Минимальная толщина бетонного блока, необходимая для эффективного армирования в соответствии с нормами строительных правил (СП), определяется в миллиметрах на основе типа бетонного изделия.
Защитный слой бетона для арматуры
Защитный слой бетона играет критически важную роль в железобетонных конструкциях, так как это та толщина бетона, которая находится между краем арматурной обоймы и наружной поверхностью самих бетонных изделий. Минимальное значение защитного слоя определяется в нормативных документах и должно быть достаточным для предотвращения коррозии арматуры, особенно в ситуациях, когда кромка может быть подвержена механическим повреждениям.
Неправильная укладка матов армирования или арматурных сепараторов может привести к уменьшению толщины защитного слоя, что, в свою очередь, создаёт условия для активного химического и электрохимического коррозионного разрушения. В самых тяжелых случаях это может привести к оголению стальной арматуры, что существенно нарушает целостность железобетонных конструкций и ведёт к их разрушению.
Чтобы обеспечить качество и долговечность конструкций, необходимо строго придерживаться технологии установки арматуры. Ключевые моменты включают:
- Обеспечение надёжного закрепления стальных прутков в теле бетона;
- Равномерное распределение нагрузок по всей конструкции;
- Защита арматуры от воздействия внешних факторов, негативно влиять на её структуру.
В связи с этим правильная установка арматуры представляет собой один из важнейших этапов при производстве железобетонных изделий и при бетонировании на строительных площадках.
Показатели для определения размеров
В соответствии с нормами СНиП 52-01-2003 минимальная требуемая толщина защитного слоя бетона для арматуры определяется на базе следующих исходных параметров:
- Марка и расчётный диаметр используемой арматуры;
- Тип железобетонных изделий;
- Расчётные механические нагрузки;
- Геометрические размеры элементов конструкции;
- Ожидаемые эксплуатационные условия.
Также в данном нормативном документе указано, что защитное покрытие должно соответствовать оптимально установленным нормативам. Если защитный слой слишком тонкий, он не сможет надёжно поддерживать стальные детали; в то же время, слишком толстый слой повысит расходы на материалы и снизит долговечность конструкции.
Нормативные показатели
Строительные нормы и правила (СНиП) определяют условия для защитного бетонного покрытия арматуры в фундаментах, обеспечивающие:
- Совместную эффективную работу бетона и стали с равномерным распределением нагрузок;
- Корректное устройство стыковых соединений арматурных элементов без снижения толщины защитного слоя;
- Возможность анкерного закрепления арматурных деталей;
- Надёжную защиту металла от всех видов коррозии;
- Устойчивость к воздействию высоких температур.
Толщина защитного бетонного слоя должна определяться в зависимости от типа элементов, качества и диаметра арматуры, а также технического назначения арматурного материала.
В любом случае толщина защитного слоя не должна быть меньше 10 мм. В случаях, когда крупные фракции щебня не позволяют получить зазоры в 10-20 мм, допускается увеличивать размеры защитного слоя до необходимого значения.
Для систем без предварительного напряжения минимальные размеры защитного слоя приведены в таблице ниже, учитывающей условия эксплуатации и окружающей среды:
- 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 заводского производства размеры могут быть уменьшены на 5 мм, однако толщина защитного слоя не должна составлять менее диаметра арматуры в любом случае.
Дополнительные условия для проектирования арматурных изделий указаны в Техническом руководстве по проектированию железобетонных изделий:
- Для изделий из тяжёлого бетона марки М250 и выше толщина защитного слоя может быть на 5 мм меньше диаметра металлического стержня;
- То же самое, в полной мере относится к всем железобетонным конструкциям, производимым в заводских условиях;
- Для предварительно растянутой арматуры максимальная толщина защитного слоя бетона не должна превышать 50 мм.
- Для плит и стенок толщиной до 100 мм – не менее 10 мм, для более толстых – 15 мм;
- Балок, перемычек и рёбер плит до 250 мм – не менее 15 мм, для более толстых – 20 мм;
- Колонн и стоек – 20 мм;
- Сборного железобетона для фундаментов – 30 мм;
- Монолита фундамента, при наличии бетонной подготовки – 35 мм, без подготовки – 70 мм.
Поперечные распределительные элементы всех типов изделий должны иметь защиту толщиной 10-15 мм. Условия эксплуатации бетонных монолитов в агрессивных средах указаны в СП и СНиП II-A.5-73.
Минимальное покрытие арматуры бетоном можно проверять с помощью неразрушающего контроля, используя специальные магнитные устройства, которые точно измеряют толщину защитного слоя.
Устройство защитного слоя арматуры в плите и от чего зависит его толщина
Необходимо понимать, что тестирование на соответствии нормативным требованиям, проводимое как строительным подрядчиком, так и соответствующими контролирующими органами, может легко определить, соблюдаются ли строительные нормы. Для этого не обязательно разрушать часть здания или потолка. Существуют специализированные приборы, способные определять расстояние до металлических элементов, регистрируя магнитное излучение. При расчёте толщины защитного слоя принимаются во внимание следующие аспекты:
- Тип постройки. Хотя в большинстве случаев речь идёт о различных зданиях, это могут быть и менее массивные конструкции, такие как бассейны или столбы. Значения толщины защитного слоя будут варьироваться в зависимости от типа сооружения, так как разные конструкции подвержены различным нагрузкам и условиям внешнего окружения. Защитные слои для арматуры в бетонных плитах, стенах подвалов и перекрытиях могут существенно различаться.
- Расположение стержней. Внутри бетона арматура может быть расположена как поперечно, так и продольно, и это также будет влиять на необходимую толщину защитного слоя. Так, в случае поперечного армирования к грани конструкции подступают только концы, в то время как при продольном – более массивные элементы.
- Функция арматурного каркаса. Обычно подразумевается создание стандартного, рабочей рамы, хотя существуют и конструкции с другими функциями.
- Глубина расположения непосредственно в грунте. Если конструкция такая предусмотрена, то чем ниже уровень, тем более значительное влияние на неё будут оказывать грунтовые воды, что требует усиленной защиты от влаги.
- Наличие контакта с электрической средой. То есть, будет ли конечный продукт подвергаться воздействию электромагнитных полей или прямого соприкосновения с высоковольтными линиями, что особенно важно для сооружений, расположенных рядом с электростанциями или линиями электропередачи.
Максимальное покрытие арматуры бетоном определяется с учётом необходимого баланса между минимальными требованиями и экономической целесообразностью. При этом важно не переплачивать; целесообразно выбрать разумный максимальный размер покрытия, но с запасом в 10%. Это необходимо для того, чтобы не нарушить требования СНиП, избегая случаев, когда толщина приближается к нижнему пределу.
Нормативные показатели
Теперь давайте подробно разберёмся с конкретными цифрами. Однако, как вы можете понять, установка точных значений может быть затруднительной из-за множества факторов, которые оказывают непосредственное влияние на эти параметры. Например, они могут значительно измениться в зависимости от географической позиции или способа, которым продукт будет использоваться в дальнейшем. Например, климатические факторы будут играть решающую роль в определении толщины защитного слоя.
Когда речь идёт о конструкции, использующейся в помещениях, это будет совершенно иначе по сравнению с теми, что призваны нести вал нагрузки, находясь под толстым слоем почвы в агрессивных грунтовых водах. Для наглядности приведены значения защитного слоя бетона — приведена таблица:
Степень контакта со средой:
1. В помещениях с нормальным климатом, отапливаемых в холодное время года;
2. В помещениях с высоким уровнем влажности, например, в аквапарке или сауне;
3. На открытом воздухе, не обладающем защитными затруднениями для попадания осадков;
4. В подземных условиях.
Следует отметить, что железобетонные изделия, произведённые на заводе, обладают значительно большей прочностью, качеством и устойчивостью. На фоне этого правила строительных норм (СНиП) формально допускают уменьшение минимальных указанных параметров на 5 мм, но это касательно только заводского производства. На практике же многие объекты строятся непосредственно на месте, без доставки уже готовых сборных конструкций. Даже профессиональные компании зачастую предпочитают не связываться с логистикой, а выставляют заказы на создание конструкций непосредственно на месте — в крупномасштабном строительстве сборные элементы используются значительно шире.
Вы ищете качественные строительные материалы по разумным ценам для своего дома в пригороде? Получите уникальный промокод от строительной фабрики и используйте его при установке полок в своем доме.
Важно понимать, что защитный слой бетона у конструкций, расположенных на уровне почвы, играет решающую роль в обеспечении безопасной работы стального каркаса. Необходимо также отметить, что этот барьер не может быть тоньше арматурного стержня. Поэтому, если диаметр арматурного прутика больше установленного минимального значения, лучше всегда опираться на его размеры. Это должно стать основным ориентиром. Градация стандартов в зависимости от конкретных видов и назначения сооружений выглядит следующим образом:
- Для плит и стен, особенно несущих, находящихся в жилых помещениях, обязательное расстояние от прута до грани не должно быть менее 10 мм. Это правило используется только в том случае, если общая толщина изделия составляет не более 100 мм. В случае, если толщина превышает 100 мм даже на 1 мм, следует увеличить размер защитного слоя до кромки на 5 мм, что составляет 15 мм.
- Для балок и перемычек, а также других видов перекрытий, минимальные требования уже составляют 15 мм, но если изделие имеет толщину менее 250 мм, необходимо увеличить толщину на 5 мм.
- Для всех вертикальных конструкций, таких как колонны или прочие столбовые элементы, минимальная толщина защитного слоя должна обеспечивать не менее 20 мм.
- Для монолитных конструкций, используемых в основаниях зданий, толщина защитного слоя должна быть не менее 35 мм.
- Для конструкций, уложенных без предварительной подготовки поверхности, минимальный уровень защитного покрытия должен составлять не менее 70 мм.
Хотя при этом максимальная толщина бетонного покрытия чётко не регламентируется, строительные компании и органы, осуществляющие контроль за соблюдением норм, понимают, что в целях снижения строительных издержек многие стремятся к тому, чтобы делать лишь минимальные допустимые толщины. Однако важно предостеречь тех, кто не ограничен в бюджете и хочет строить с учётом лучших практик — в этом случае избыток не всегда является преимуществом. Это приводит к увеличению массы, стоимости и сложности конструкции, создавая потенциальные риски в процессе эксплуатации.
Использование готовых деталей для фиксации
Клипсы представляют собой отличный способ улучшить функциональные характеристики ваших изделий, не оказывая значительного воздействия на фурнитуру, и к тому же их стоимость оставляет желать лучшего. Эти компоненты, обычно выполненные из прочного пластика, располагаются внутри монолита. Их цена часто не соизмерима с общей стоимостью строительства.
На текущий момент на рынке применяются две основные модели: одна из которых включает две опоры для поддержки арматурной сетки, а другая обладает множеством опор, направленных в разные стороны. Первый тип встречается реже, однако более распространены многочисленные модели, напоминающие кольца, которые нашли широкое применение. Они устанавливаются непосредственно на стержень, предотвращая перемещение внутренней металлической подсистемы к стенкам опалубки. Это существенно снижает риск недостижения толщины защитного слоя, указанных в стандартах СНиП, и упрощает процесс обеспечения защитного бетонного слоя. Для установки таких элементов не требуются сложные расчёты или технологии — монтаж возможно проводить даже в условиях малой производственной базы.
Влияние факторов на расчет толщины
Толщина защитного слоя бетона для арматуры устанавливается на основании норм СНиП 52-101, принятых в 2003 году. Она определяется исходя из размера арматурных стержней.
Таблица максимальной толщины защитного слоя:
| № | Эксплуатационные условия | Минимальный показатель, мм | Примечания |
| 1. | Для закрытых сухих помещений с дополнительной гидроизоляцией | 20 | Наименьшая толщина |
| 2. | Для аналогичных помещений без гидроизоляции | 25 | Низкая толщина |
| 3. | Для открытых пространств | 30 | Средняя толщина |
| 4. | Для расположения на грунте после предварительной подготовки | 40 | Высокая толщина |
| 5. | При непосредственной укладке на грунте | 70 | Повышенная толщина |
Важно отметить: ширина бетонного защитного слоя также зависит от сечения арматурного прута, значения которого составляют от 5 до 20 мм. Это соответственно соответствует минимальным значениям для защитного слоя в диапазоне от 12 до 26 мм.
Факторы, определяющие параметры защитного слоя
Толщина защитного слоя бетона является ключевым параметром, определяющим прочность и стойкость бетонной конструкции. Неправильное определение этого значения может повлечь за собой снижение качественных характеристик, что, в свою очередь, скажется на стоимостных показателях. Таким образом, задача выбора оптимального покрытия выходит на первый план.
К основным факторам, влияющим на толщину слоя защитного бетона для арматуры, относятся:
- Модификация и назначение объекта — различия между стенами, фундаментами и плитами перекрытия;
- Способ размещения арматурных элементов — продольное или поперечное;
- Предназначение металлического каркаса — рабочий или конструктивный;
- Площадь сечения используемой арматуры;
- Метод изготовления арматурных конструкций — с предварительным или без предварительного напряжения;
- Условия взаимодействия с внешним окружением — расположение системы в грунте или на открытом воздухе.
Примечание: При выборе размеров защитного слоя для монолитных конструкций, где применяется тяжёлый раствор, минимальная толщина защитного слоя должна превышать сечение арматуры как минимум на 7 мм.
Фиксатор для размещения в защитном слое
Эти распорки десигнированы в виде пластиковых формованных изделий, которые помогают удерживать арматурный каркас на нужном расстоянии от опалубки. В зависимости от типа и направления бетонирования, распорки могут крепиться как к самой арматуре, так и к опалубочной конструкции.
Задачи прокладок заключаются в следующем: они предотвращают провисание арматурных стержней и образуют защитный слой бетона, обеспечивающий защиту арматуры от коррозийных процессов.
Существуют несколько типов прокладок:
- Для вертикально установленных конструкций применяются такие вариации как «звёздочка» и «конус». Первая из них формирует защитный бетонный слой до 50 мм, в то время как вторая помогает защищать опалубку, например для стен, колонн и шахтных конструкций.
- Для горизонтально размещаемого каркаса используется варианты стульчиков, стойки и настилы, позволяющие создавать защитный слой до 100 мм для горизонтальных железобетонных изделий, таких как фундаменты и плиты перекрытия.
Расход распорок напрямую зависит от размеров и общей массы арматурного каркаса, что также важно учитывать при проведении расчетов перед запуском процесса строительства.
Технология монтажа арматурного каркаса
Долговечность и высокая несущая способность железобетонных изделий серьезно зависят от профессионального монтажа арматурного каркаса, который следует выполнять с учётом состояния почвы на участке и предполагаемой нагрузки на здание. Изготовление плоского арматурного каркаса может иметь ряд преимуществ, однако обычно используются две техники: вязание проволокой толщиной до 1 мм и сварка металлических частей.
Процесс соединения и сварки армирующих лент включает следующие шаги:
- Составляется схема будущего каркаса с расчётами количества и размеров арматуры, расстояния между ними, и габаритов конструкции.
- Выполняется нарезка необходимых прутков.
- На любом доступном пространстве параллельно укладываются стальные прутья.
- Следующий ряд арматуры укладывается сверху с соблюдением равномерных промежутков.
- Пересекающиеся прутья должны быть надежно зафиксированы и соединены либо сваркой, либо вязанием проволокой.
- Собираются отдельные секции в единое целое необходимого объема.
Дополнительная информация: Перед заливкой бетона всё арматурное изделие должно быть корректно нарезано и согнуто с использованием нагрева для пластификации стержней.
Несколько слов про восстановительный процесс
Защитный армирующий слой бетона может быть повреждён по различным причинам, и это негативное явление требует немедленного вмешательства для его восстановления. Первоначально необходимо удалить все коррозийные очаги, отслаивающийся бетон, грязь и пыль. Затем арматура обрабатывается антикоррозийным составом, а поверхность монолита грунтуется. Восстановление железобетона может осуществляться с использованием цементного раствора, различных полимерных материалов или торкретбетона (метода напыления под давлением). В любом варианте важным является соответствие прочности используемой смеси прочности основной конструкции.
В этом видео эксперт детально поясняет, как толщина защитного слоя бетона влияет на прочность железобетонных конструкций:
Коротко о главном
Непокрытая арматура подвержена коррозии, что в дальнейшем приводит к разрушению бетона и опасности повреждения конструкции в целом.
Для продления срока службы железобетонной конструкции крайне важно создать защитный слой бетона достаточной толщины.
Расстояние между металлическим каркасом и верхней поверхностью монолитного изделия должно определяться в соответствии с существующими нормативными документами.
Эти параметры варьируются в зависимости от диаметра арматуры, её состояния и расположения, размеров элементов, их предназначения и условий эксплуатации.
Если бетонная оболочка разрушилась, её восстановление возможно с использованием цемента или полимерных составов, имеющих аналогичную прочность.
Для чего необходим бетонный защитный слой
Если вы обратите внимание на чертежи или фотографии правильно смонтированных арматурных каркасов будущих железобетонных конструкций, которые готовятся к заливу раствора, то моментально заметите, что арматурные стержни никогда не касаются стенок опалубки. Это подразумевает, что в процессе заливки и окончательного затвердевания бетона между металлическими частями и краем конструкции всегда должно оставаться определённое расстояние. В строительной сфере и технической документации это называется «защитный слой».
Арматурный каркас компенсирует недостаток бетона в его способности противостоять растягивающим усилиям. То есть, долговечность конструкции в равной степени зависит от качественного бетона и правильного армирования.
Арматурные прутья, изготовленные в соответствии с ГОСТ, оснащены необходимым коэффициентом безопасности и рассчитаны на длительную эксплутацию. Тем не менее, сталь не устойчива к воздействию химических соединений и влаги, что делает коррозию неминуемой, и полностью избавиться от неё невозможно. Если использовать каркас из коррозионностойкого металла, его стоимость становится чрезвычайно высокой и экономически нецелесообразной.
Цены на арматуру
Один из способов минимизации негативного воздействия на металл заключается в антикоррозийной обработке арматуры, включающей цинкование и оксидирование. Однако даже такой подход не стоит дешево и не гарантирует полной защиты от коррозии. Это связано с тем, что защитная плёнка очень тонка и составляет всего несколько микрометров. Неаккуратная транспортировка или некачественная сварка легко нарушают целостность покрытия, а защита кромок также применяется только на местах разреза стержней.
Ещё одной угрозой для защитного армирующего слоя являются наполнители бетонного раствора, состоящие из щебня или гравия. При заполнении опалубки грубым бетонным раствором острые края фракций легко повреждают защитный слой или слой цинка на арматуре.
Так насколько опасна коррозия армирующего каркаса? Возможно, её негативное влияние не так значительно?
К сожалению, риски очень высоки. Проблема не только в том, что прутья теряют прочностные характеристики, что становится заметно лишь спустя длительное время (хотя данный факт также нельзя игнорировать).
Однако очаги коррозии внутри железобетонной конструкции неизбежно приводят к образованию внутренних полостей. Эти трещины, изначально миниатюрные, со временем развиваются, приводя к коррозии, разрушению и потере прочности покрытия бетона под воздействием влаги и замораживающих температур. Данная ситуация представляет собой серьёзную проблему, требующую незамедлительных действий.
Толщина защитных слоёв
Конкретизированные значения толщины защитного слоя бетона зафиксированы в нормативных документах, таких как СНиП и соответствующие своды правил. Важно учитывать, что уже упомянутые специфические свойства железобетонной конструкции должны быть взяты во внимание.
Стандарты распространены по различным документам, и поэтому выводы следует делать исходя из множества источников, чтобы достичь максимально полной картины.
- Если обратиться к положениям СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», требования к армированию в пункте 7.3 гласят, что толщина защитного слоя бетона не должна быть меньше диаметра арматурного прута, но при этом должна составлять не менее 10 мм.
- Теперь давайте посмотрим на Свод правил СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство фундаментов зданий и сооружений» — здесь представлена более конкретная информация:
— Для продольного армирования фундаментных балок (ленточных фундаментов) и сборных конструкций защитный слой должен составлять минимум 30 мм.
— Для монолитных фундаментов рекомендуется толщина слоя бетона равная 100 мм. В ситуации с обратной засыпкой уплотнённым песком или гравием, а затем заливкой стяжки, защитный слой для продольной арматуры в области фундамента должен составлять не менее 35 мм.
— Если монолитный фундамент обоснованно заливается только на слое песка и гравия без предварительной бетонирования, минимальная толщина защитного слоя должна составлять 70 мм.
- Следующий нормативный документ — Свод правил СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» — даёт следующие данные:
— Для железобетонных конструкций, расположенных в закрытых помещениях с нормальной или низкой влажностью защитный слой бетонной массы должен быть равен толщине не менее 20 мм для рабочей арматуры.
— Если речь идёт об аналогичных конструкциях, однако с повышенной влажностью и без дополнительных защитных мер, этот показатель увеличивается до 25 мм.
— Для конструкций на открытом воздухе, без дополнительных защитных мер, требуется защитный слой толщиной 30 мм.
— Для конструкций, находящихся на земле с бетонной подготовкой, минимальная толщина защитного слоя составляет 40 мм.
Когда используются сборные элементы, защитный слой может быть уменьшен на 5 мм.
Что касается конструктивного армирования, то толщина защитного слоя также может быть снижена на 5 мм в сравнении со стандартными требованиями для рабочей арматуры. Но строго соблюдается правило, что толщина защиты всегда должна превышать диаметр самой арматуры.
- Стоит обратить внимание на ещё один интересный документ. Если вы заглянете на форумы профессиональных строителей, вы заметите множество положительных отзывов о справочном пособии «Проектирование железобетонных конструкций» под редакцией профессора А. Б. Голышева. Этот справочник был издан в 1985 году в Киеве и после многократных переизданий по-прежнему признаётся актуальным для практических расчетов. Есть смысл ознакомиться с рекомендациями этого пособия:
— Защитный слой для сборных фундаментов и фундаментных балок должен составлять 30 мм независимо от сечения.
Как обеспечивается соблюдение требуемой толщины защитного бетонного слоя
Данная публикация не содержит ссылок на другие условия установки арматурной обоймы для фундаментов, так как этот вопрос достаточно обширен и освещён в других статьях на нашем портале.
Качественно и правильно выполненный монтаж арматурной системы является гарантией надёжности и долговечности фундамента.
Работа по проектированию арматурной конструкции должна основываться на тщательных расчётах и выполняться в полном соответствии с действующими нормативными актами. Наша специальная подробная статья освещает тему армирования фундамента лентами, в которой приведены примеры расчётов и основные чертежи наиболее сложных узлов. Также есть отдельная публикация, в которой описана техника соединения арматуры для ленточных фундаментов. Если вы планируете строить монолитный плитный фундамент, вам будет полезна информация, представленная здесь.
Сравнив информацию в рекомендованных руководствах, можно сделать вывод, что размер защитного слоя был уже определён в проектных документах для будущих арматурных конструкций. Но как можно воссоздать это на практике?
Очевидно, что нижний слой арматуры должен быть поднят на необходимую высоту над дном выемки (котлована). Некоторые «специалисты» используют в качестве опор куски древесины, что является неграмотным подходом. Древесина, во-первых, не долговечна, а во-вторых, не препятствует проникновению влаги. В результате в областях таких опор под полом неизбежно возникают коррозионные очаги на стальной арматуре.
Приемлемым, хотя и не идеальным вариантом является использование в качестве опор кирпичей или бетонных обломков, однако в таком варианте гидроизоляция защитного слоя остаётся явно недостаточной.
Цены на бетономешалку
Использование специализированных полимерных опор представляет собой оптимальное решение. Эти элементы доступны в различных высотах, что позволит выбрать ту опору, которая идеально подходит для ваших требований. Их стоимость, особенно в сравнении с общей ценой фундамента, невысока. Кроме того, они имеют полую структуру, которая заполняется бетоном во время его заливки, что обеспечивает полное «запечатывание» арматуры бетоном.
Такой же подход позволяет поддерживать требуемое расстояние между наружными продольными балками и опалубкой. При заливке тяжелобетонных смесей арматурная рама может сдвигаться, поэтому необходимо надежно закрепить её. Это достигается с помощью специальных крепежей с нужным радиусом, которые можно установить с минимальными усилиями, обеспечивая тем самым надёжность подключения.
