Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте — рекомендуемая толщина раствора

Любая, слабо- или высоко нагруженная бетонная конструкция нуждается в армировании. Как известно бетон отлично воспринимает нагрузку на сжатие и без соответствующего армирования практически не воспринимает нагрузки на изгиб и растяжение. Если говорить в цифрах, то сопротивляемость бетонного сооружения изгибающим и растягивающим нагрузкам в 15 раз меньше чем сопротивляемость «на сжатие».

При этом, учитывая подверженность стальной арматуры атмосферной и химической коррозии арматурный пояс должен иметь защитный слой бетона определенной толщины. Если толщина защиты не соответствует минимальному защитному слою бетона, регламентированного требованиями документа СП 63.13330.2012, актуализированной редакции СНиП 52-01-2003, произойдет масштабное корродирование арматуры с последующим разрушением бетона.

Технический смысл процесса разрушения бетона заключается в следующем. В соответствии с законами химии и физики размер сильно корродированного арматурного стержня значительно увеличивается в диаметре.

Получается что, кроме того, что сильно корродированный стержень уже не может выполнять возложенные на него функции, он как замерзшая вода, разрывает бетонный материал сначала на трещины, потом на куски, и так до полного разрушения.

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.

Арматурные прутья, покрытые цинком, коррозии не подвержены, но и они не способны давать стопроцентную гарантию, что коррозийные процессы не начнут развиваться.

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.

Нанесенная на металлическую поверхность антикоррозийная защита способна получить повреждения от острых краев щебенки, находящейся в подаваемом бетоне.

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.

Какие функции выполняет?

• совмещение и длительная эксплуатация бетона с арматурой;
• формирование стыков арматуры;
• анкеровка арматуры в бетоне и возможность создания стыков;
• защита от негативных влияний, особенно коррозии различных причин появления;
• дополнительная огнеупорность.

При обустройстве элементов сохранность арматуры наступает даже в сложных условиях эксплуатации. Бетонная защита предотвращает негативные влияния нагрева, повышенной влажности, агрессивных химических сред и предотвращает попадание влаги от таявшего снега.

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.

Показатели для определения размеров

Нормативная толщина защитного слоя бетона для арматуры приводится в СНиП 52-01-2003. В этом документе ее определяют исходя из следующих исходных данных:

• марка и расчетный диаметр прутов;
• типа железобетонных изделий;
• расчетных механических нагрузок;
• геометрических размеров Ж/Б элементов;
• ожидаемых эксплуатационных условий.

Там же сказано, что покрытие должно соответствовать оптимальной нормативной величине. Тонкое не сможет обеспечить сохранность, а слишком толстое приведет к увеличению расходов и потере требуемой прочности.

Толщина защитного слоя

Нормативная документация, регламентирующая особенности выполнения строительных работ, определяет ряд условий, предъявляемых к обустройству растворного слоя для стальной арматуры в фундаментной конструкции, обеспечивающих:

• единую работу металлических и бетонных конструкций с равномерным перераспределением нагрузочных воздействий;
• обустройство стыковок стальных прутьев без нарушения слоя покрытия в сторону уменьшения;
• возможность фиксации деталей анкерами;
• надежную защищенность металлических поверхностей от коррозийных проявлений;
• устойчивость к повышенным температурным режимам.

Параметры толщины бетонного слоя определяются с учетом марки стальных прутьев и их сечения, типа элементов, технологического предназначения армирующих материалов.

В каждом из случаев, толщина покрывающего слоя не должна быть меньше одного сантиметра. Если используется щебенка большой фракции, не позволяющая создавать подобные зазорные участки, разрешается увеличивать параметры до требуемых величин.

Нормативная база

При реализации строительных работ рекомендовано руководствоваться указанными документами.

СП «Бетонные и железобетонные конструкции»

Документ разработан в соответствии с обязательными требованиями, вменяемыми законодательством. Он нормирует правила и нормы, которые предъявляются к проектированию и расчету конструкций, основанных на бетоне и железобетоне, в том числе в частном гражданском строительстве.

СНиП 3 03 01 87

Актуализированная версия нормирует требования, применимые при возведении сборных и монолитных железобетонных, бетонных, стальных и деревянных конструкций. СНиП 2 03 01 84 трактует правила проектирования для такого типа сооружений.

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.

Контроль минимальной толщины бетонного слоя для металлической арматуры осуществляется неразрушающим способом с применением специального магнитного оснащения.

Виды арматур

Для армирования бетона используют сетки, монолитные и дисперсные конструкции. Они отличаются по эксплуатационным свойствам, поэтому в каждом конкретном случае выбирают конкретный тип арматуры. Их технические характеристики следующие:

• Монолитное. Такой тип армирования чаще всего используют при возведении железобетонных блоков в заводских условиях. Особенности строительства заключаются в каркасном монтаже прутьев. Они устанавливаются в один или несколько слоев. Между собой их соединяют проволокой поперек и по вертикали. За счет этого удается получить ячейки с шагом в 20 сантиметров.
• Дисперсное. Подобный тип армирования означает добавление в подстывший бетон мелкодисперсных компонентов – фибры. Материал делают из полипропилена, базальта, стали и стекловолокна. Подобный тип армирования на сегодняшний день получил наибольшую популярность.
• С помощью сетки. Большой популярностью пользуется армирование металлической сеткой. Установить ее очень просто. Подобную сетку делают из полимера, композита или железа. Материал легко приобрести в любом строительном магазине. Наибольшей популярностью пользуется композитная и полимерная сетки, которые практически не подвержены коррозии.

Как обеспечить нужную толщину при заливке

От качества и правильности монтажа металлического каркаса зависят надежность и долговечность фундаментной основы.

Если изучить рекомендации, то станет ясно, что толщина бетонного слоя заложена в предварительных проектных расчетах и чертежах. Остается только соблюсти все требования практически.

Естественно, нижний ряд прутьев в фундаментной траншее необходимо поднять над поверхностью земли на определенную высоту. Полнейшую безграмотность проявляют рабочие, использующие вместо подпорных элементов обрезки пиломатериала. Древесина не отличается долговечностью и пропускает через себя влагу. В местах, где установлены подобные опоры, возникает коррозия.

В качестве подпорок разрешается использовать кирпичный или бетонный камень, но и такой вариант не является идеальным решением, так как не обеспечивает надежную герметичность.

Оптимальное решение – специальные стойки из полимерных материалов. Изготавливаются они по разным размерам, всегда можно подобрать подходящий вариант, соответствующий той или иной конструкции. Стоимость их по сравнению с расходами на строительные материалы достаточно приемлема. Кроме того, подобные элементы имеют полые конструкции, при заливке тоже заполняемые бетонным раствором.

Классификация

В зависимости от характеристик материала выделяют различные виды арматуры. Существует такая классификация стройматериала:

Для данного раствора подходит именно рифленые стержни.

• По форме: Круглая. Используется для укрепления железобетонных блоков.
• Квадратная. Применяется для угловых сооружений.

По рифлености:

Рифленая. Чаще всего используется при заливке бетона, так как имеет граненую форму. Это способствует хорошей сцепке материала с бетонной смесью.По форме:

Поперечная. Название обусловлено размещением арматуры перпендикулярно к продольным прутьям.Напрягаемая. Работа по заливке бетона начинается с натяжения арматуры, что после формирования поверхности делает готовое изделие крепче.По типу материала:

Композитная. Составляющими этого вида стройматериала являются волокна стеклянного, углеродного, арамидного или базальтового типа.

Использование фиксаторов

С помощью пластиковых фиксаторов монтаж арматурных прутьев выполняется быстро и точно. Подобные изделия выпускаются нескольких видов:

• в виде вертикальных стоек;
• круглые.

Все другие фиксаторы являются производными от перечмсленных основных видов.

Вертикальная стойка применяется при установке армирующей сетки либо конструкции пространственного типа в положении, несколько приподнятом над опорным элементом. Параметры высоты и опорных выемок могут различаться исходя из размеров сечения прутьев и проектного высотного уровня установки.

«Звездочки» округлых форм надеваются на горизонтальные или вертикальные ряды, расположенные вверху, при помощи особых замковых элементов в виде защелок. Расчетный радиус не позволяет пруткам приближаться к опалубочным стенкам, гарантируя требуемую толщину растворной прослойки. Выпуск подобных фиксаторных элементов налажен с разными диаметрами.

С помощью крепежных приспособлений, изготовленных из пластикового материала, становится возможным достижение следующих условий:

• достигается высокоточная толщина защиты из бетонного раствора;
• сокращаются сроки исполнения строительных мероприятий, но качество подготовки железобетонного сооружения при этом не снижается;
• минимизируются финансовые расходы, предназначенные для производства ж/б сооружений.

Решающий фактор в применении пластикового фиксаторного элемента – характерные особенности его устройства и приемлемая цена.

Дополнительные рекомендации

В процессе эксплуатации, вследствие воздействия указанных факторов, может произойти нарушение целостности защитной прослойки:

• усиление нагрузок на конструкцию – использование спецтехники, возведение дополнительного этажа;
• воздействие природных условий.

Несоблюдение строительных правил и норм приведет к быстрому обрушению конструкции, либо к значительному увеличению стоимости работ

Восстановление защитного слоя реализуется следующим образом:

• ремонт сформировавшихся трещин;
• модернизация арматурной сетки;
• реставрация обвалившихся/раскрошившихся участков (при помощи плотного песчано-цементного раствора 1:3);
• усиление системы за счет обустройства поперечных элементов.

Все рекомендации теряют актуальность в случае развития систематических и многократных повреждений бетонной конструкции. В этом случае показана полная реставрация системы с дублированием или восстановлением арматурного каркаса.

Сварка сетки

Варить отдельные стержни сетки железобетонного фундамента можно двумя видами контактной электрической сварки: стыковой и точечной.

Точечная контактная сварка основывается на использовании тепла, которое выделяется в местах контакта стержней во время пропускания электрического тока, чтобы разогреть металл на этих участках до температуры плавления. Осаживая разогретые стержни друг к другу, получается их надежное соединение. Контактной точечной сваркой можно варить узлы каркасов и сеток, которые представляют собой два или три пересекающихся стержня под углами 60 и 90 градусов.

Правильное армирование углов

Смысл правильного армирования углов ленточного фундамента сводится к следующему. Ваша задача — это обеспечение жёсткой связи всех плоскостей фундамента. Для этого необходимо связать всю арматуру в единый каркас. И соединить внутреннюю сторону каркаса с внешней стороной перпендикулярной плоскости. На рисунке показан тупой угол фундамента, но и любой другой угол выполняется по такой же схеме.

Правильное армирование угла фундамента

Не правильное армирование угла фундамента

Чтобы сделать правильное армирование углов придётся гнуть арматуру, иначе разрывов в каркасе не избежать. Соединять гнутые куски надо на прямых участках вязальной проволокой. Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой в данном случае не получится (именно в углах). Зато на всех прямолинейных участках смело её применяйте. У неё только одни плюсы.

В заключение такой вывод: правильное армирование фундамента просто необходимо для всей стройки. Чем качественнее Вы это сделаете, тем дольше простоит Ваша баня или дом.

Цитата мудрости: Глупость — это недостаток, и против него нет лекарства.

Бетон и сталь — их соотношение

Каждая строительная компания имеет уникальное соотношение армирующего и бетонного материалов, установленное на практике. Это объясняется рядом преимуществ их сочетания. Среди них можно выделить:

• повышение эксплуатационных свойств конструкции в результате объединения;
• повышение свойств прочности бетона под воздействием стали;
• крепость материала зависит от его возможности сдвига, растяжения и оказанного давления на материал.

Бетон имеет высокие показатели прочности на сжатие. В случае больших нагрузок применение железобетона обязательно. Растяжение стали не влияет на ее прочность. Вследствие этого, возможно строительство высокопрочных конструкций. Связь между бетонным раствором и сталью играет главную роль в определении крепости постройки. Сжатие бетона определяет уровень его прочности. Исходя из этого, железобетон обязательно применяется во избежания разрушения стен под действием нагрузок.

Вернуться к оглавлению

Установка маяков

В качестве материала для устройства опалубки модно использовать любой хороший плоский материал, имеющий одну гладкую сторону. Таким материалом, например, могут быть:

• доски;
• плоский шифер;
• древесно-стружечная плита (ДСП);
• фанера.

Для заливки криволинейных дорожек очень удобно использовать листовой пластик. В том случае, если свой запас материалов не содержит ничего похожего, то можно взять в аренду штатную металлическую опалубку в какой-либо строительной организации. Сегодня это довольно часто практикуется.

Конструкция устанавливается по краю размеченной или выкопанной площадки, определяя контур будущей бетонной конструкции. Закрепление выполняется вбитыми с обеих сторон кольями.Допускается распирать элементы опалубки, находящиеся друг против друга в траншее.

В качестве маяков, если мы бетонируем двор своими руками, лучше всего использовать металлический профиль, который применяют для монтажа гипсокартона. Стоимость их вполне доступна и они смогут обеспечить необходимую жесткость, не сломавшись под давлением бетонной массы.

Для того, чтобы на площадке и дорожках не скапливалась дождевая и талая вода, их поверхность должна иметь небольшой уклон. Это следует обязательно учитывать при установке маяков. Для этого их располагают не вдоль, а поперек площадки. Сначала, используя уровень, установите два маяка по краям, закрепив их в горках из цементно-песчаного раствора. Использовать для закрепления маяков гипсовые растворы нельзя.

После того, как раствор схватится, натяните между этими двумя маяками 2-3 шнура, и уже по ним устанавливайте остальные маяки. В результате все они окажутся на одном уровне. На дорожках, учитывая их небольшую ширину, маячковые рейки можно устанавливать вдоль по две штуки.