Защитный слой бетона для арматуры

Способы соблюдения рекомендованных нормативов

Показатель, определяющий минимальную толщину защитного слоя бетона для арматуры, закладывают на стадии проектирования. Ссылаясь на требования СНИП 52-01-2003, определяют оптимальные габариты прослойки, заливаемой между стенками и кромкой металлического стержня.

Варианты подкладок под арматуру для выдерживания защитного слоя.

На практическом уровне требуется только добросовестно исполнять рекомендованные предписания стандартного регламента. Расположенный внизу каркас арматурной сетки необходимо приподнимать выше уровня почвы на минимальную величину, не выставляя металл непосредственно на подсыпку. Требуется использовать для получения бетонной прослойки подпорки, выполненные из всевозможных полимеров, бетона либо камня. Запрещено использовать древесину либо иные, влагопроницаемые и недолговечные материалы. Заливаемый раствор необходимо распределять равномерно по опалубке, запрещено допускать в массе любые неоднородности.

Чтобы в момент заливки выдержать рекомендуемую толщину слоя защиты, применяют следующие материалы и способы:

• Фиксаторы защитного слоя для арматуры. Это пластиковые элементы, имеющие вид круглых «звездочек» либо «стульчиков». Последние применяют для крепления арматурного каркаса, поднятия его выше основания. «Звездочки» надевают непосредственно на боковые ряды арматурного каркаса, используя специальную защелку.
• Сознательное удлинение некоторых металлических стержней. Они упираются в опалубку, позволяя бетону проникать в свободное пространство.
• Бетонные фиксаторы. Могут быть как заводскими, так и изготовленными самостоятельно, применяются для выдерживания горизонтального защитного слоя.

Рассмотрим подробнее самую популярную технологию — использование заводских фиксаторов.

Пластиковые фиксаторы

Чтобы быстро и максимально точно выровнять и зафиксировать арматурный каркас в опалубке, используют заводские пластиковые фиксаторы. Хотя разработано множество вариантов изделий, основными являются два – «стульчики» и «звездочки», все остальные модификации.

Вертикальные стойки в виде «стульчиков», являются измерителями защитного слоя бетона под арматурной сеткой, поскольку они приподнимают ее над опорой. Выпускают различной высоты, бывает неодинаковая опорная выемка для стержней. Подбор продукции проводят, согласно диаметру используемых прутков, а также запланированной высотой монтажа каркаса. Используются при армировании монолитных плит перекрытий, фундаментов, лестниц, перемычек, балок.

Круглые «звездочки» крепят на стержни защелками особого вида. Надевают их сверху на горизонтальные и вертикальные прутья. Подобранный по проекту радиус изделий не позволяет арматурному каркасу приближаться к стенке опалубки, тем самым гарантируя рекомендованную прослойку бетона для защиты металла.

Пластиковые фиксаторы обладают следующими преимуществами:

• обеспечивают точное соблюдение заданных параметров слоя защиты металла;
• сокращают время выполнения работ, гарантируя качество сформированной конструкции;
• снижают расходы, связанные с изготовлением монолитных железобетонных конструкций.

Основной причиной по которой застройщики используют такие элементы, является низкая их цена и простота использования.

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.

Максимально возможные отклонения защитного ряда

В соответствии со Строительными нормами и правилами допускается отклонение толщины экранизирующего ряда бетона:

• при толщине слоя менее 1,5 см – 0,3 см;
• при толщине слоя свыше 1,5 см – 0,5 см;
• при толщине слоя до 20 см – 0,9 см;
• смещение прута арматуры в процессе установки и в каркасе – четверть диаметра арматурного прута, но не свыше 0,2 диаметра наибольшего прута;
• продольное размещение окончания или сгиба прута арматуры – 5 см.

В зависимости от сечения арматуры и бетонного сооружения отклонения от необходимой толщины бетонного слоя, согласно с проектом, могут колебаться в пределах 0,4-0,8 см в сторону его увеличения и 0,3-0,5 см в сторону уменьшения.

Армирование монолитной плиты перекрытия

Расчет арматуры для плиты перекрытия в частном строительстве выполняется редко. Это достаточно сложная процедура, выполнить которую сможет не каждый инженер. Чтобы заармировать плиту перекрытия, нужно учесть ее конструкцию. Она бывает следующих типов:

• сплошное;
• ребристое:
• по профлисту.

Последний вариант рекомендуется при выполнении работ самостоятельно. В этом случае нет необходимости устанавливать опалубку. Кроме того, за счет использования металлического листа повышается несущая способность конструкции. Самая низкая вероятность ошибок достигается при изготовлении перекрытия по профлисту. Стоит отметить, что оно является одним из вариантов ребристой плиты.

Перекрытие с ребрами залить непрофессионалу может быть проблематично. Но такой вариант позволяет существенно сократить расход бетона. Конструкция в этом случае подразумевает наличие усиленных ребер и участков между ними.

Еще одни вариант — изготовит сплошную плиту перекрытия. В этом случае армирование и технология похожи на процесс изготовления плитного фундамента. Основное отличие — класс используемого бетона. Для монолитного перекрытия он не может быть ниже В25.

Стоит рассмотреть несколько вариантов армирования.

Защитный слой бетона для арматуры соответствующий СНИП 52-01-2003

• Продольная ненапряженная арматура, в том числе арматура напряженная упорами должна иметь защитный слой строительного материала толщиной не менее диаметра стержня, проволоки или каната. При этом если стенка плиты имеет толщину менее 100 мм, минимальный слой строительного материала должен составлять 10 мм; При толщине стенки плиты более 100 мм и для балок сечением до 250 мм, толщина слоя – 15 мм. Для балок сечением более 250 мм – оптимальная мощность слоя бетона 20 мм, для фундаментов – не менее 10 мм;
• Продольное напрягаемое армирование должно иметь защитное тело бетона минимум 2 или 3 диаметра элементов армирования, в зависимости от его месторасположения и вида нагружения. При этом минимальный слой для стержня – 40 мм, для каната – 20 мм;
• В случае если напрягаемое армирование натягивается на бетон и находится в каналах, слой материала до ближнего канала принимается «не менее 0,5 диаметра отверстия» либо от 20 мм и больше. При пучке металлических стрежней диаметром более 32 мм, толщина тела слоя – «не менее 32»;
• Продольное напрягаемое армирование в различных ЖБИ должно иметь защитное тело бетона: плоские и ребристые плиты, стены и стеновые панели – 20 мм; балки, фермы и колонны – 25 мм; фундаменты и фундаментные блоки – 30 мм, подземные конструкции – 20 мм;
• Защита торцевой части армирования. Рекомендованный минимальный слой: 10 мм для ЖБИ длиной до 9 метров; 15 мм для ЖБИ длиной до 12 метров и 20 мм для ЖБИ длиной более 12 метров;
• Для хомутов и каркасных конструкций, армированных поперечными стержнями, при сечении меньше 250 мм – защитное покрытие материала не менее 10 мм, для сечений больше 250 мм – 15 мм;

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).

Области использования конструкций

Предварительно напряженный бетон позволяет сократить до 50% расхода арматурной стали.

Преднапряженные изделия используются, когда применение обычного железобетона нецелесообразно (перерасход материалов, рост веса и стоимости, невозможность обеспечить несущую прочность и пр.). Сферами их использования являются гражданское, промышленное, специальное и гидротехническое строительство. Объекты — каркасы и мосты с широкими пролетами, напорные трубопроводы, плотины, водонепроницаемые емкости и пр.

А также из них создают подпорные стены, ограждающие панели, лестничные марши, подкрановые балки, фундаменты, колонны, столбы ЛЭП, каркасы тоннелей, междуэтажные перекрытия и пр. Такая продукция незаменима и при возведении построек в условиях взрыво- и сейсмоопасности. Особенно эффективна она при формировании сборно-монолитных конструкций, когда отдельные преднапряженные сборные элементы соединяются в проектном положении арматурой так, что работают как одно целое.

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.

Виды фиксаторов

Производители представляют впечатляющий ассортимент изделий различных типов. Производство пластмассовых фиксаторов для арматуры постоянно представляет новые разработки. Дорабатываются и совершенствуются уже хорошо известные конструкции. Рассмотрим подробнее самые популярные из них.

«Кубик»

Универсальный закладной элемент, выдерживающий большие нагрузки благодаря утолщенной стенке. Усиленный вариант фиксаторов, может служить в качестве подпорки для арматуры диаметром до 40 мм, и обеспечивать защитный слой от 35 до 80 мм. Самым популярным считается фиксатор кубик с толщиной стенки 2,1 мм, обеспечивает защитный слой размером 35, 40, 45 и 50 мм, используется для арматуры диаметром не выше 28 мм.

«Стульчик»

Самые распространенные опорные фиксаторы для металлической арматуры при армировании перекрытий, полов и других горизонтальных плоскостей. По форме это цилиндрический бочонок с четырьмя пазами и разомкнутыми перемычками вверху. Обычный вариант имеет 4 ножки, усиленный – 5. Фиксатор для арматуры – “стульчик”, имеет фиксированный размер, и может обеспечивать защитный слой в размере – 15, 20, 25, 30, 35 и 40 мм, выбор необходимого размера осуществляется согласно требований чертежа армирования конструкции. Данный вид фиксатора подойдет для арматуры диаметром от 4 до 14 мм.

«Елочка»

Доработанный вариант стульчика, у которого вверху 2 пары наклонных перемычек. Изделия позволяют получить 4 различных слоя необходимой бетонной защиты – 20, 25, 30 и 35 мм. Подойдут для металлических прутов диаметром до 20 мм.

«Конус»

Фиксатор устанавливают на концах трубки. Роль трубки – образовать сквозное отверстие в массе заливаемого бетона для стяжного болта опалубки. Функция конуса – не дать бетону попасть внутрь трубки. После снятия опалубки конус можно использовать повторно.

«Звездочка»

Распространенное изделие в монолитном строительстве, получившее такое название благодаря внешнему виду, напоминающему звезду. Предназначен для вертикальной фиксации армирующего каркаса и создания зазора между ним и опалубкой. Фиксатор звездочка помогает получить один вариант толщины бетонной защиты, величиной от 15 до 75 мм. Применяются для арматур диаметром от 4 до 22 мм.

«Стойка»

Цилиндрический фиксатор арматуры стойка очень напоминает кубик. Устанавливая его друг на друга можно в одной точке, но на разных уровнях, удерживать несколько рядов арматурной сетки.

Самодельные фиксаторы и опоры для арматуры

Желание сэкономить, небольшие объемы индивидуального строительства, невозможность приобретения или срочность выполнения работы побуждают к использованию в качестве подставки под арматуру подручных средств (кирпич, тротуарная плитка, деревянный брус, брусчатка) и различных приспособлений, изготовленных самостоятельно.

Часто из бетона самостоятельно отливают бруски или элементы нужной формы. Их преимущества – хорошая схватываемость с заливаемым бетоном из-за одинаковой структуры, очень высокие показатели прочности. Главный недостаток – подпорка надежно не фиксирует каркас, который может сдвинуться при подаче раствора в рабочую зону.

Умельцы могут также использовать следующие фиксаторы для арматуры, изготовленные своими руками:

• пластмассовый фиксатор из канализационной пластиковой трубы, в которой сделаны необходимые пазы или отверстия для укладки арматуры;
• подрозетники с пропилами для фиксации арматуры и без них.

Пластмассовые закладные фиксаторы упрощают процесс самостоятельного монтажа металлического армирующего каркаса и значительно ускоряют его. После заливки бетоном каркас имеет гарантированный защитный слой со всех сторон. Это является залогом долгой и безопасной эксплуатации полученной железобетонной конструкции или отдельного ее элемента. И простые пластиковые фиксаторы для арматуры помогают  в достижении этого результата.

В тандеме с фиксаторами защитного слоя удачно работают различные пластиковые переходники. Они увеличивают опорную площадь каркаса на сыпучих поверхностях, помогают регулировать размеры бетонного слоя защиты, расширяют возможности оптимального использования стандартных фиксаторов без затрат на дополнительные узкоспециализированные изделия.

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.