготовление бетона зимой. Меры предотвращения замерзания готовой бетонной смеси при транспортировке, укладке и уплотнении

Готовая 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 прочности

Различают два основных метода зимнего бетонирования:

теплый бетон;
холодный бетон.

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:

натриевые соли не применяют в армированном бетоне, поскольку они приводят к коррозии арматуры;
некоторые виды портландцемента (например, высокощелочные или полученные из клинкера с высоким содержанием алюмосиликатов) не применяются совместно с электролитами;
соли натрия и калия не применяются в смесях с заполнителем потенциально реакционно-способных пород;
соли-электролиты должны проверяться опытным путем на образование высолов.

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 бетона

После того, как бетон уложен и уплотнен, необходимо поддерживать оптимальную температуру до достижения критической прочности, для чего применяют три вида мероприятий:

метод термоса;
устройство тепляков;
прогрев бетона.

Эти мероприятия применяются как самостоятельно, так и в сочетании с противоморозными добавками.

Выбор метода производится в зависимости от многих факторов:

тип конструкции;
состав бетонной смеси;
наличие и тип арматуры;
наличие или отсутствие соответствующего оборудования;
экономическая целесообразность.

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.

экономия электроэнергии;
использование собственного тепла бетона;
относительная простота.

Недостатки метода термоса:

применение только в массивных конструкциях;
неэффективность при особо низких температурах (решается добавлением противоморозных добавок);
не подходит для конструкций с большой площадью поверхности охлаждения.

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 бетона

Наиболее высокая скорость твердения бетона при температуре 50°С.

Обеспечить расчетную температуру отвердевания бетона до достижения критической прочности можно, применяя искусственный нагрев бетона различными методами:

Электродный. Внутри опалубки закрепляются электроды, которые могут быть пластинчатыми, полосовыми, стержневыми, струнными. Тепло выделяется при пропускании тока через бетонную смесь.
Кондуктивный (контактный). Тепло выделяется в проводнике при прохождении через него тока и передается бетонной смеси.
Инфракрасный. ИК-излучение используется для прогрева основания, арматуры и нагревания бетона без переносчика тепла.
Индукционный. Тепло выделяется арматурой, находящейся в электромагнитном поле индуктора.

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.

Заливка бетона зимой технически сложными способами

Целесообразно использование технически сложных способов зимнего бетонирования с применением утепленной опалубки, электродов для подогрева, укладки нагревающего кабеля и т.д. Эти методы требуют проведения тщательных предварительных расчетов.

Зимний бетон в домашних условиях

При домашнем строительстве бетонирование в условиях отрицательных температур допустимо для объектов невысокой важности.

Для самостоятельных работ используют замес на подогретой (не выше 70°С) воде.

Порядок закладки компонентов бетонной смеси меняют: сначала в воду засыпают крупный заполнитель, затем песок и цемент.

Совет: Зимой рекомендуется применять портландцемент марки не ниже М400.

В домашних условиях применение прогрева бетона или устройства тепляков не выгодно; на первый план выходят специальные противоморозные добавки, которые позволяют успешно проводить бетонные работы в зимнее время.

Можно ли добавлять в бетон соль и модифицирующие добавки?

В зимнее время для понижения температуры замерзания свободной воды в бетонный раствор добавляют соль (хлорид натрия) или другие соли натрия и калия, которые работают как электролиты.

Применение солей может привести к коррозии арматуры и появлению высолов на готовом бетоне. Оптимальный вариант – использование комплексных противоморозных добавок и пластификаторов.

Возможные последствия зимнего бетонирования

Несоблюдение технологий укладки бетона зимой приводит к получению бетонных изделий пониженной прочности, с трещинами, высолами и прочими дефектами, а также к плохому сцеплению с арматурой. Изделия получаются недолговечными в эксплуатации.

Следует помнить, что критическая прочность бетона составляет 30–50% от расчетной прочности, а распалубочная – 70%. После достижения бетоном критической прочности мороз ему уже не вредит, и меры по обогреву можно сворачивать. Но в этот момент еще нельзя производить распалубку и давать нагрузку на бетон.

Бетонные работы зимой – чаще всего, вынужденная мера, но и в этом случае есть свои преимущества. При выборе технологии проведения зимних работ учитываются многие факторы: тип конструкций, состав бетонной смеси, наличие оборудования и экономический эффект от их применения. Противоморозные добавки желательны к применению при выборе любого метода ведения бетонных работ зимой.