Максимальная толщина защитного слоя бетона
Что такое защитный слой бетона?
Для увеличения срока эксплуатации зданий и сооружений требуется защитный слой бетона – это нанесенная прослойка строительного раствора, отделяющая металлическую арматуру монолита от наружной среды. Его толщина утверждается строительными нормативами и зависит от режима эксплуатации, нагрузки, технологии заливки. Нарушение этих требований приводит к активизации коррозионных процессов, ускоренному разрушению конструкций.
Функции
Главная функция защитного слоя бетона – изолирование металлических элементов конструкции от негативного внешнего влияния. Он обеспечивает и другие функциональные преимущества конструкций:
- Повышение огнеупорности конструкций с железобетонными элементами;
- Фиксация и укрепление металлического каркаса, как несущего элемента железобетонного монолита;
- Надежное изолирование металла от атмосферной влаги, талых вод, перепадов температуры и других негативных факторов, ускоряющих коррозию;
- Обеспечение совместной работы композита из бетона и металлического каркаса, придание материалу стабильных характеристик.
Защитный слой продлевает срок службы бетонного монолита, снижая затраты на обслуживание, восстановление поврежденных конструкций или сооружений.
От чего зависит толщина защитного покрытия?
От толщины защитного слоя бетона для металлической арматуры зависит его функционал. При этом избыточная толщина приводит к перерасходу материалов и увеличению массы конструкции, что негативно сказывается на качестве и рентабельности строительства. Защитный слой оптимальной толщины зависит от ряда факторов:
- Вид сооружения, для которого устраивается защита – обычная стена, основа под бассейн, плиты перекрытий и т.д.;
- Расположение арматурных элементов – продольное или поперечное;
- Назначение металлокаркаса – он может быть рабочим или конструктивным;
- Сечение применяемой арматуры;
- Напряженный или ненапряженный тип нагрузки арматурных конструкций;
- Степень контакта с внешними факторами, залегание конструкции в грунте, расположение на воздухе.
Правильно подобранная защита оберегает арматуру от коррозии. Улучшает взаимосвязь строительного раствора с металлическим каркасом и ограничивает негативные воздействия.
Нормативные показатели толщины
Чтобы подобрать защитный слой пользуются общепринятым правилом. Оно говорит, что минимальная толщина защитного слоя бетона для арматуры – на 5-7 мм больше ее диаметра. Такое покрытие подходит для монолитных построек, где используется тяжелый раствор.
Создавая защитный слой бетона для арматуры в фундаментах необходимо учитывать, что он не может быть меньше 10 мм. Если в строительную смесь входит щебень более крупной фракции, минимальная толщина равна его размеру.
Если применяемая арматура не имеет предварительного напряжения, то минимальная толщина, в зависимости от эксплуатационных условий составляет:
- В помещениях под крышей от 20 мм;
- На объектах с завышенным показателем влажности от 25 мм;
- На улице от 30 мм, учитываются особенности климата;
- На поверхности или в толще грунта от 40 мм.
Для монолитов из железобетона, изготавливаемых на заводе, размер покрытия может быть уменьшен на 5 мм, но не меньше диаметра применяемой арматуры.
При изготовлении ЖБИ действуют дополнительные положения для защитного слоя:
- Для бетонов М250 и выше, наименьшая толщина на 5 мм тоньше диаметра прута металлического каркаса;
- То же правило применимо для железобетонных конструкций, изготовленных на заводе;
- В изделиях с предварительно напряженной арматурной конструкцией наибольший допустимый показатель не превышает 50 мм.
Размер защитного покрытия изменяется в зависимости от видов строительных конструкций из железобетона, согласно СП 63.13330.2012:
- Стенки или плиты тоньше 100 мм – 10 мм, с большей толщиной – 15 мм;
- Балочные конструкции, перекрывающие плиты или перемычки размером до 250 мм – 15 мм, с большим размером – 20;
- Для колонн и других вертикальных конструкций – 20 мм;
- Сборные конструкции фундаментов – 30 мм;
- Монолитные фундаменты на подготовленной основе – 35 мм;
- Фундаментные монолиты, заливаемые без предварительной подготовки – 70 мм.
Защитный слой бетона рассчитывается согласно СП путем применения методик, основанных на магнитной диагностики, не разрушая конструкции. Эти нормативы отражаются в таблице:
Чтобы при заливке точно выдерживать толщину защитного слоя, рекомендуется использовать специальные технологии:
- Фиксаторы бетонного слоя. Они представляют пластиковые элементы в виде вертикальных «стульчиков» или круглых «звездочек». Первые применяются для крепления сетки из арматуры, приподнимая ее над опорой. Вторые надеваются на арматуру специальной защелкой, на верхние ряды арматурной конструкции, в результате металл не приближается к опалубке, оставляя место для бетона. Низкая цена фиксаторов и их стандартные размеры делают этот вариант устройства защитного слоя наиболее выгодным.
- Сознательное удлинение отдельных стержней армирования, в которые упирается опалубка, в освободившееся пространство заливается бетон.
- Закладные в бетоне (сухари) толщина которых равна защитному слою монолита. Эта методика оправдана, если нужно защищать нижнюю часть арматурной конструкции.
Восстановление защитного слоя бетона
Со временем на бетонных и железобетонных монолитах появляются дефекты, вызванные негативными воздействиями. Это приводит к появлению мелких трещин, сколов, расширяющихся со временем, в результате чего защитный слой не выполняет возложенные на него функции. Разрушения возникают под воздействием таких факторов:
- Механические нагрузки, превышающие предельные величины, рассчитанные в проекте;
- Неудачное применение спецтехники при строительстве;
- Нарушения при строительстве фундамента, достройка этажей без перерасчета нагрузки и изменения основания;
- Движение и повышенная влажность грунтов;
- Плохая гидроизоляция бетонных монолитов.
Главной причиной разрушения являются нарушения технологий и самовольное изменение строительного проекта. Для полного восстановления защитного слоя поврежденного бетона требует выполнения комплекса определенных работ:
- Усиление бетонных конструкций;
- Монтаж дополнительных поперечных стоек;
- Тщательная заделка образовавшихся сколов, трещин;
- Реставрация поверхности поврежденного участка.
Для реставрации защитного покрытия бетона применяются цементные растворы высокого качества с использованием опалубки и дополнительного армирования путем установки стальных анкеров или стержней. Работы можно выполнять различными способами:
- Штукатурка поврежденной поверхности. Она сначала очищается от грязи и отколовшихся остатков, после на нее относится цементный состав. Для повышения устойчивости к агрессивным воздействиям в раствор вводят морозостойкие и водоустойчивые присадки. Это позволяет избежать появления трещин при схватывании и усадке раствора.
- Бетонирование. Удаляются разрушенные части защитного слоя, части арматуры, подвергшейся коррозии, устанавливается новая сетка. Очищенная поверхность покрывается бетоном, соответствующему материалу монолитна, он может быть общестроительного или полимерного типа для повышения водонепроницаемости. Подходит для реставрации плит и других горизонтальных поверхностей.
- Оклейка. Заранее очищенная поверхность оклеивается полимерным материалом, с хорошими теплоизоляционными характеристиками. Он идеально защитит арматуру от атмосферной влаги, хорошо держится на поверхности. Применяется для восстановления бетонных покрытий на колоннах и других вертикальных конструкциях.
- Торкретирование. Цементный раствор или бетон подается под давлением из пушки, после подготовки поверхности. Позволяет быстро восстанавливать большие поверхности, позволяет идеально заделывать любые трещины, сколы. К недостаткам этой методики относят перерасход раствора и сложности с нанесением слоя строго определенного толщины.
При ремонте рекомендуется увеличить толщину раствора на 5-10 мм, чтобы гарантировать, что он выдержит нагрузки и не начнет снова разрушаться. Особое внимание нужно обратить на смесь, изготавливаемый на цементе высоких марок, для обеспечения качественной адгезии с разрушенной поверхностью.
Защитный слой бетона несет важнейшую функцию по сохранению технических свойств арматуры и монолита, продлевая срок службы зданий и сооружений. При минимальных повреждениях нужно немедленно восстанавливать его, иначе ремонт бетонных элементов займет гораздо больше времени и потребует значительных материальных затрат.
Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте
Прочность и долговечность возводимой конструкции во многом зависит от ее фундамента. Основание принимает нагрузку от всех вышележащих элементов на себя и равномерно распределяет ее на грунт. Для того, чтобы оно сохраняло свою прочность и имело достаточную устойчивость, важно уделять повышенное внимание при его сооружении, все работы должны вестись со строжайшим соблюдением строительных нормативов и правил.
Защитный слой арматуры
Наиболее универсальным и популярным видом фундамента считается ленточный, именно к нему чаще всего обращаются частные застройщики. Для более сложных случаев, используется дорогостоящий, но и наиболее прочный плитный фундамент. Они отличаются конструктивно, но в плане материалов идентичны. Их надежность обеспечивается рациональным сочетанием армирующего каркаса и монолитного бетона.
Как мы знаем, основная задача армирования – это компенсирование недостатка бетона в пластичности, т.е. повышения способности на растяжение и излом. Но для многих является неожиданностью, что арматурные пруты, обеспечивающие жесткость конструкции, сами нуждаются в защите.
Может быть, вы замечали, что при правильно смонтированных каркасах арматура никогда не соприкасаются со стенками опалубки. Между краем конструкции и непосредственно металлическими элементами существует прослойка, которая в строительной литературе называется – «защитный слой бетона».
Для чего нужен защитный слой бетона?
Сталь в арматуре, несмотря на соответствие нормам ГОСТ, все равно подвержена воздействию внешних химических соединений, т.е. присутствует достаточно высокий риск возникновения коррозии.
Очаги коррозии приводят к образованию внутренних пустот, а значит начинается процесс нарушения целостности и однородности конструкции. Это, в свою очередь, снижает эксплуатационные характеристики основания, начинаются деформации, появляются трещины и в конечном итоге происходит разрушение.
Для того чтобы предотвратить эрозию стали, ее подвергают антикоррозийной обработке (оцинковке). Суть процесса заключается в том, что внешний слой изделия покрывается тончайшей пленкой всего в несколько микрон, который не дает металлу окисляться. Но этот способ тоже не дает 100% гарантии, что сталь сохранит свои первоначальные качества, так как любая неаккуратная транспортировка, может привести к повреждению защитного слоя и соответственно к возникновению коррозии. Стоит отметить, что сама процедура стоит достаточно больших средств и приводит к значительному удорожанию материала.
Поэтому главная задача при возведении фундамента, отгородить арматурный каркас от возможного контакта с влагой. В качестве барьера и выступает защитный слой бетона, который огораживает конструкцию от возможных химических раздражителей.
Основные функции
К основным задачам, которые выполняет защитный слой бетона для арматуры, относят:
- Обеспечение необходимого позиционирования арматурной конструкции.
- Защита металла от химических соединений, влаги и других внешних воздействий.
- Равномерное распределение нагрузки на массу бетона и арматурного каркаса.
- Обеспечение прочного основания для монтажа гидро/термо защиты и/или цокольной отделки.
- Увеличение огнеупорности конструкции.
Именно защитный слой бетона является преградой для любых внешних факторов, способных навредить конструкции.
Толщина защитного слоя бетона
Существует несколько основных факторов, которые определяют величину защитного слоя бетона фундамента:
- Характер и величина нагрузки на фундамент. Прямая зависимость между величиной нагрузки и толщиной защитного слоя.
- Особенности арматурного прута. Аналогично, толщина напрямую зависит от величины прута в сечении, чем больше стержень, тем больший слой нужно предусматривать.
- Условия эксплуатации арматурного прута. Особенности окружающей среды, где и происходит возведение фундамента (температура, влажность, почвы).
Толщину защитного слоя бетона для арматуры фундамента не следует определять «на глаз». Существуют строгие нормативы, в частности, СП 63.13330.2012 (СНиП 52-01-2003) «Бетонные и железобетонные конструкции», СП 50—101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений», СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», достаточно подробно определяют величины минимальной и максимальной толщины защиты для арматуры, возможные отклонения и прочие параметры.
Защитный слой арматуры в бетоне определяется СНиП и СП, поэтому необходимо четко следовать указанным требованиям.
Минимальные и максимальные показатели защитного слоя
При вычислении толщины защитного слоя бетона для арматуры следует руководствоваться вышеуказанным сводами правил (СНиПами) и прочими нормативными документами, разработанными на их основе.
Так, согласно СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции», минимальный защитный слой бетона для арматуры – 10 мм, но не менее диаметра прута.
СП 50—101-2004 предоставляет уже более конкретную информацию.
Продольная арматура:
- 30 мм – толщина защитного слоя для ленточных фундаментов и сборного типа;
- 35 мм – для монолитных фундаментов с дополнительной бетонной подготовкой;
- 70 мм – защитный слой бетона для арматуры в фундаменте без подготовки.
Поперечная арматура:
- 10 мм – стенки и плиты толщиной менее 100 мм.
- 15 мм – бетонные конструкции с сечением менее 250 мм и стенке более 100 мм.
- 20 мм – бетонные конструкции с сечением менее 250 мм.
Следующий регламент СП 52-101-2003 указывает на еще более конкретные ситуации:
- 20 мм – железобетонные конструкции, располагающиеся в закрытых помещениях (нормальный/пониженный уровень влажности);
- 25 мм – конструкции, располагающиеся в закрытых помещениях (повышенный уровень влажности);
- 30 мм – конструкции, располагающиеся в открытом пространстве;
- 40 мм – конструкции, располагающиеся в грунте.
Следующий интересный документ, который тем не менее, не является нормативным, справочное пособие под редакцией А.Б. Голышева «Проектирование железобетонных конструкций». Многие профессиональные строители утверждают, что наиболее ценные практические расчеты представлены именно здесь. В книге приводится следующие утверждения:
- 30 мм – толщина защитного слоя для сборных и балочных фундаментов;
- 35 мм – монолитные фундаменты на бетонной подготовке или на скальном грунте;
- 70 мм – монолитные фундаменты без предварительной подготовки.
Это пособие также регламентирует защитный слой арматуры с торцевых сторон поперечных и продольных прутьев, которые проходят по всей длине/ширине конструкции:
- 10 мм – сборные элементы длиной до 9 м;
- 15 мм – монолитные элементы длиной до 6 м при диаметре арматуры до 40 мм;
- 20 мм – монолитные элементы длиной от 6 м при любом диаметре арматуры.
Стоит отметить, что максимальный защитный слой бетона для арматуры не регламентируется ни в одном документе.
Для вашего удобства, чуть ниже мы собрали все цифры в единую таблицу.
Защитный слой бетона для арматуры – Таблица по СНиП
Применение армированного каркаса
Минимальная толщина, мм
Продольная рабочая арматура ленточных и сборных фундаментов
Продольная рабочая арматура плитных фундаментов, возводимых с бетонной подготовкой
Продольная рабочая арматура плитных фундаментов, возводимых без бетонной подготовки
Сооружения, эксплуатирующиеся в закрытых сухих помещениях
Сооружения, эксплуатирующиеся в закрытых влажных помещениях
Сооружения, эксплуатирующиеся на открытом воздухе
Сооружения, эксплуатирующиеся в грунте
Поперечная арматура для стенок и плит толщиной менее 100 мм
Поперечная арматура бетонных конструкций с сечением менее 250 мм и стенок более 100 мм
Поперечная арматура бетонных конструкций с сечением более 250 мм
Допустимые отклонения защитного слоя бетона
Допуск по защитному слою бетона определяется СНиП 3.03.01—87 «Несущие и ограждающие конструкции». Здесь указаны все возможные отклонения от заданных параметров. Перед тем, как рассчитать защитный слой бетона для арматуры, рекомендуется внимательно изучить данный свод правил. Мы лишь обратим внимание на наиболее важную таблицу.
Особенности конструкции
Допустимая величина отклонения
Толщина защитного слоя бетона менее 15 мм и линейный размер поперечного сечения конструкции:
Толщина защитного слоя бетона более 20 мм и линейный размер поперечного сечения конструкции:
Защитный слой арматуры в бетоне по СНиП позволяет уберечь ваш фундамент от преждевременного разрушения и увеличит срок службы всего здания.
Как обеспечить соблюдение нормативов?
Показатель толщины защитного слоя бетона закладывается еще на этапе проектирования фундамента. Следуя требованиям и рекомендациям упомянутых нормативных документов, определяется оптимальная величина прослойки между концом арматурного прута и стенки основания, а затем записывается в план.
Практическая сторона вопроса, в большей степени, заключается в добросовестном выполнении стандартного регламента. Нижний ярус арматурной сетки должен быть приподнят над уровнем дна котлована на нормативную величину, а не упираться на подсыпку. Необходимо использовать подпорки из полимерных материалов, камня, кирпича или бетона, но никак из древесины или других недолговечных и влагопроницаемых материалов. Раствор должен быть равномерно распределен по всей площади опалубки, требуется не допускать любые неоднородности и пропуски в бетонной массе.
Соблюдение этих простых правил, позволит создать крепкий и долговечный фундамент, который будет надежной опорой для вышестоящей конструкции. А это, в свою очередь, залог безопасности для вас, вашей семьи и близких.
Если вы хотите выполнить расчет бетона на фундамент, предлагаем воспользоваться нашими комплексными калькуляторами-конструктора для определения количества материалов.
Защитный слой бетона для арматуры
Защитным в железобетонных строительных элементах называют слой бетона, толщина которого равна расстоянию от края армирующего каркаса до поверхности монолита. Его минимальная величина определяется нормативными документами и должна обеспечить надежную защиту металла от коррозии в случае возможного механического повреждения края.
Неправильно уложенная сетка или арматурный каркас влекут за собой уменьшение толщины защиты и активное воздействие химической и электрохимической коррозии. В самых сложных случаях наличие оголенной стальной арматуры может повлечь за собой нарушение целостности ЖБК и их последующее разрушение.
Точное соблюдение технологии монтажа армирующих элементов позволяет:
- обеспечить надежное закрепление стальных прутов в теле бетона;
- равномерно распределять принимаемые нагрузки по всей конструкции монолита;
- защитить металл от неблагоприятных внешних факторов.
Поэтому правильная установка арматуры является одним из важнейших вопросов при изготовлении железобетонных изделий и заливки монолитов на стройплощадке.
Показатели для определения размеров
Нормативная толщина защитного слоя бетона для арматуры приводится в СНиП 52-01-2003. В этом документе ее определяют исходя из следующих исходных данных:
- марка и расчетный диаметр прутов;
- типа железобетонных изделий;
- расчетных механических нагрузок;
- геометрических размеров Ж/Б элементов;
- ожидаемых эксплуатационных условий.
Там же сказано, что покрытие должно соответствовать оптимальной нормативной величине. Тонкое не сможет обеспечить сохранность, а слишком толстое приведет к увеличению расходов и потере требуемой прочности.
Нормативные показатели
Строительные Нормы и Правила (СНиП) определяют следующие условия к устройству защитного слоя бетона для арматуры в фундаменте, которые обеспечат:
- совместную работу стальных и бетонных материалов с равномерным распределением нагрузок;
- устройство стыков арматурных элементов без уменьшения толщины покрытия;
- возможность анкерного закрепления деталей;
- надежную защиту металла от всех видов коррозии;
- устойчивость к воздействую высокой температуры.
Толщина слоя бетонной защиты принимается с учетом типа элементов, марки и диаметра арматуры, технической роли армирующего материала.
При любой ситуации толщина покрытия не должна быть менее 10 мм. В случаях, когда крупная фракция щебня не допускает зазоров 10-20 мм, допускается увеличение размера до необходимой величины.
Для систем, не имеющих предварительного напряжения, минимальный покрывающий слой, в зависимости от условий эксплуатации и окружающей среды, приводится в таблице:
- в сухих закрытых помещениях – 20 мм;
- во внутренних помещениях с повышенной влажностью – 25 мм;
- на открытом воздухе – 30 мм;
- в грунте и на его поверхности – 40 мм.
Для сборных железобетонных элементов, изготовленных в заводских условиях, эти размеры допускается делать меньше на 5 мм. Однако, во всех случаях толщина не должна быть меньше диаметра арматуры.
В техническом руководстве по проектированию железобетонных изделий приведены дополнительные условия:
- для изделий из тяжелого бетона марки М250 и выше толщина слоя может быть на 5 мм меньше диаметра металлического стержня;
- то же относится ко всем ЖБК, изготовленным в заводских условиях;
- для предварительно растянутой арматуры, максимальный защитный слой бетона не превышает 50 мм.
При этом шаг поперечных арматурных прутов не должен превышать высоту сечения готового бетонного монолита, а для продольных — не менее 0,1 F, где F – площадь поверхности элемента.
В зависимости от типа строительных изделий, минимальная толщина бетона следующая:
- плиты и стенки толщиной до 100 мм – 10 мм, все остальные – 15 мм;
- балки, перемычки и ребра плит до 250 мм – 15 мм, для более толстых – 20 мм;
- колонны и стойки – 20 мм;
- сборный железобетон для фундаментов – 30 мм;
- фундаментный монолит, при наличии бетонной подготовки, – 35 мм, без подготовки – 70 мм.
Поперечные распределительные элементы всех видов изделий покрываются защитой 10-15 мм. Условия изготовления бетонных монолитов, работающих в условиях агрессивной среды, определяются СП и СНиП II-А.5-73.
Контроль минимального защитного слоя бетона для арматуры производится неразрушающими методами при помощи специального магнитного оборудования.
Применение готовых фиксирующих деталей
Для быстрого и точного монтажа арматуры внутри опалубки изготовители строительных материалов выпускают недорогие пластиковые фиксаторы. Можно увидеть несколько видов таких изделий. Но, по сути, их только два – вертикальные стойки (опоры, «стульчики») и круглые («звездочки»). Все остальные модели — производные от этих двух типов.
Вертикальные стойки используют для установки арматурной сетки или пространственной конструкции в приподнятом над опорой положении. Их высота и опорная выемка могут быть различны в зависимости от диаметра арматуры и проектной высоты установки.
Круглые «звездочки» одеваются с помощью особой защелки-замка на верхние горизонтальные ряды и вертикальные. Расчетный радиус не дает прутам приблизиться к опалубке и обеспечивает необходимую толщину защитного слоя. Выпускаются с различным наружным и внутренним диаметром.
Применение пластиковых фиксаторов для монтажа стальной арматуры позволяет:
- обеспечить высокую точность толщины защитного слоя;
- сократить сроки выполнения работ при обеспечении высокого качества конструкций;
- уменьшить расходы на изготовление железобетонных элементов зданий и сооружений.
Определяющим фактором для использования является простая конструкция фиксаторов и их невысокая стоимость.
Ремонт при образовании повреждений
В ходе эксплуатации железобетонных элементов на их поверхности могут появиться трещины, сколы и другие дефекты, нарушающие целостность защитного слоя. Причинами таких образований могут служить:
- нагрузки на конструкции, превышающие расчетную величину;
- непродуманное применение специальной строительной техники;
- возведение дополнительных этажей без изменения конструкции фундамента;
- давление пучинистых и подвижных грунтов.
Нарушение правил и технологий строительства почти всегда приводит к повреждениям. Восстановление целостности защиты возможно, но потребует дополнительных затрат.
Полный комплекс ремонтных работ должен включать:
- усиление бетонной конструкции;
- установку дополнительных поперечных элементов;
- заделку всех имеющихся трещин;
- реставрацию оббитых и раскрошившихся участков.
Работы производятся с использованием бетонных смесей и цементного раствора высоких марок. Для усиления устанавливается опалубка и доливается армируемый бетон С предварительной забивкой стальных анкеров в старую конструкцию.
Восстановление не должно производиться более чем 2-3 раза. В этих случаях требуется не ремонт отдельных элементов, а полная реставрация здания.
Краткие выводы
Наличие защитного бетонного слоя в ЖБК — важный технологический момент, который обеспечивает долговечность конструкции и ее целостность. Это особенно важно при возведении ленточных и плитных фундаментов. Обеспечить необходимую защиту не сложно, но обязательно нужно выдерживать необходимую толщину. Для этого требуется просто соблюдать нормативные требования и учитывать условия эксплуатации.
Защитный слой бетона для арматуры
Любая, слабо- или высоко нагруженная бетонная конструкция нуждается в армировании. Как известно бетон отлично воспринимает нагрузку на сжатие и без соответствующего армирования практически не воспринимает нагрузки на изгиб и растяжение. Если говорить в цифрах, то сопротивляемость бетонного сооружения изгибающим и растягивающим нагрузкам в 15 раз меньше чем сопротивляемость «на сжатие».
При этом, учитывая подверженность стальной арматуры атмосферной и химической коррозии арматурный пояс должен иметь защитный слой бетона определенной толщины. Если толщина защиты не соответствует минимальному защитному слою бетона, регламентированного требованиями документа СП 63.13330.2012, актуализированной редакции СНиП 52-01-2003, произойдет масштабное корродирование арматуры с последующим разрушением бетона.
Технический смысл процесса разрушения бетона заключается в следующем. В соответствии с законами химии и физики размер сильно корродированного арматурного стержня значительно увеличивается в диаметре.
Получается что, кроме того, что сильно корродированный стержень уже не может выполнять возложенные на него функции, он как замерзшая вода, разрывает бетонный материал сначала на трещины, потом на куски, и так до полного разрушения.
Основные функции защитного слоя бетона для арматуры
Кроме указанной выше эффективной защиты арматуры от коррозии, слой бетона выполняет следующие функции:
- Обеспечивает эффективную работу арматурного пояса и бетона: на сжатие, растяжение и изгиб.
- Обеспечивает надежную анкеровку арматурных стержней и их сочленений.
- Обеспечивает защиту от открытого пламени и значительных перепадов температуры.
Зависимость толщины защитного слоя бетона для арматуры
Толщина защитного слоя бетона регламентируется нормативными документами, назначается проектировщиками зданий и сооружений и обозначается в рабочих чертежах. В общем случае минимальный защитный слой бетона для арматуры зависит от следующих основных факторов:
- Тип арматуры: рабочая, конструктивная, продольная, поперечная, напряженная, ненапряженная.
- Тип конструкции: фундамент, плита перекрытия, балка, колонна, опора.
- Размеры сечения бетонного элемента и диаметр арматурных стержней.
- Среда и условия эксплуатации: в закрытых отапливаемых или неотапливаемых помещениях, на улице, в воде, в агрессивной среде, в условиях повышенной влажности, под землей или над землей.
Таким образом, если идет речь об официальном строительстве того или иного объекта в соответствии с обязательным в этом случае проектом, толщину защитного слоя бетона для арматуры можно посмотреть в рабочих чертежах т четко следовать указанным цифрам и требованиям.
В случае если сооружение возводится непрофессиональным застройщиком без проекта, можно заливать конструкции, ориентируясь на следующий документ – Таблица защитного слоя бетона для арматуры СНИП 52-01-2003:
| Минимальная толщина бетона, мм | |
| Продольная рабочая арматура фундаментных блоков для строительства сборных фундаментов | 30 |
| Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов возводимых с бетонной подготовкой | 35 |
| Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов возводимых без бетонной подготовки | 70 |
| Сооружения, конструкции и изделия, эксплуатирующиеся в закрытых сухих помещениях | 20 |
| Сооружения, конструкции и изделия, эксплуатирующиеся в закрытых влажных помещениях без защитных мероприятий | 25 |
| Сооружения, конструкции и изделия, эксплуатирующиеся на открытом воздухе без защитных мероприятий | 30 |
| Сооружения, конструкции и изделия, эксплуатирующиеся в грунте, в том числе фундаментов при наличии бетонной подготовки | 40 |
| Поперечная арматура бетонных конструкций с сечением менее 25 см и стенок более 100 мм | 15 |
| Поперечная арматура бетонных конструкций с сечением более 25 см | 20 |
| Для стенок и плит толщиной менее 100 мм | 10 |
| Продольная ненапрягаемая арматура | Не менее одного диаметра каната или стержня |
| Напрягаемая продольная арматура | Два диаметра каната или стержня, но не менее 20 мм для каната и 40 мм для стержня |
| Продольная напрягаемая арматура, натягиваемая на бетон и расположенная в каналах | Защитный слой от поверхности до ближайшего канала составляет 0,5 диаметра, но не менее 20 мм |
| Пучок стержней диаметром более 32 мм | 32 и более |
Как при заливке бетона выдержать минимальный или максимальный защитный слой бетона?
Есть несколько вариантов, с помощью которых, заливая бетонное сооружение, можно четко выдерживать заданную толщину слоя материала:
- Специальные фиксаторы защитного слоя бетона. Данные изделия можно приобрести в магазинах строительных материалов или в магазинах производителей фиксаторов. Стоимость одного фиксатора в зависимости от назначения или конструкции колеблется в пределах 1,4-6 рубля за 1 единицу.
- Опалубка, выставленная на нужный размер с помощью удлиненных стержней армпояса.
- Бетонные сухари (закладные) габаритами в плане 100х100 мм, толщиной равной толщине минимального или максимального защитного слоя бетона для арматуры. Данный вариант используется, когда стоит задача защитить нижний слой стержней армопояса.
Способы восстановления защитного слоя бетона
Существует несколько способов полного или частичного восстановления поврежденного защитного слоя бетона для арматуры. Выбор того или иного варианта зависит от нескольких факторов: геометрии поверхности (криволинейная, вертикальная или горизонтальная), площади повреждений и условий эксплуатации.
В практике профессиональных строителей и ремонтников применяются следующие способы восстановления защитного слоя бетона:
- Штукатурные работы. Поврежденная поверхность тщательно очищается от аморфного слоя и отштукатуривается слоем цементно-песчаного раствора с присадками повышающими: водонепроницаемость, устойчивость к образованию трещин и морозостойкость. После высыхания слой штукатурки либо окрашивается красками по бетону, либо не окрашивается.
- Обетонирование. В этом случае, после соответствующей подготовки (очистка от расслоений и коррозии арматуры) поверхность обрабатывается полимерным или общестроительным бетонным раствором, прочность которого соответствует прочности основы.
- Оклеивание. Поврежденные участки оклеиваются специальными полимерными материалами. Подготовка поверхности аналогична предыдущим вариантам.
- Торкетирование. Защитный слой восстанавливается бетонным или цементным раствором, подаваемым под избыточным давлением из специальной пушки. Подготовка поверхности аналогична предыдущим вариантам.
При полной замене защитного слоя его толщина может быть несколько увеличена, но во всех случаях, толщина слоя должна быть не менее 30 мм для рабочей арматуры и не менее 20 мм для хомутов и конструктивной арматуры.
Защитный слой бетона для арматуры
Содержание:
Укладывая арматуру в бетон, помните о том, что бетон, как и любой каменный материал, прекрасно сопротивляется сжатию. Сопротивление бетона растяжению в пятнадцать раз меньше, чем сжатию. Если бетонную балку положить концами на 2 опоры и нагружать, то под действием нагрузок она прогнется. В нижних частях балок материал испытывает растягивающее усилие, а в верхней — сжимающее.
Технология армирования
При увеличении нагрузок вначале появится трещина в ее нижней грани, а потом последует и обрушение балок. Это произойдет по той причине, что нижняя зона не может выдерживать растягивающие напряжения, в то время как верхняя без затруднений выдержит сжимающее. Поэтому отнеситесь серьезно к нанесению защитного слоя арматуры. Иначе это может быть губительно для вашей постройки в дальнейшем.
Для того, чтобы избежать обрушения балок, в растянутую часть бетонной конструкции заложите стальную арматуру. При затвердевании бетон прочно сцепится с арматурой, которая воспримет на себя большую растягивающую силу, чем сам бетон. Арматуру подразделяют на распределительную, рабочую и монтажную. Вырабатывают арматуру из стали разных видов и марок. Употребление того или иного типа арматурной стали в ж/б конструкции устанавливается проектом.
Во время закладки арматуры в бетон выдерживайте вокруг стержней проектный размер защитного слоя бетона, предохраняющий их от коррозии. Толщина защитного слоя бетона назначается в зависимости от типа конструкции и диаметров арматур, условий, в которых будет разыскиваться железобетон. К примеру, в плите и стенке толщиной более ста миллиметров величина защитного слоя арматуры должна быть не менее пятнадцати миллиметров; в балке и колонне от двадцати до тридцати миллиметров, а в фундаменте, бетонируемом при отсутствии подготовки, нижняя арматура имеет защитный слой бетона толщиной в семьдесят миллиметров.
Для армирования фундамента употребляют обычно сетку, а для колонны — отдельный стержень, соединяемый между собой хомутом на месте, либо же готовый каркас. Под арматурную нижнюю сетку фундамента кладут бетонную подкладку, обеспечивающую образование защитного слоя. Арматура балок собирается из частей каркаса, сварных каркасов, либо из отдельных стержней. Если большая масса каркаса – его подают в опалубку с помощью крана. Каркас балки из стержней отдельных связывают на козелке над опалубкой.
Защитный слой бетона для арматуры СНиП 52-01-2003
Защитный слой бетона
7.3.1Защитный слой бетона должен обеспечивать:
– совместную работу арматуры с бетоном;
– анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыковарматурных элементов;
– сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в томчисле при наличии агрессивных воздействий);
– огнестойкость и огнесохранность конструкций.
7.3.2Толщину защитного слоя бетона следует приниматьисходя из требований 7.3.1 с учетом роли арматуры в конструкциях (рабочая иликонструктивная), типа конструкций (колонны, плиты, балки, элементы фундаментов,стены и т.п.), диаметра и вида арматуры.
Толщину защитного слоя бетона для арматуры принимают не менеедиаметра арматуры и не менее 10 мм.
Минимальное расстояние между стержнями арматуры
7.3.3Расстояние между стержнями арматуры следует приниматьне менее величины, обеспечивающей:
– совместную работу арматуры с бетоном;
– возможность анкеровки и стыкования арматуры;
– возможность качественного бетонирования конструкции.
7.3.4Минимальное расстояние между стержнями арматуры всвету следует принимать в зависимости от диаметра арматуры, размера крупногозаполнителя бетона, расположения арматуры в элементе по отношению к направлениюбетонирования, способа укладки и уплотнения бетона.
Расстояние между стержнями арматуры следует принимать не менеедиаметра арматуры и не менее 25 мм.
При стесненных условиях допускается располагать стержни арматурыгруппами-пучками (без зазора между стержнями). При этом расстояние в светумежду пучками следует принимать не менее приведенного диаметра условногостержня, площадь которого равна площади сечения пучка арматуры.
Продольная арматура
7.3.5Относительное содержание расчетной продольнойарматуры в железобетонном элементе (отношение площади сечения арматуры крабочей площади поперечного сечения элемента) следует принимать не менеевеличины, при которой элемент можно рассматривать и рассчитывать какжелезобетонный.
Минимальное относительное содержание рабочей продольной арматуры вжелезобетонном элементе определяют в зависимости от характера работы арматуры(сжатая, растянутая), характера работы элемента (изгибаемый, внецентренносжатый, внецентренно растянутый) и гибкости внецентренно сжатого элемента, ноне менее 0,1 %. Для массивных гидротехнических сооружений меньшиезначения относительного содержания арматуры устанавливаются по специальнымнормативным документам.
7.3.6Расстояние между стержнями продольной рабочейарматуры следует принимать с учетом типа железобетонного элемента (колонны,балки, плиты, стены), ширины и высоты сечения элемента и не более величины,обеспечивающей эффективное вовлечение в работу бетона, равномерноераспределение напряжений и деформаций по ширине сечения элемента, а такжеограничение ширины раскрытия трещин междустержнями арматуры. При этом расстояние между стержнями продольной рабочейарматуры следует принимать не более двукратной высоты сечения элемента и неболее 400 мм, а в линейных внецентренно сжатых элементах в направленииплоскости изгиба – не более 500 мм. Для массивных гидротехнических сооруженийбольшие значения расстояния между стержнями устанавливаются по специальнымнормативным документам.
Поперечное армирование
7.3.7В железобетонных элементах, в которых поперечная силапо расчету не может быть воспринята только бетоном, следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не более величины, обеспечивающей включение в работу поперечной арматуры при образовании и развитиинаклонных трещин. При этом шаг поперечной арматуры следует принимать не болееполовины рабочей высоты сечения элемента и не более 300 мм.
7.3.8В железобетонных элементах, содержащих расчетнуюсжатую продольную арматуру, следует устанавливать поперечную арматуру с шагомне более величины, обеспечивающей закрепление от выпучивания продольной сжатойарматуры. При этом шаг поперечной арматуры следует принимать не болеепятнадцати диаметров сжатой продольной арматуры и не более 500 мм, аконструкция поперечной арматуры должна обеспечивать отсутствие выпучиванияпродольной арматуры в любом направлении.
Анкеровка и соединения арматуры
7.3.9В железобетонных конструкциях должна бытьпредусмотрена анкеровка арматуры, обеспечивающая восприятие расчетных усилий в арматуре в рассматриваемомсечении. Длину анкеровки определяют из условия, по которому усилие, действующее в арматуре, должно быть воспринято силами сцепления арматурыс бетоном, действующими по длине анкеровки, и силами сопротивления анкерующих устройств в зависимости от диаметра и профиля арматуры,прочности бетона на растяжение, толщины защитного слоя бетона, вида анкерующихустройств (загиб стержня, приварка поперечных стержней), поперечногоармирования в зоне анкеровки, характера усилия в арматуре (сжимающее илирастягивающее) и напряженного состояния бетона на длине анкеровки.
7.3.10Анкеровку поперечнойарматуры следует осуществлять путем ее загиба и охвата продольной арматуры илиприваркой к продольной арматуре. При этом диаметр продольной арматуры долженбыть не менее половины диаметра поперечной арматуры.
7.3.11Соединение арматуры внахлестку (без сварки) должнобыть осуществлено на длину, обеспечивающую передачу расчетных усилий от одногостыкуемого стержня к другому. Длину нахлестки определяют по базовой длинеанкеровки с дополнительным учетом относительного количества стыкуемых в одномместе стержней, поперечной арматуры в зоне стыка внахлестку, расстояния междустыкуемыми стержнями и между стыковыми соединениями.
Толщина защитного слоя бетона для арматуры
Если защитный слой бетона сделать слишком тонким, то металл вскоре начнет портиться, а вместе с ним будет разрушаться и вся конструкция. Слишком толстый защитный слой дорого обойдется, поэтому очень важно знать требуемую толщину. Она может зависеть от:
- роли арматуры – продольная или поперечная, рабочая или конструктивная;
- нагрузки на арматуру – напряженная, ненапряженная;
- вида железобетонной конструкции – балки, плиты, опоры, фундаменты и т.д.;
- высоты или толщины сечения элемента;
- условия использования – в помещении, на открытом воздухе, при контакте с землей, в условиях повышенной влажности и т.д.
Выбор правильной толщины защитного слоя
Существуют специальные нормы (СНиП), с помощью которых можно определить нужную толщину защиты арматуры. Рассмотрим варианты, которые встречаются наиболее часто.
Для продольной ненапрягаемой арматуры или с натяжением на упоры толщина слоя защиты не должна быть меньше диаметра каната или стержня. Если стенки и плиты имеют толщину меньше 100 мм – минимальный защитный слой должен быть 10 мм; толщину больше 100 мм и в балках с высотой до 250 мм – 15 мм. Защитный слой балок высотой от 250 мм – 20 мм; фундаментов – 30 мм.
Напрягаемая продольная арматура в области передачи нагрузки с арматуры на бетон должна иметь толщину защитного слоя бетона не менее 2d (два диаметра) для арматурного каната или стальных стержней А-IV, Ат-IV; не менее 3d для стержней А-V, Ат-V, А-VI, Ат-VI. Причем минимум для арматурного каната – 20 мм, для стержней – 40 мм.
Если продольная напрягаемая арматура натягивается на бетон и располагается в каналах, то слой бетона (от поверхности до ближайшего канала) не должен быть меньше половины диаметра канала – 20 мм и более. При пучке стальных стержней диаметром, превышающим 32 мм, толщина будет соответствовать 32 мм и более.
Минимальный защитный слой бетона промышленных сооружений
- плоских и ребристых плит, стенок, стеновых панелей – 20 мм;
- балок, ферм, колонн – 25 мм;
- фундаментов, фундаментных балок – 30 мм;
- подземных сооружений – не менее 20 мм.
Для защиты торцов арматуры рекомендуют слой бетона в 10 мм для изделий длиной до 9 м, 15 мм – длиной до 12 м, 20 мм – свыше 12 м.
Для каркасов и хомутов с поперечными стержнями учитываю высоту сечения: менее 250 мм – защитный слой 10 мм, более 250 мм – слой защиты 15 мм.
Прежние нормы толщины защитного слоя предлагались для конструкций в нормальных погодных условиях. Но бывают и другие варианты:
- при наличии бетонной подготовки фундамента – не менее 40 мм;
- при постоянном контакте бетона с землей – 76 мм;
- при контакте с землей и под воздействием негативных погодных явлений для арматуры d18-d40 – 52 мм, для арматуры d10-d18 – от 25 мм;
- на открытом воздухе – от 30 мм;
- в помещениях с повышенной влажностью – от 25 мм.
Для проверки толщины защитного слоя бетона используют магнитный метод, по принципу которого созданы специальные измерители.
Видео как замерить толщину защитного слоя арматуры
Что такое защитный слой бетона и какой должна быть его толщина?
Для выдержки положительных свойств железобетонных конструкций очень важным критерием является защитный слой бетона, задача которого увеличить несущие особенности и продлить эксплуатационные сроки. Для обеспечения надежной защиты бетонных сооружений следует беспрекословно следовать государственным нормативам, в ином случае отстроенным постройкам грозит фактор саморазрушения.
Назначение: основные функции
Защитный слой бетона — это поверхностный слой цементно-бетонной смеси от края бетона до самого металлического каркаса. Делает конструкцию более устойчивой к таким факторам, как:
- атмосферные осадки;
- грунтовые воды;
- химические реагенты;
- резкие температурные перепады.
Основное назначение защитного слоя бетона:
- Огнеупорное сопротивление сооружения из армированного бетона.
- Качественная фиксация металлического каркаса внутри бетонной плоскости.
- Взаимодействие бетона с металлическими элементами.
Какой должна быть толщина: что учитывается при расчете?
Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте или другом конкретном сооружении рассчитывается исходя из примененной толщины бетонного пласта. При слишком тонкой прослойке в конструкциях быстро развиваются процессы коррозии и разрушения, при чрезмерно толстой — увеличивается смета на предполагаемое проведение строительства.
Чтобы отстроенное сооружение было пригодным для длительной эксплуатации, а строительный процесс не превысил материально установленный план важно грамотно рассчитать нужную для каждого конкретного случая толщину защитного слоя. Делать это нужно руководствуясь такими факторами:
Данный пласт рассчитывается с учетом толщины самой арматуры.
- Тип изделия. Отталкиваясь от элемента укрепления. Это балки перекрытия, фундаменты или укрепления плит, панелей.
- Размерные характеристики арматуры. Слой пласта рассчитывается с учетом сечения металлических элементов.
- Механическая нагрузка на армированный материал. Бывают двух типов: напряженной и ненапряженной.
- Факторы окружающей среды. Учитывается место эксплуатации конструкции, находится она на улице, под открытыми солнечными лучами или в помещении, существует ли контакт с водой и чрезмерной влажностью.
Нормативы, определяющие толщину защитных слоев
- СНиП 52—01—2003, пункт 7.3;
- Свод Правил СП 50—101—2004.
Выбор толщины: примерные расчеты
Классическим примером считается то, что для укрепления монолита всегда используется толщина от края до края бетона на 5,5—6 мм больше, чем для сечения арматурного материала на основе бетонного состава с мелкозернистым наполнителем. Если бетон армируется металлическими элементами, имеющими сечение от 5,5 до 18,5 мм, максимальный защитный слой бетона составляет не более чем 25 мм. Крепление армированного материала осуществляется фиксатором, который в строительстве известен, как «стульчик». В составе специфического модификатора содержатся различные присадки, назначение которых заключается в защите сооружения от негативного влияния окружающей среды. Стульчики-восстановители не имеют свойств деформироваться, саморазрушаться при присутствии таких факторов, как аномально низкие или высокие температуры.
Для фиксации арматуры существуют специальные «стульчики».
Минимальный защитный слой бетонной смеси для промышленных и других эксплуатируемых помещений рассчитывается из показателей, представленных в таблице:
Специальный аппарат ИПА-МГ 4 поможет определить реальную толщину данного пласта и определить фронт будущих работ.
Загрузка...
