Что такое защитный слой бетона и какой должна быть его толщина?

Пошаговая инструкция выполнения капитального ремонта.

Технология выполнения полной замены пласта включает несколько этапов:

  • Определение толщины ряда. В этих целях рекомендовано использовать специальный измерительный прибор;
  • Снятие старого слоя до металлического каркаса;
  • В случае необходимости осуществляется очистка арматуры от ржавчины. В зависимости от степени уровня коррозионных повреждений выбирают способы очистки: при помощи щетки, шлифовкой, пескоструйной машиной. Обработку арматуры следует производить со всех сторон. По окончании работ, в целях защиты от возможной коррозии в дальнейшем, на поврежденные участки металлического каркаса наносят антикоррозионное покрытие на основе эпоксида или цемента;
  • Подготовка поверхности. Данный этап выполняется аналогично подготовке поверхности при текущем ремонте;
  • Завершающий эта – нанесение нескольких слоев бетонной смеси под сильным давлением воздуха (способ торкретирования поверхности). Таким способом осуществляется тесное взаимодействие частиц раствора с подготовленной поверхностью сооружения и заполнение всех пустот, щелей и пор. Толщина ряда не должна быть меньше 3 см.

Если поверхность имеет большое количество дефектов, сильно повреждена, и замазывать бессмысленно, в таких случаях старый слой не снимают, а наращивают посредством бетонной стяжки.

Рекомендация: Это всего лишь обзорная статья, из нее примерно узнаете что такое защитный слой бетона для арматуры в фундаменте. В реальности, если слой будет небольшим, то бетон отслоится и будут проблемы, т.к. будет достаточно сложно нанести новый защитный слой. Поэтому не нужно заниматься скупердяйством, делайте защитный слой 50 мм. и у вас не будет проблем.

Выбор толщины слоя

Выбирается толщина предохранительного пласта бетона, исходя из строительных требований и правил, благодаря которым возможно определение требуемых значений в различных ситуациях. Таким образом, при возведении монолитных железобетонных построек используется толщина слоя на пять миллиметров меньше толщины сечения арматуры при условии применения тяжелого материала с мелкозернистыми гранулами.

Толщина слоя зависит и от толщины арматуры.

При использовании арматуры с сечением от 4 до 18 мм соответствует толщина предохранительного пласта бетона от 10 до 25 мм. Применяются для крепежа арматуры фиксаторы «стульчик». В состав «стульчика» входят добавки, которые обеспечивают устойчивость к термическому воздействию. «Стульчик» не деформируется под арматурой в результате воздействия высоких температурных режимов, не трескается и не сыпется при низких температурах. Применение «стульчика» в строительстве монолитных конструкций позволит удержать правильное расположение арматурного каркаса внутри железобетона. Используя фиксатор «стульчик», гарантируется прочность и надежность сооружаемых зданий. При надобности создания предохранительного пласта толщиной от 30 до 50 мм, применяют «стульчик» большего размера. «Стульчик» для арматуры выпускается с шагом размером 5 мм.

Основные показатели

Показатели сооружений, используемые в промышленности, определяют минимальный пласт защиты в таких числовых показателях:

  • в сборных фундаментах показатель соответствует тридцати миллиметрам;
  • для плоских и рельефных плит, стен и панелей – двадцать миллиметров;
  • в сборных фундаментах с применением бетонной подготовки – тридцать пять миллиметров;
  • в фундаментах без подготовки из бетона – семьдесят миллиметров;
  • в балках фундамента – тридцать миллиметров;
  • в колоннах – двадцать миллиметров.

Арматура ненапрягаемая

Схема напрягаемого и ненапрягаемого продольного армирования балок.

При использовании защитных слоев в бетоне с ненапрягаемой арматурой, слой должен быть не меньше диаметра сечения стержня. Также плита толщиной десять сантиметров должна соответствовать слою в один сантиметр. Балки, высота которых достигает 25 сантиметров, должны обладать защитным слоем в два сантиметра. В строительстве фундаментов слой защиты составляет три сантиметра. При работе с бетоном, в состав которого входит стальной каркас, толщиной больше десяти сантиметров применяют пласт защиты пятнадцать миллиметров.

Арматура напрягаемая

В постройках из железобетона с наличием осевой напрягаемой арматуры в месте, где происходит нагрузка на бетонный раствор, предохранительный пласт должен быть не меньше 2 диаметров сечения арматуры. В некоторых случаях защитный пласт достигает трех диаметров. Однако диаметр сечения арматуры не должен быть меньше 0, 2 см.

В конструкциях промышленного назначения

В конструкциях промышленного назначения применяют предохранительный пласт толщиной:

  • два сантиметра в плитах с плоской или ребристой поверхностью, стенах;
  • два сантиметра при строительстве бетонных основ или фундаментных балок;
  • двадцать пять миллиметров в фермах, колоннах, балках;
  • два сантиметра при возведении построек под землей.

Чтобы обеспечить защитным пластом торец арматурной палки, применяют толщину слоя в 1 см для девятиметрового сооружения, 1,5 см для 12 метровой и 2 см для железобетонных построек, длина которых превышает двенадцать метров.

При негативных условиях окружающей среды

При неблагоприятных факторах внешней среды толщина защитного слоя бетона может отличаться:

  • в случае наличия подготовки из смеси цемента с водой основы зданий и сооружений – не меньше 4 см;
  • при постоянном соприкосновении сооружения с поверхностью земли – 7,5 см;
  • при соприкосновении построек, в состав которых входит арматурный каркас, с поверхностью земли под действием неблагоприятных явлений природы – 5 см;
  • если планируется эксплуатация зданий и сооружений на открытом воздухе – 3 см и больше;
  • в железобетонных постройках присутствует влажность – 2,5 см.

Минимальный защитный слой

В системах, не подвергаемых предварительным напряжениям, наименьшая защита из раствора с учетом эксплуатационных особенностей и окружающей изделие среды, определена стандартно:

  • для сухих комнат закрытого типа – 2 см;
  • в помещениях с высоким уровнем влажности – 2.5 см;
  • для изделий, эксплуатируемых на улице – 3 см;
  • в почве либо на ее поверхности – 4 см.

Если сборные элементы изготавливались на заводе, приведенные параметры разрешается снизить до пяти миллиметров. Но в каждом случае необходимо следить за тем, чтобы толщина бетонного слоя не была меньше, чем арматурное сечение.

Техническая документация, по которой проектируются изделия из железобетона, устанавливает условия дополнительного характера:

  • на сооружения из тяжелых бетонных смесей М 250 и более, слой раствора допускается на пять миллиметров меньше, чем сечение металлического прутка;
  • это же условие распространяется на все конструкции промышленного производства;
  • для арматуры, растянутой предварительно, максимальная защита из бетона может быть не более пяти сантиметров.

Шаг прутьев, установленных поперечно, не должен быть более высоты сечения монолитного бетона, а для расположенных продольно такой промежуток составляет не меньше 0.1 от площади всей поверхности.

С учетом типа изделий, минимальный бетонный слой равен:

  • для плит и стенок толщиной до десяти сантиметров – 1 см, для остальных – 1.5 см;
  • для балок, перемычек и плитных ребер до 25 см – 1.5 см, в остальных случаях – 2 см;
  • для колонн и стоек – 2 см;
  • для сборных железобетонных элементов – 3 см;
  • для фундаментных монолитов, имеющих бетонную подготовку – 3.5 см, остальных – 7 см.

Все распределительные элементы, расположенные поперечно, покрываются бетоном, слой которого достигает 1 – 1.5 см.

Основные факторы

Необходимо правильно вычислить высоту защищающего слоя

Это очень важное условие для сохранения всех металлических конструкций фундамента от коррозии и других воздействий. Если данная величина будет рассчитана неверно, то это может повлечь за собой негативные последствия

Например, если она будет слишком тонкая, то возможно проникновение разрушающих факторов вглубь конструкции и целостность арматуры может нарушиться.

При заливке слоя необходимо учитывать множество факторов

Если, наоборот, будет толще нормативных показателей, то это может существенно ударить по карману. Итак, высота защищающего слоя зависит от таких нюансов:

  • Какую роль выполняют арматурные прутья: рабочую, продольную или поперечную.
  • Как нагружена арматура: напряжённая или нет.
  • Виды несущей конструкции: опоры, плитный фундамент, ленточный фундамент и т.д.
  • Какая высота армирующего пояса и какое диаметральное сечение используемых металлических прутьев.
  • В каких условиях используется: на открытом воздухе, в помещении, при контакте с грунтами, при каком уровне влажности.

Выбор стальной арматуры

Металлическая армация производится с использованием разных видов стали, из которой изготавливают необходимые элементы, каркасы, измельчают и добавляют в виде добавки в раствор и обрабатывают различными способами.

Материалы, из которых производят элементы конструкции:

  • Мягкая сталь
  • Среднеуглеродистая сталь
  • Высокоуглеродистая сталь
  • Стальная холоднокатаная проволока

Обычно используют деформированные стержни с рельефной поверхностью, что обеспечивает максимальную адгезию и исключает возможность сдвига. Чем выше усилие на сдвиг, тем больше сопротивление материала. Самостоятельно стержни с рельефом не применяются, только со стальной проволокой, исключающей сколы бетона.

Для производства железобетонных плит применяют арматурную сетку из стальной проволоки, соединяя ее электросваркой или витыми стержнями. Такие плиты необходимы в процессе строительства дорог, домов.

Стальная листовая арматура – тонкий лист стали с отогнутыми краями ячеек разной конфигурации, который чем-то похож на сито. Данным материалом армируют плиты перекрытия, стеновые панели.

Чем обеспечивается защитный слой?

Расположение элементов армирующего каркаса перед бетонированием может быть выверенным, с соблюдением нужного расстояния до стенок опалубки и основания. Но не исключена возможность смещения отдельных элементов от потока свежего бетона при заполнении и уплотнении объема. На всех стадиях получения железобетонной конструкции положение металлических элементов и всего каркаса останется стабильным, если будут использоваться фиксаторы защитного слоя арматуры. Поговорка о малом, но не менее дорогом, золотнике очень актуальна в применении к ним.

Положительные качества изделий и преимущества от их использования:

  • Фиксаторы изготавливают из прочного пластика – материала, устойчивого к коррозии, перепадам температуры, воздействию агрессивных веществ.
  • Прочность изделий позволяет сохранять стабильность геометрической формы и размеров, создавать усиленный армирующий каркас для нагруженных конструкций.
  • Универсальность – их можно подобрать для любого вида и размера арматуры, различного способа ее крепления, обеспечения нужной толщины защитного бетонного слоя.
  • Пластиковые подставки для арматуры также применяют при бетонировании конструкций с каркасной основой из композитных материалов.
  • Массово производимые фиксаторы взаимозаменяемы.
  • Металлический каркас будущей железобетонной конструкции собирается легко, быстро, без применения сварки или проволоки для фиксирования определенного положения прутьев относительно друг друга и опалубки.
  • Исключают появление каркасной сетки над бетонной поверхностью и удерживают ее в зафиксированном положении.
  • Опора для металлической арматуры не дает растрескиваться бетону, потому что минимизирует искривление и деформацию прутьев под значительным весом сооружения.
  • Помогают поддерживать постоянной необходимую толщину защитного слоя.

Изготовленные из пластика фиксаторы являются расходным материалом, который остается в залитом бетоне. Очень редко, являясь элементом опалубки, подставка под арматуру может быть многоразового использования. Работа с таким изделием (например, фиксатор арматуры типа конус) предусматривает демонтаж и заполнение раствором оставшейся полости.

Ориентация арматуры влияет на классификацию применяемых вместе с ней фиксаторов, которые могут быть:

  • опорными – для фиксации положения каркаса в горизонтальной плоскости;
  • стеновыми – для вертикально направленной арматуры (наиболее применяемый — фиксатор арматуры звездочка);
  • универсальными – сочетающими возможности первых видов;
  • специальными – для применения в особых случаях и конкретных ситуациях; к таким фиксаторам можно отнести заглушки и трубки, которые создают необходимую полость в бетоне и обеспечивают нужное расстояние до арматуры от поверхности будущего изделия.

Оптимальный принцип размещения фиксаторов в теле будущего изделия – шахматный порядок. При таком расположении рекомендуемый интервал между ними – 50-90 см. Конкретное значение подбирается с учетом габаритов металлического каркаса, сечения его прутьев и особенностей конструкции самих фиксаторов. Согласно строительных правил обычный расход фиксаторов арматуры составляет 4-10 шт/м2.

Сетка на пластиковых подставках для арматуры, расставленных в шахматном порядке, через 80 см, расход 5 штук на метр квадратный.

Толщина защитных слоев

Конкретные значения толщины защитного слоя бетона устанавливаются нормативными документами — СНИП и созданными на их основе Сводами Правил. При этом обязательно учитываются особенности железобетонной конструкции, о которых было сказано выше.

Нормативы «разбросаны» по нескольким документам, поэтому попробует все же сделать некую «сублимацию», чтобы картина получилась максимально наглядной.

  • Если обратиться к положениям СНиП 52 — 01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», пункт 7.3 «Требования к армированию», то в их подпунктах о защитном слое сказано, что толщина защитного слоя бетона должна быть не меньше диаметра арматурного прута, но при этом и не меньше 10 мм.
  • Теперь – Свод Правил СП 50 — 101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». Здесь уже информация – более конкретная:

— Для продольной рабочей арматуры фундаментных балок (ленточных фундаментов) и сборных оснований толщина защитного слоя должна выдерживаться не менее 30 мм.

— Для монолитных фундаментов рекомендуется выполнять бетонную подготовку основания, толщиной 100 мм. Допускается трамбованное песчаное или щебенчатое заполнение с последующей заливкой стяжки. В обоих этих случаях толщина защитного слоя для продольной рабочей арматуры в области подошвы должна составлять не менее 35 мм.

— Если монолитный фундамент, по обоснованным соображениям, будет заливаться без упомянутой выше бетонной подготовки, только на песчано-щебеночную подушку, то защитный слой в области подошвы должен составить не менее 70 мм.

Следующий регламентирующий документ – Свод Правил СП 52 — 101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры». Он дает нам следующую информацию:

— Для железобетонных конструкций, расположенных в закрытых помещениях с нормальным или пониженным уровнем влажности, для рабочей арматуры достаточно толщины защитного слоя 20 мм.

— То же, но для помещений с повышенным уровнем влажности и без проведения в них специальных дополнительных защитных мероприятий, толщина защитного слоя возрастает до 25 мм.

— Для железобетонных конструкций, расположенных на открытом воздухе, без проведения дополнительных защитных мероприятий, потребуется слой в 30 мм.

— Для конструкций, расположенных в грунте, в том числе и в фундаментах при выполнении бетонной подготовки, устанавливается минимальная толщина слоя в 40 мм.

При использовании сборных элементов толщина защитного слоя для них может быть уменьшена на 5 мм.

Для конструктивной арматуры показатели толщины защитного слоя также могут быть уменьшены на 5 мм по сравнению с нормативами для рабочих прутов. Но при этом все равно соблюдается жесткое правило, чтобы толщина слоя не стала меньше диаметра самой арматуры.

Еще один очень интересный документ. Если посетить форумы профессиональных строителей, то можно заметить массу положительных отзывов о справочном пособии «Проектирование железобетонных конструкций» под редакцией доктора технических наук А. Б. Голышева . Эта книга вышла еще в 1985 году в Киевском издательстве « Будiвельник », затем неоднократно переиздавалась. И, по мнению многих профессионалов — ничего лучше до сих пор для практических расчетов не предложено. Есть смысл ознакомиться и с рекомендациями этого справочного пособия:

— Толщина защитного слоя для сборных фундаментов и фундаментных балок, вне зависимости от сечения – 30 мм.

— Для монолитных фундаментов, устраиваемых на бетонной подготовке, или без нее , но на скальной грунте – 35 мм.

— Монолитные фундаменты без предварительного выполнения бетонной подготовки – 70 мм.

— Для поперечной, распределительной и конструктивной арматуры, если минимальный размер сечения (высота или ширина) конструкции менее 250 мм, толщина защитного слоя должна составлять не менее 10 мм. При размерах сечения более 250 мм этот параметр возрастает до 15 мм. Понятно, что им в этом случае действует единое правило – толщина не может быть меньше диаметра арматурного прута.

Этим же пособием рекомендуется толщина защитного слоя с торцевых сторон продольных и поперечных арматурных прутьев, проходящий по все длине или ширине железобетонной конструкции.

— Для сборных элементов длиной до 9 метров включительно – 10 мм.

— Для монолитных элементов длиной до 6 метров, при диаметре арматуры до 40 мм – 15 мм.

— Для монолитных элементов длиной свыше 6 метров при диаметре арматурных прутов до 40 мм, а также для конструкций любой длины при диаметре прутов более 40 мм – 20 мм.

Наконец, стоит посмотреть еще и на СНиП — 87 «Несущие и ограждающие конструкции», в котором оговорены возможные отклонения от заданных параметров толщины защитного бетонного слоя :

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.

Нормативные параметры

При соответствии указанных в СНиП параметров гарантирована прочность основания. На показатели толщины влияют различные факторы:

  • при контакте бетона и почвы — 75 мм;
  • для продольной арматуры монолитной заливки, когда нет бетонной подготовки — минимум 70 мм;
  • если нет дополнительной защиты в грунте при наличии подготовки из бетона — минимум 40 мм;
  • для продольной арматуры монолитной заливки, если присутствует бетонная подготовка — минимум 35 мм;
  • в сборных фундаментах и балках для продольной арматуры — 30 мм;
  • когда отсутствует дополнительная защита на открытом пространстве — минимум 30 мм;
  • внутри помещений с повышенной влажностью и отсутствием дополнительных мероприятий по защите — минимум 25 мм;
  • внутри помещений при низкой либо нормальной влажности — минимум 20 мм;
  • для поперечной арматуры при сечении бетонных элементов свыше 25 см — минимум 15 мм;
  • для поперечной арматуры при сечении бетонных элементов менее 25 см — минимум 10 мм;
  • при одновременном контакте с почвой и высокой влажности — минимум 52 мм.