Защитный слой бетона для арматуры

Нормативные требования

Таблица толщины слоев бетонной смеси.

Если предусматривается использование железобетона в условиях агрессивной среды, то толщину бетона в таких элементах определяют в соответствии с требованиями, изложенными в СНиП 2.03.11-85. Для любых железобетонных элементов, исходя из соображений пожарной безопасности, необходимо учитывать требования, изложенные в СНиП 2.01.02-85.

Выполнение всех требований и правильный расчет оптимальной толщины бетона на различных участках постройки – залог прочности, долговечности и надежности любого элемента железобетонной конструкции. Правильное выполнение защитного слоя препятствует взаимодействию каркаса с внешней средой, которое может привести к ее коррозии и разрушению, то есть к уменьшению прочности всей конструкции. Выбирая материалы для своего строительства, будьте внимательны к тому, чтобы они соответствовали всем предъявляемым к ним требованиям, ведь защитный слой бетона обеспечит надежность вашего строительства.

Не стоит пренебрегать требованиями, изложенными в специальных нормативных документах, таких, как СНиП 2.03.11-85 и СНиП 2.01.02-85. Отступление от требований, изложенных в этих документах, может повлечь за собой не только частичное или полное разрушение вашей постройки в совсем незначительный срок, но и препятствовать вам еще на этапе строительства, так как при воплощении масштабных строительных проектов качество строительных материалов зачастую контролируется специальными органами на государственном уровне. Материалы, которые не соответствуют требованиям нормативных документов, могут просто не допустить к использованию в вашем строительстве. В таком случае вы будете вынуждены закупать строительные материалы повторно, а это чревато значительным повышение затрат на строительство (почти вдвое).

Прежде чем начать строительство, ознакомьтесь со всеми требованиями к строительным материалам, закупайте материалы только у производителя, придерживающегося всех норм в процессе производства. вы можете потребовать у поставщика сертификаты соответствия качеству. Определяйте минимальную допустимую толщину в соответствии со всеми требованиями, а не только из расчета диаметра стержня, так как расчет на основе диаметра может быть неточным и не будет учитывать множества дополнительных факторов. Кроме того, вам необходимо опираться не только на соображения прочности конструкции, но и на требования пожарной безопасности. Не пренебрегайте этими несложными действиями, ведь от них зависит то, как долго прослужит здание, которое вы планируете построить, ваш комфорт и безопасность.

Требования согласно СНиП

СНиП предъявляет к продольному размещению арматуры конкретные требования:

1. Если плита перекрытия составляет сечение 10 см, толщина бетона должна равняться 10 мм, если показатель выше 10 см, цемент достигает не меньше 14 мм.
2. Если оборудуются ребра плит или балки с сечением 25 см, предполагается раствор толщиной 15 мм, 25 см и больше – 20 мм.
3. В стойки и колонны строители всегда закладывают толщину бетона 20 мм.
4. Подколонники, которые сооружают в мощных фундаментах, предусматривают 30 мм цемента.
5. Если формируется монолитный фундамент, требуется бетона 35 мм. Без бетонной подготовки достаточно заложить 70 мм цементного раствора.
6. Компоненты, состоящие из одного слоя материала, класс которого определяется до В7,5 без распределения фактурных слоев, требуют толщины цемента 20 мм.
7. Если есть функциональные части строительства, в них принято закладывать ячеистый вид бетона толщиной до 25 мм.
8. Если арматуру планируется зафиксировать в двухслойном компоненте в слое тяжелого по весу материала, раствор составляет 15 мм.

Для поперечной и распределительной арматуры правила СНиП в отношении бетона совсем другие:

• компоненты, сделанные из ячеистого бетона, состоят из 15 мм цемента;
• если ширина сечения арматуры 25 см, требуется 10 мм раствора, больше 25 см – 15 мм.

Данные, приведенные выше – минимально допустимая толщина, оптимальное значение на конкретном объекте строительства определяют, исходя из таких факторов:

• марка бетона, который планируется использовать при возведении фундамента и других составляющих постройки;
• ширина сечения арматуры.

Приведенные показатели – всего лишь ориентир, который недопустимо уменьшать.

Восстановление защитного слоя бетона

Защитный слой бетона представляет собой слой бетонной смеси, толщина которого равна расстоянию от поверхности до начала арматурных частей. Основное предназначение защитного бетонного слоя – предохранение арматуры от неблагоприятных воздействий внешней среды – повышенной влажности, нагрева, коррозии и др. Кроме этого, защитный слой необходим для закрепления арматуры в бетоне и обеспечения совместной работы железа и бетона.

В процессе эксплуатации зданий или сооружений строительные конструкции подвергаются жестким атмосферным воздействиям, главными из которых является периодическое увлажнение поверхности бетона и температурные колебания, которые приводят к постепенному разрушению защитного бетонного слоя. В нем появляются различного рода трещины и отслоения, происходит оголение арматуры и последующая ее коррозия. Все это говорит о необходимости восстановления защитного бетонного слоя.

В современной строительной индустрии существует ряд способов, применяемых для восстановления и укрепления защитного бетонного слоя. Рассмотрим их подробнее.

1. Оштукатуривание строительной конструкции плотным цементно-песчаным раствором с последующим нанесением трещиностойкого лакокрасочного покрытия;

2. Обетонирование поверхности цементным или полимерным бетоном, имеющим прочность не ниже восстанавливаемой конструкции.

3. Нанесение на поверхность специальных полимерных клеевых материалов.

4. Торкретирование бетонных поверхностей.

Первые три способа позволяют эффективно избавиться от повреждений защитного слоя, однако, не улучшают непосредственно эксплуатационные характеристики ремонтируемой конструкции. Кроме того, указанные способы не обеспечивают достаточное сцепление нового бетона или цементного раствора со старым бетоном, а полученный после восстановления защитный слой не обладает приемлемой прочностью, водонепроницаемостью и коррозионной стойкостью. Применение специальных клеевых составов осложнено высокой стоимостью работ и плохой совместимостью материала ремонтного слоя с материалом ремонтируемой конструкции по деформационным свойствам.

Торкретирование может применяться на поверхностях с любыми неровностями, расположенными в любой плоскости. Главным достоинством торкретбетона является высокая прочность сцепления ремонтного слоя с поверхностью ремонтируемой конструкции. Получаемый после торкретирования бетонный слой обладает повышенной плотностью, механической прочностью, водонепроницаемостью и морозостойкостью. Кроме этого, значительно улучшаются физико-механические свойства ремонтируемой бетонной поверхности – на 40% повышается прочность на изгиб, на 15% – прочность на сжатие и на 5 и более процентов – упругость бетона. Важными преимуществами торкретирования являются высокая производительность (а, как следствие, – скорость) и низкая себестоимость строительных работ.

Существует два метода торкретирования – «мокрое» торкретирование и «сухое» торкретирование.

При «мокром» торкретировании смесь цемента, воды и специальных добавок готовиться заранее, а уже затем через транспортировочный шланг подается на ремонтируемую поверхность. «Мокрое» торкретирование обладает следующими преимуществами – однородный состав бетона, возможность проведения работ в тесном помещении, минимальный отскок и др. Данный способ торкретирования применяется для ремонта больших поверхностей (площадью от 2 тыс. кв.м.).

При «сухом» торкретировании торкрет и вода смешиваются только на выходе из сопла торкрет-установки. Применение метода «сухого» торкретирования не требует подготовки основания ремонтируемой поверхности, позволяет за один проход наносить толстый слой торкрета и дает возможность осуществлять ремонтные работы с перерывами (в отличие от «мокрого» торкретирования, при котором приготовленная смесь должна использоваться непрерывно).

Таким образом, торкретирование бетонных поверхностей – самый быстрый и эффективный способ восстановления защитного слоя бетона. Данный способ уже много лет применяется строительной . Основополагающими принципами работы компании являются высокая скорость и качество работ, применение передовых технологий и материалов. Высококвалифицированные специалисты и большой опыт позволяют ООО «СДТ» гарантировать качество работ по восстановлению защитного слоя бетона методом торкретирования. Вот по этой ссылке вы можете более подробно узнать о том, как осуществляется торкретирование бетонных поверхностей, ценах и сроках выполнения работ.

Факторы, влияющие на толщину

Для определения такого параметра учитывается ряд условий. Если толщина слоя бетона менее установленных нормативными документами значений, то металлический каркас через некоторое время начинает подвергаться коррозии. Если делать защиту большой, то увеличиваются общие финансовые расходы на приобретение материалов. Остается подбирать оптимальный вариант, нормы которого легко найти в СНиП.

На параметр толщины бетона оказывают влияние следующие моменты:

• сечение и тип металлического материала. Чем толще пруток, тем больше параметры бетонной защиты;
• усилие механического воздействия на фундаментное основание и ее характер;

• условия, при которых предполагается эксплуатация фундаментной основы;
• тип сооружения либо отдельно размещенного железобетонного элемента. Параметры слоев в таких случаях нормированы специальной документацией;
• технические параметры эксплуатации. Прут, эксплуатирующийся под большой нагрузкой, подвергается значительному напряжению, следовательно, ему требуется полноценная защита;
• функциональные нагрузочные усилия на стальные элементы. Арматурные прутья в каркасной системе делятся на конструктивные, распределительные и рабочие. Каждый из перечисленных типов смонтирован в общем каркасе по установленным правилам.

Ремонт защитного слоя

Даже если толщина пласта была выбрана верно, со временем он все равно может прийти в негодность. Сохранить всю конструкцию в таком случае поможет восстановление защитного слоя бетона.

Ремонт может быть двух видов:

• Заделка отдельных сколов, раковин и т.д.
• Полная замена поверхности своими руками.

Если в первом случае ремонт не вызывает каких либо сложностей – надо лишь очистить поврежденный участок бетона, прогрунтовать и наложить «латку», то во втором необходимо соблюдать определенную технологию.

Полная замена пласта может понадобиться в следующих случаях:

• Свойства материала снижены;
• Металл поражен коррозией;
• Защитный слой пласт отслаивается.

Прибор для определения толщины бетона до арматуры

В таких ситуациях старый пласт подлежит полному удалению.

Инструкция по выполнению этой работы выглядит следующим образом:

• В первую очередь желательно определить толщину пласта. Для этого можно использовать специальный измеритель защитного слоя бетона.
• Далее аккуратно удаляется старый пласт до арматуры.
• При необходимости выполняется чистка металла от коррозии.
• Затем поверхность очищается от пыли и других загрязнений.
• После этого наносится раствор методом торкретирования. В этом случае он подается под давлением сжатого воздуха. Это позволяет частицам цемента плотно взаимодействовать с поверхностью конструкции и заполнить все имеющиеся впадины, поры, трещины и т.д.

Толщина раствора в этом случае должна быть не менее 30 миллиметров.

На фото — нанесение раствора

Надо сказать, что в некоторых случаях старый пласт не снимают, а наращивают. Эта процедура имеет смысл в тех случаях, когда поверхность сильно повреждена, и ставить латки нецелесообразно.

Если поврежденный участок небольшой, то «нарастить» горизонтальную поверхность можно методом обычной стяжки. Для наращивания незначительных вертикальных участков раствор наносят по принципу оштукатуривания бетонных поверхностей.

Для поперечной арматуры

В соответствии с п.10.3.11-10.3.20- СП 63.13330.2012 (СП 63.13330.2018), максимальное расстояние между осями стержней продольной арматуры составляет:

Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура.

Ее устанавливают с целью восприятие усилий, а также ограничения развития трещин, удержания продольных стержней в проектном положении и закрепления их от бокового выпучивания в любом направлении.

Диаметр поперечной арматуры (хомутов) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов (колонны, стойки и т.д.) принимают не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм.

Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов (балках, ригелях и т.д)  принимают не менее 6 мм.

В сварных каркасах диаметр поперечной арматуры принимают не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры.Максимальное расстояние для поперечной арматуры:

• не более 0,5 h и не более 300 мм — в железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном.
• не более 0,75 h и не более 500 мм — в балках и ребрах высотой 150 мм и более, а также в часторебристых плитах высотой 300 мм и более, на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном.
• можно не устанавливать — в сплошных плитах, а также в часторебристых плитах высотой менее 300 мм и в балках (ребрах) высотой менее 150 мм на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном.
• не более 15d и не более 500 мм — во внецентренно сжатых линейных элементах, а также в изгибаемых элементах при наличии необходимой по расчету сжатой продольной арматуры в целях предотвращения выпучивания продольной арматуры (d — диаметр сжатой продольной арматуры).

Важные примечания!

• Если площадь сечения сжатой продольной арматуры, устанавливаемой у одной из граней элемента, более 1,5%, поперечную арматуру следует устанавливать с шагом не более 10d и не более 300 мм.
• Конструкция хомутов (поперечных стержней) во внецентренно-сжатых линейных элементах должна быть такой, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегибов, а эти перегибы — на расстоянии не более 400 мм по ширине грани. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех допускается охват всех продольных стержней одним хомутом.
• В элементах, на которые действуют крутящие моменты, поперечная арматура (хомуты) должна образовывать замкнутый контур.
• Поперечную арматуру в плитах в зоне продавливания в направлении, перпендикулярном сторонам расчетного контура, устанавливают с шагом не более 1/3h и не более 300 мм. Стержни, ближайшие к контуру грузовой площади, располагают не ближе 1/3h и не далее 1/2h от этого контура. При этом ширина зоны постановки поперечной арматуры (от контура грузовой площади) должна быть не менее 1/3h. Допускается увеличение шага поперечной арматуры до 1/2h. При этом следует рассматривать наиболее невыгодное расположение пирамиды продавливания и в расчете учитывать только арматурные стержни, пересекающие пирамиду продавливания.
•  Расстояния между стержнями поперечной арматуры в направлении, параллельном сторонам расчетного контура, принимают не более 1/4 длины соответствующей стороны расчетного контура.
• Поперечная арматура, предусмотренная для восприятия поперечных сил и крутящих моментов, должна иметь надежную анкеровку по концам путем приварки или охвата продольной арматуры, обеспечивающую равнопрочность соединений и поперечной арматуры.
• У концов предварительно напряженных элементов должна быть установлена дополнительная поперечная или косвенная арматура

Условные обозначения:

h — рабочая высота сечения в м, вычисляется по формуле

h=h-a’, где

h —  высота сечения в м.

a’ — расстояние от центра тяжести растянутой арматуры, до ближайшего края сечения

Рабочая высота сечения — это расстояние от сжатой грани элемента до центра тяжести растянутой продольной арматуры (п.3.22 СП63).

Зачем нужен

Если вы внимательно изучали строительные чертежи, то обращали внимание, что при правильном устройстве армирующего каркаса, подготовленного к бетонированию, металлические прутья не соприкасаются со стенками опалубочной конструкции. Получается, что после подачи бетонной смеси и ее окончательного созревания, между металлом и опалубочной системой остается промежуток определенного размера

Именно это и называют защитным слоем арматуры в фундаменте.

Металлический каркас предназначен для компенсирования основного недостатка бетонного материала – низкого показателя прочности в момент растягиваний либо изгибов. Проще говоря, показатель прочности конструкции, из которого вытекает ее надежность, в равных степенях определяется качественным уровнем выполнения бетонирования и соответствием армирования конструкции.

Стальные стержни, изготавливаемые по требованиям ГОСТа, имеют нужный запас надежности и предназначены для продолжительного эксплуатационного периода. Но металл способен поддаваться негативным воздействиям воды и химических соединений, в результате чего образуется коррозия. Можно предварительно обработать стальные элементы специальными защитными составами, но подобная мера существенно увеличивает финансовые расходы.

Кроме цинкового слоя, может применяться оксидирование металла. Но и такой способ обходится дорого, не давая при этом полной гарантии защиты. Объясняется это тем, что защитный слой не имеет высокой прочности, потому что толщина его не превышает нескольких микрон. Малейшие нарушения, допущенные при транспортировке, либо сварочные работы, легко нарушат целостность слоя. Слабостью в защите отличаются и торцевые участки в точках реза металлических прутьев.

Насколько опасна коррозия для стальной каркасной системы? Дело не только в том, что металл утрачивает свою первоначальную прочность – для подобного потребуется достаточно много времени. Однако образующаяся внутри фундамента ржавчина однозначно приведет к появлению пустотных участков. Изначально они не отличаются большими размерами, но постепенно превращаются в трещины, от воздействия воды и низких температурных режимов приводящие к процессам эрозии, разрушениям и осыпаниям бетонных поверхностей. Проблема стол серьезна, что необходимо принимать срочные меры по ее устранению.

Напрашивается вывод, что арматура, установленная в толще бетонного тела, должна быть качественно защищена от любых воздействий влажной среды. Кроме того, следует предусмотреть барьер, препятствующий негативным воздействиям химических составов, источниками которых являются воздушная среда и почва.

Функции подобной преграды исполняет защитный растворный слой. Но на этом его предназначение не заканчивается. Следовательно, подобная прослойка предназначена для:

• обеспечения необходимого позиционирования арматурной системы в бетоне;
• равного перераспределения нагрузочных воздействий на стальные арматурные прутья и основной бетонный монолит;

• защиты металлических поверхностей от воды, химсоставов, прочих нежелательных проявлений, создающихся изменениями погоды;
• создания высококачественной фиксации арматуры в бетоне при стыковке каркасов рядом расположенных железобетонных элементов или перемещений на очередной уровень;
• повышения устойчивости к воздействию огня;
• выполнения роли надежной основы для монтирования тепло- или влагозащитных материалов при отделке цокольной части.

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 .

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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 займет гораздо больше времени и потребует значительных материальных затрат.

Технология возведения фундамента

Надежность монолитного основания зависит от качества бетонной смеси и грамотно выполненного усиления. Армирование плитного фундамента – это очень ответственный и сложный процесс, который выполняется непосредственно перед заливкой фундамента. Полностью все работы по изготовлению бетонного основания производят по таким этапам:

• Очищается площадка, и производится разметка.
• Выкапывают котлован нужного размера.
• Формируют дренажную систему.
• Засыпают и уплотняют основу из песка с гравием.

Подушка под фундамент из песка и щебня Источник designwow.ru

• Укладывают гидроизоляцию.
• Собирают и фиксируют опалубку.
• Устанавливают арматурный каркас и производят армирование основания.
• Конструкцию заливают бетоном.

Действующие нормы регламентируют схемы обвязки монолитных фундаментов, которые применяют для постройки различных зданий. Усиленное бетонное основание стальными прутками – залог надежности будущей постройки. Прокладка арматуры улучшит такие характеристики фундамента:

• усиливает прочность монолитного основания, дает способность воспринимать повышенные нагрузки;
• предотвращает риски усадки постройки, которые связаны с недостаточной прочностью основы;
• не допускает деформацию монолитного бетонного основания под воздействиями негативных факторов высокого уровня грунтовых вод.

Недостатки

Состояние предварительного напряжения в материале достигается спецоборудованием, точными расчетами, трудоемким конструированием и затратным производством. Продукция требует бережного хранения, транспортировки и монтажа, которые не вызывают ее аварийного состояния еще до начала использования.

Сосредоточенные нагрузки могут способствовать возникновению продольных трещин, которые снижают несущую способность. Просчеты в проектировании и технологии производства могут вызывать полное разрушение создаваемого железобетонного изделия на стапеле. Предварительно напряженные конструкции требуют металлоемкой опалубки повышенной прочности, увеличенного расхода стали на закладные и арматуру.

Большие значения звуко– и теплопроводности требуют закладывания в тело камня компенсирующих материалов. Подобными железобетонными конструкциями обеспечивается более низкий порог огнестойкости (ввиду меньшей критической температуры нагрева преднапряженной арматурной стали) по сравнению с обычным железобетоном. На преднапряженную бетонную конструкцию критично воздействуют выщелачивание, растворы кислот и сульфатов, солей, приводящие к коррозии цементного камня, раскрытию трещин и коррозии арматуры. Это может приводить к резкому снижению несущей способности стали и внезапному хрупкому разрушению. Также к минусам стоит отнести значительный вес изделий.

Сейчас читают: Бетон В15 – сфера использования