Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте

Содержание

1. Назначение предохранительного слоя
2. Что влияет на размер бетонной прослойки
3. Толщина пласта бетона для различных случаев
4. Особенности реконструкции прослойки
5. Нормативные требования

Защитный слой бетона – одна из важных величин, прописанных в строительных нормах. По сути он является пластом раствора, начинающимся у грани конструкции и доходящим до арматурного прутка.

Назначение предохранительного слоя

Точно выдержанная толщина прослойки обеспечивает долговечность и надежность строения. Она рассчитана так, чтобы:

• исключить влияние на арматуру влаги, агрессивных сред и уберечь от коррозийных изменений и разрушения;
• гарантировать верную совместную работу составляющих железобетона. Возникшее в конструкции напряжение от нагрузки бетон будет передавать металлическому стержню без потери энергии;
• увеличить огнестойкость строений из железобетона;
• обеспечить анкеровку прутков в бетоне с возможностью создания стыков и выводов на другие уровни.

Что влияет на размер бетонной прослойки

Неподвижное, добротное и точное соединение раствора и арматурных стержней – залог прочности железобетонного сооружения. При недостаточной величине пласта бетона прутки начнут разрушаться и произойдут изменения во всей конструкции строения.

Большой слой – не лучший вариант. Стоимость сооружения неоправданно увеличится, появится вероятность смещения прутков, что в свою очередь снизит прочность объекта. При использовании специальных фиксирующих устройств сдвиг арматуры перестал быть проблемой.

От чего же зависит оптимально подходящая толщина защитного пласта? Эта величина подбирается с учетом:

1. Типа конструкций. Строительные нормативы четко указывают размеры защитного пласта для стен, фундамента, колонны, балок и других элементов;
2. Диаметра арматурного прутка. Чем выше его сечение, тем больше толщина бетонной прослойки;
3. Роли металлических элементов в конструкциях. Это могут быть распределительные стержни или рабочие, воспринимающие основные нагрузки;
4. Условий окружающей среды. Чем она агрессивнее для элемента сооружения, тем выше нормы величины слоя вплоть до максимально допустимых;
5. Вида арматуры. Она может быть ненапрягаемой и напрягаемой, устанавливаемой в места наибольших нагрузок.

Толщина пласта бетона для различных случаев

Величина слоя для защиты в железобетонных конструкциях прописана в СП 63.13330.2012. С помощью этого документа можно узнать точное значение прослойки для того или иного случая. Минимальный размер слоя для рабочей арматуры должен составлять:

• в фундаменте с устроенной бетонной подготовкой и в грунте – 40 мм;
• для конструкции, находящейся на открытом воздухе – 30 мм;
• для закрытых влажных помещений – 25 мм;
• для помещений с пониженной и нормальной влажностью – 10 мм.

При использовании распределительного стержня и сборных элементов эти значения уменьшаются на 5 мм, но в любом случае толщина прослойки не должна быть меньше диаметра арматурного стержня и как минимум равняться 10 мм. Если для односложных конструкций применяется поризованная или легкая бетонная смесь класса В7,5 или ниже, то пласт бетона должен быть не меньше 20 мм. При использовании для таких конструкций ячеистого раствора он составляет 25 мм. Это же значение установлено для стеновых панелей, монтируемых снаружи и без фактурного слоя.

Для стержней в предварительно напряженных элементах толщина защитной прослойки должна быть не меньше 40 мм или равняться трем диаметрам, а при размещении арматурных канатов – не меньше 20 мм. Если напрягаемый продольный пруток натягивается на бетон и размещается в каналах, то потребуется заливка раствора слоем 40 мм и более. При этом пласт смеси должен быть не менее диаметра канала, а пространство по краям арматуры – половина такого расстояния.

При эксплуатации в агрессивных средах стеновых панелей, ребристых и плоских плит защитный пласт создают из легкого и тяжелого бетона. Независимо от выбранного класса стали для арматуры толщина раствора для слабо- и среднеагрессивной среды составляет 15 см. При сильной негативной степени влияния – 20 мм. Нередко в таких случаях используют композитные неметаллические стержни. В этих случаях величина защитного слоя подбирается так, чтобы обеспечивалась совместная работа прутка с бетоном. Для монолитных конструкций указанную выше толщину прослойки увеличивают на 5 мм.

Особенности реконструкции прослойки

В процессе эксплуатации строительные конструкции испытывают жесткие природные воздействия. Самые опасные из них – колебания температур и периодическое увлажнение внешней поверхности бетона. Поэтому защитный пласт, даже верно подобранный, постепенно может начать разрушаться. Трещины и отслоения со временем приводят к оголению арматурных стержней. Чтобы армирование могло выполнять свои функции на таких конструкциях необходимо восстановить прослойку.

Работы по реконструкции объекта начинаются с тщательного осмотра повреждений и проверки толщины имеющегося защитного пласта. Она измеряется специальным устройством, работа которого построена на магнитном принципе. Также выявляются причины возникновения повреждения и их степень. Ведь если глубинные слои элементов строения будут затронуты, то потребуется глобальное усиление прочности.

В простых случаях необходимо основательно заделать отдельные раковины, сколы и подобные дефекты поверхности. Такие ремонтные работы не требуют много времени и сил. Поврежденные участки подготавливают, убирая пыль, грязь и отслоившиеся частички. Затем зачищают трещины и щели сжатым воздухом, грунтуют подлежащую ремонту плоскость и все дефекты заполняются раствором. Серьезные трещины сшивают плоскими анкерами; они должны быть покрыты защитным слоем в 20 мм. Все работы проводят при благоприятных температурных режимах в сухую погоду.

При значительном отслоении защитной прослойки, изменении характеристик материалов и поражении арматурных прутков коррозией необходима полная замена пласта.

Реконструкцию проводят следующим образом:

1. аккуратно удаляют старый слой;
2. арматуру очищают химическим способом или аппаратами высокого давления;
3. прутки покрывают антикоррозийными составами;
4. при необходимости восстановить прочность конструкции устанавливают стальные анкеры;
5. старое основание очищают от загрязнений, пыли и насыщают водой;
6. ремонтный раствор наносят торкретированием или набрызгом. При этом малейшие трещины, поры и впадины заполняются смесью. Толщина прослойки обычно составляет порядка 30 мм.

Если вертикальные участки незначительные, то используют нанесение смеси по принципу оштукатуривания. Горизонтальное основание восстанавливают методом обычной стяжки.

Нормативные требования

Перед началом строительства следует ознакомиться со всеми строительными нормами и придерживаться их в процессе производства. При определении оптимальной толщины защитного пласта нужно руководствоваться всеми действующими требованиями, а не использовать только расчет диаметра прутка. Он не учитывает различные факторы и бывает неточным.

Отступление от норм, прописанных в документах, может привести к проблемам не только после окончания строительства, но и во время него. Масштабные строения контролируются специальными органами, поэтому несоответствие требованиям строительных правил повлечет за собой существенные затраты. Кроме того, от верных действий зависит срок службы всего сооружения.

Защитный слой бетона

← Вернуться к списку статей

Толщина защитного слоя бетона

Защитный слой бетона, то есть расстояние от поверхности арматуры до соответствующей грани фундаментной ленты, предназначен для обеспечения совместной работы арматуры с бетоном, для закрепления (анкеровки) арматуры в бетоне и возможности устройства соединения арматуры. Также защитный слой бетона предохраняет арматуру от воздействия факторов окружающей среды конструкций, в том числе и от огня. Толщина защитного слоя бетона зависит от типа конструкции и роли арматуры в ней (продольная – поперечная, рабочая – конструктивная), ее диаметра и условий окружающей среды.

Таблица: Толщина защитного слоя бетона

Условия использования арматуры	Толщина защитного слоя бетона	Нормативный документ
Продольная рабочая арматура фундаментных балок и сборных фундаментов	30 мм	Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004
Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов при наличии бетонной подготовки	35 мм	Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004
Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов при отсутствии бетонной подготовки	70 мм	Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004
В закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности	Не менее 20 мм	Таблица 8.1 СП 52-101-2003
В закрытых помещениях при повышенной влажности (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий)	Не менее 25 мм	Таблица 8. 1 СП 52-101-2003
На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий)	Не менее 30 мм	Таблица 8.1 СП 52-101-2003
В грунте (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий), в фундаментах при наличии бетонной подготовки	Не менее 40 мм	Таблица 8.1 СП 52-101-2003
Арматура в бетоне, постоянно контактирующем с землей	76 мм	Пункт 7.7.1 ACI 318-08
Арматура d18-d40 в бетоне, подверженному воздействию земли и погодных факторов	52 мм	Пункт 7.7.1 ACI 318-08
Арматура d10-d18 в бетоне, подверженному воздействию земли и погодных факторов	1,2 -2,5 мм	Пункт 7.7.1 ACI 318-08
Арматура в бетоне, не подверженному воздействию земли и погодных факторов	1,2 -2,5 мм	Пункт 7.7. 1 ACI 318-08

Для продольной рабочей арматуры толщина защитного слоя должна быть, как правило, не менее диаметра стержня и не менее: 30 мм — для фундаментных балок и сборных фундаментов; 35 мм — для монолитных фундаментов при наличии бетонной подготовки; 70 мм — для монолитных фундаментов при отсутствии бетонной подготовки. При использовании бетонной подготовки (или на скальном грунте) – толщина бетонного защитного слоя снижается в отечественных нормах до 40 мм, а в американских до 25мм. Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры уменьшают на 5 мм. Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.

Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует также принимать не менее диаметра стержня арматуры. В защитном слое толщиной свыше 50 мм следует устанавливать конструктивную арматуру в виде сеток.

По требованиям ACI 318-05 защитный слой бетона на уличную строну для арматуры до 20 мм составляет 25 — 40 мм. Для диаметра арматуры толще 20 мм — 50 мм. Защитный слой для арматуры диаметром до 40 мм на стороне не подверженной действию природных факторов составляет 20 мм. По отечественным нормам защитный слой бетона с обеих сторон составляет 40 мм. Требуемую проектом величину защитного слоя нижней арматуры и проектное положение арматуры в процессе бетонирования можно установить с помощью одноразовых пластиковых фиксаторов, подкладок из бетона и путем конструирования арматурного каркаса таким образом, чтобы некоторые стержни упирались в опалубку, фиксируя положение каркаса. Нижний защитный слой можно установить, закладывая под нижние стержни арматуры заранее изготовленные бетонные прокладки (сухари) размером 100×100 мм и толщиной, равной требуемой толщине защитного слоя. Применение прокладок из обрезков арматуры, деревянных брусков и щебня запрещается. Также для задания толщины защитного можно использовать пластиковые фиксаторы — спейсеры требуемого стандартного размера. Фиксаторы для арматуры выпускаются в размерах от 15 до 50 мм с шагом размера 5 мм.

Толщина защитного слоя для поперечной арматуры

Минимальный защитный слой бетона для поперечной арматуры бетонных элементов сечением меньше 25 см составляет 1 см, а для элементов сечением более 25 см – 1,5 см [Таблица 5.19, Голышев, 1990].

Таблица: Максимально допустимые отклонения бетонного защитного слоя

Показатель	Максимально допустимые отклонения	Нормативный документ
Толщина бетонного защитного слоя при его толщине 15 мм и менее	3 мм	Пункт 4.6 ВСН 37-96*
Толщина бетонного защитного слоя при его толщине более 15 мм	5 мм	Пункт 4.6 ВСН 37-96
Смещение арматурного стержня при установке и в арматурном каркасе	0,25 диаметра арматурного стержня, но не более 0,2 диаметра наибольшего стержня	Пункт 4.6 ВСН 37-96
Толщина бетонного защитного слоя при его толщине до 200 мм	9 мм	Пункт 7. 5.2.1 ACI 318-08
Продольное положение окончания или изгиба стержня арматуры	50 мм	Пункт 7.5.2.2 ACI 318-08

Отклонения от толщины защитного слоя по проекту не должны превышать 4-8 мм в сторону увеличения защитного слоя и 3-5 мм в сторону его уменьшения в зависимости от диаметра арматуры и сечения бетонной конструкции [пункт 2.104 СНиП 3.03.01-87].

Запрос на встречу

Системы защиты железобетонных конструкций

🕑 Время чтения: 1 минута

Системы защиты железобетонных конструкций

Цель обеспечения системы защиты состоит в том, чтобы продлить срок службы конструкции и уменьшить количество будущих ремонтов и скорость износа бетонных конструкций. Защитные системы состоят из материалов и способов, обеспечивающих следующие защитные качества:

1. Снижение вероятности коррозии стальной арматуры.
2. Меньший износ бетона.
3. Меньшее проникновение влаги, ионов хлора и других загрязняющих веществ в бетон. Это может быть достигнуто за счет обработки поверхности, применения электрохимического оборудования или модификации покрытия PCC.
4. Повышенная стойкость к истиранию или ударам.
5. Повышенная устойчивость к другим вредоносным атакам.

При выборе защитной системы учитываются следующие факторы: 1. Стоимость жизненного цикла сравнивается для различных систем защиты, применимых в конкретной ситуации. Система защиты с наименьшими первоначальными затратами может быть на самом деле самой дорогой, когда затраты на будущие ремонты добавляются к прогнозируемому сроку службы конструкции. 2. В случае, если система защиты имеет предыдущий рекорд производительности, повышается уверенность в ее использовании. 3. Внешний вид иногда может быть важным фактором при выборе системы. 4. При установке системы защиты необходимо осуществлять тщательный контроль, испытания и визуальные наблюдения. 5. При выборе защитной системы необходимо учитывать уровни шума и запыленности, обращение с опасными химическими веществами, их использование и утилизацию, а также выброс паров в воздух. Кроме того, необходимо соблюдать местные законы об охране окружающей среды. 6. Необходимо изучить адгезию новой защитной системы, нанесенной на существующую конструкцию или предыдущий ремонтный материал. 7. Необходимо учитывать ожидаемый срок службы системы в зависимости от воздействия преобладающих атмосферных условий. 8. Не должно быть серьезных проблем со здоровьем у работающих и возможности выхода из строя при проведении ремонтных работ.

Факторы, определяющие потребность в защитной системе

Факторы, влияющие на эффективность выполненного ремонта и системы защиты, должны быть оценены. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных факторов, которые необходимо учитывать в проекте ремонта и защиты. a) Бетон низкого качества или неадекватное покрытие: Испорченный бетон с чрезмерным внутренним растрескиванием, внутренними пустотами, недостаточным уплотнением, неадекватной системой вовлеченных воздушных пустот или другими нестандартными условиями может вызвать коррозию арматурной стали и разрушение структура. Дефектная часть бетона удаляется при ремонте. Правильно подобранная система защиты может улучшить долговечность некачественного бетона, улучшить характеристики хорошего бетона и продлить срок службы любого ремонта. b) Неуместная арматурная сталь: При ремонте/установке защитной системы на неуместную сталь на концах, углах и крюках и стержнях с меньшим бетонным покрытием наносятся дополнительные материалы или покрытия. Катодная защита, извлечение хлоридов и добавки ингибиторов коррозии в ремонтные материалы также могут быть полезны для предотвращения или замедления коррозии в будущем. c) Проникновение воды: Вода может проникать в бетон под действием гидростатического давления, давления паров влаги, капиллярного действия и дождя. Движение воды в бетоне может происходить из-за трещин, пористого бетона, недостатка вовлеченного воздуха, структурных дефектов или неправильно спроектированных или функционирующих швов. Эта влага вызывает коррозию арматуры, повреждения от замерзания и оттаивания, просачивание внутрь конструкции и возможное повреждение конструкции. При проектировании системы защиты пытались уменьшить движение воды и напрямую контролировать ржавление стали. d) Карбонизация: Карбонизация – это снижение защитной щелочности бетона, вызванное поглощением углекислого газа и влаги. В обычном бетоне арматура защищена естественно высокой щелочностью (pH выше 12) бетона вокруг арматуры. Вокруг арматурной стали образуется защитный оксидный слой, который помогает предотвратить коррозию арматурной стали в присутствии высокой щелочности. Поглощение углекислого газа и воды внутри бетона приводит к снижению полезной щелочности бетона в результате процесса, называемого карбонизацией. Шансы на коррозию значительно возрастают, когда pH падает ниже 10. Стержни, расположенные близко к внешней поверхности, подвержены воздействию карбонизации и не защищены от коррозии. Барьерные покрытия могут обеспечить защиту от карбонизации в будущем, если бетонного покрытия недостаточно. В противном случае для защиты стали от коррозии в будущем можно использовать систему катодной защиты или повторное ощелачивание бетона. e) Анодное кольцо (эффект ореола): Этот эффект возникает, когда существующая арматура выходит из основного бетона в ремонтный раствор или новый бетон. Это приводит к увеличению разности электрических потенциалов на линии соединения между новым и исходным бетоном. Анодное кольцо или эффект ореола — это разрушение, возникающее из-за ускоренной коррозии арматуры в основном бетоне сразу за краем ремонтируемого участка. Коррозия происходит на аноде, обычно в основном бетоне, поскольку электроны притягиваются к катодной части арматуры незагрязненного ремонтного материала. Накопление ржавчины создает большое внутреннее давление на поверхности арматуры, что приводит к отслаиванию бетона. Присутствие хлоридов ускоряет этот процесс. Барьерные покрытия на арматурной стали включают эпоксидные смолы, латексные суспензии или покрытия с высоким содержанием цинка, которые могут частично помочь контролировать коррозионную активность; но есть проблемы с полевыми приложениями. Катодная защита, извлечение хлоридов и гальванические аноды также могут использоваться для защиты стали от коррозии. Однако необходимо учитывать экономику этих решений. f) Трещины: Ремонт трещин обычно является первым этапом любого ремонта или защиты. Вода, присутствующая в трещинах, может привести к коррозии и проблемам с замерзанием и оттаиванием в холодном климате. Причину появления трещины необходимо выяснить до проведения ремонтных работ. Структурные трещины должны быть отремонтированы таким образом, чтобы передача нагрузки могла происходить через трещину. Впрыск эпоксидной смолы используется для обеспечения герметизации трещины. Активные трещины, особенно из-за тепловых изменений при внешнем воздействии, должны быть отремонтированы, чтобы обеспечить возможность движения в будущем. Трещины, подверженные тепловому смещению, могут быть отремонтированы путем создания правильно спроектированных деформационных/усадочных швов. Использование герметиков, химических растворов, эластомерных покрытий и эпоксидных смол с высоким удлинением может устранить движущиеся трещины. Ремонт активных трещин на внешних воздействиях может быть затруднен. Большинство материалов, используемых для ремонта трещин, чувствительны к температуре и не могут укладываться при температуре ниже 4 °C. Также желательно проводить ремонт, когда ширина трещины близка к максимальной, поскольку большинство гибких материалов, используемых для ремонта активных трещин, работают лучше при сжатии, чем при растяжении. g) Хлор/химическое воздействие: Проникновение химических или солевых растворов через бетон способствует коррозии закладной стали. Химическое воздействие кислот, щелочей и сульфатов также может оказать вредное воздействие на бетон. Системы барьерной защиты обычно используются для минимизации проникновения химических веществ в бетон. h) Поверхностная эрозия: Эрозия бетона на поверхности представляет серьезную проблему на плотинах, водосливах и других прибрежных сооружениях, а также на настилах мостов, пандусах, парковочных площадках, промышленных этажах и других транспортных средствах. несущие конструкции. Обычно в меньшей степени это также может быть проблемой для зданий, подверженных кислотным дождям и суровым погодным условиям. Бетонные покрытия, упрочнители поверхности, герметики или другие виды обработки часто используются для повышения устойчивости поверхностей к эрозии. Подробнее: Как защитить фундаментные конструкции от грунтовых и грунтовых вод? Как контролировать коррозию стальной арматуры в бетоне? Коррозия стальной арматуры в бетоне – причины и меры защиты

Минимальное бетонное покрытие для арматуры

🕑 Время чтения: 1 минута

Бетонное покрытие для арматуры требуется для защиты арматуры от коррозии и обеспечения огнестойкости. Толщина покрытия зависит от условий окружающей среды и типа элемента конструкции. Минимальная толщина защитного слоя арматуры указана на чертежах или должна быть получена из соответствующих сводов правил.

Ниже приведены характеристики арматурного покрытия для различных элементов конструкции в различных условиях. а) На каждом конце арматурного стержня должно быть предусмотрено защитное покрытие толщиной не менее 25 мм или менее чем в два раза больше диаметра стержня. б) Для продольного арматурного стержня в колонне следует предусматривать защитный слой бетона не менее 40 мм и не менее диаметра такого стержня. В случае колонн минимального размера 20 см или менее, у которых арматурные стержни не превышают 12 мм, для армирования следует использовать защитный слой бетона толщиной 25 мм. в) для продольной арматуры в балке не менее 30 мм и менее диаметра стержня. г) для растягивающей, сжимающей или другой арматуры в плите или стене не менее 15 мм, не менее диаметра такого стержня. д) Для любой другой арматуры не менее 15 мм, защитный слой бетона не менее диаметра такого стержня. f) Для фундаментов и других основных конструктивных элементов, в которых бетон укладывается непосредственно на землю, защитный слой до нижней арматуры должен составлять 75 мм. Если бетон заливают на слой тощего бетона, то нижний защитный слой можно уменьшить до 50 мм. g) Для бетонных поверхностей, подвергающихся воздействию погодных условий или земли после снятия опалубки, таких как подпорные стены, балки, боковые и верхние части фундамента и т. д. покрытие должно быть не менее 50 мм. з) Должна быть предусмотрена увеличенная толщина покрытия, как указано на чертежах, для поверхностей, подвергающихся воздействию вредных химических веществ (или контактирующих с землей, загрязненной такими химическими веществами), кислотой, щелочью, соленой атмосферой, серой, дымом и т.п. i) Для конструкций, удерживающих жидкость, минимальное покрытие всей стали должно составлять 40 мм или диаметр основного стержня, в зависимости от того, что больше. При наличии морской воды и масел и вод агрессивного характера крышки должны быть увеличены на 10 мм. j) Защита арматуры в случае, если бетон подвергается воздействию вредных сред, также может быть обеспечена за счет плотного непроницаемого бетона с одобренными защитными покрытиями. В таком случае дополнительное покрытие, упомянутое в пунктах (b) и (i) выше, может быть уменьшено.