Защитный слой бетона
← Вернуться к списку статей
Толщина защитного слоя бетона
Защитный слой бетона, то есть расстояние от поверхности арматуры до соответствующей грани фундаментной ленты, предназначен для обеспечения совместной работы арматуры с бетоном, для закрепления (анкеровки) арматуры в бетоне и возможности устройства соединения арматуры. Также защитный слой бетона предохраняет арматуру от воздействия факторов окружающей среды конструкций, в том числе и от огня. Толщина защитного слоя бетона зависит от типа конструкции и роли арматуры в ней (продольная – поперечная, рабочая – конструктивная), ее диаметра и условий окружающей среды.
| Условия использования арматуры | Толщина защитного слоя бетона | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Продольная рабочая арматура фундаментных балок и сборных фундаментов | 30 мм | Пункт 12. 8.5. СП 50-101-2004 |
| Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов при наличии бетонной подготовки | 35 мм | Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004 |
| Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов при отсутствии бетонной подготовки | 70 мм | Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004 |
| В закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности | Не менее 20 мм | Таблица 8.1 СП 52-101-2003 |
| В закрытых помещениях при повышенной влажности (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий) | Не менее 25 мм | Таблица 8.1 СП 52-101-2003 |
| На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий) | Не менее 30 мм | Таблица 8.1 СП 52-101-2003 |
| В грунте (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий), в фундаментах при наличии бетонной подготовки | Не менее 40 мм | Таблица 8. 1 СП 52-101-2003 |
| Арматура в бетоне, постоянно контактирующем с землей | 76 мм | Пункт 7.7.1 ACI 318-08 |
| Арматура d18-d40 в бетоне, подверженному воздействию земли и погодных факторов | 52 мм | Пункт 7.7.1 ACI 318-08 |
| Арматура d10-d18 в бетоне, подверженному воздействию земли и погодных факторов | 1,2 -2,5 мм | Пункт 7.7.1 ACI 318-08 |
| Арматура в бетоне, не подверженному воздействию земли и погодных факторов | 1,2 -2,5 мм | Пункт 7.7.1 ACI 318-08 |
Для продольной рабочей арматуры толщина защитного слоя должна быть, как правило, не менее диаметра стержня и не менее: 30 мм — для фундаментных балок и сборных фундаментов; 35 мм — для монолитных фундаментов при наличии бетонной подготовки; 70 мм — для монолитных фундаментов при отсутствии бетонной подготовки. При использовании бетонной подготовки (или на скальном грунте) – толщина бетонного защитного слоя снижается в отечественных нормах до 40 мм, а в американских до 25мм.
Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует также принимать не менее диаметра стержня арматуры. В защитном слое толщиной свыше 50 мм следует устанавливать конструктивную арматуру в виде сеток.
По требованиям ACI 318-05 защитный слой бетона на уличную строну для арматуры до 20 мм составляет 25 — 40 мм. Для диаметра арматуры толще 20 мм — 50 мм. Защитный слой для арматуры диаметром до 40 мм на стороне не подверженной действию природных факторов составляет 20 мм. По отечественным нормам защитный слой бетона с обеих сторон составляет 40 мм. Требуемую проектом величину защитного слоя нижней арматуры и проектное положение арматуры в процессе бетонирования можно установить с помощью одноразовых пластиковых фиксаторов, подкладок из бетона и путем конструирования арматурного каркаса таким образом, чтобы некоторые стержни упирались в опалубку, фиксируя положение каркаса.
Толщина защитного слоя для поперечной арматуры
Минимальный защитный слой бетона для поперечной арматуры бетонных элементов сечением меньше 25 см составляет 1 см, а для элементов сечением более 25 см – 1,5 см [Таблица 5.19, Голышев, 1990].
| Показатель | Максимально допустимые отклонения | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Толщина бетонного защитного слоя при его толщине 15 мм и менее | 3 мм | Пункт 4. 6 ВСН 37-96* |
| Толщина бетонного защитного слоя при его толщине более 15 мм | 5 мм | Пункт 4.6 ВСН 37-96 |
| Смещение арматурного стержня при установке и в арматурном каркасе | 0,25 диаметра арматурного стержня, но не более 0,2 диаметра наибольшего стержня | Пункт 4.6 ВСН 37-96 |
| Толщина бетонного защитного слоя при его толщине до 200 мм | 9 мм | Пункт 7.5.2.1 ACI 318-08 |
| Продольное положение окончания или изгиба стержня арматуры | 50 мм | Пункт 7.5.2.2 ACI 318-08 |
Отклонения от толщины защитного слоя по проекту не должны превышать 4-8 мм в сторону увеличения защитного слоя и 3-5 мм в сторону его уменьшения в зависимости от диаметра арматуры и сечения бетонной конструкции [пункт 2.104 СНиП 3.03.01-87].
Запрос на встречу
Защитный слой бетона для арматуры: минимальная толщина
Защитным слоем бетона называется слой смеси от арматуры до поверхности.
Для нормального взаимодействия арматуры с бетоном и корректного функционирования железобетонных блоков необходимо правильно рассчитать толщину защитного слоя. Он защищает арматуру от коррозии и нагрева.
От чего зависит толщина?
В соответствии с типом железобетонных конструкций и диаметром стержней арматуры определяют минимальную толщину слоя. Для конструкций разных типов и диаметров стержней приняты нормы, различающиеся для поперечной и продольной арматуры.
Минимальная толщина защитного слоя бетона, используемая для продольной арматуры (напрягаемой и ненапрягаемой), ограничена диаметром стержня и размером железобетонной конструкции, данная зависимость приводится в таблице. Толщина слоя для продольной арматуры не должна быть меньше диаметра стержня. При этом существуют требования для различных фундаментов:
- для сборных фундаментов и балок – не менее 30 мм;
- для фундаментов монолитного типа с бетонной подготовкой – не менее 35 мм;
- для фундаментов монолитного типа без применения бетонной подготовки – не менее 70 мм.
Допустимые снижения толщины слоя (но не менее диаметра стержня):
- если используется бетонная подготовка или конструкция устанавливается на скальном грунте, толщина слоя снижается до 40 мм;
- для сборных элементов толщина слоя уменьшается на 5 мм;
- для арматуры конструктивного типа минимальное значение толщины слоя бетонной смеси на 5 мм меньше величины, требуемой для рабочей арматуры.
При толщине слоя более 50 мм необходимо установить арматуру в виде сеток. Толщина согласно СНИП принимается не менее диаметра рабочей арматуры. В зависимости от эксплуатационных условий определяют следующую толщину защитного слоя бетонной смеси:
- 20 мм – при нормальной и повышенной влажности в закрытых помещениях;
- 25 мм – при повышенном уровне влажности и отсутствии дополнительной защиты в закрытых помещениях;
- 30 мм – на открытом воздухе без дополнительной защиты;
- 40 мм – для фундаментов при наличии бетонной подготовки, в грунте без дополнительной защиты.
Минимальные расстояния между стержнями
Расстояния по высоте и ширине между стержнями должны обеспечивать взаимодействие рабочей арматуры и бетона. Минимальный защитный слой бетона указывают с учетом удобства уплотнения смеси, ее укладки. В случае использования предварительно напряженных конструкций необходимо учитывать степень обжатия и габариты зажимов и домкратов, обеспечивающих натяжение арматуры.
За минимальное расстояние между стержнями продольно растянутой и продольно сжатой арматуры принимается размер не менее 50 мм.
В случае ограничений стержни допускается размещать попарно без зазора. С условием, чтобы в процессе бетонирования спаренные стержни, расположенные горизонтально, находились друг над другом.
При необходимости в восстановлении защитного слоя бетона применяют специальные растворы для выравнивания поверхности. Также для укрепления используют армирующую сетку.
Системы защиты железобетонных конструкций
🕑 Время чтения: 1 минута
Системы защиты железобетонных конструкций Цель обеспечения системы защиты состоит в том, чтобы продлить срок службы конструкции и уменьшить количество будущих ремонтов и скорость износа бетонных конструкций.
Защитные системы состоят из материалов и способов, обеспечивающих следующие защитные качества:
- Снижение вероятности коррозии стальной арматуры.
- Меньший износ бетона.
- Меньшее проникновение влаги, ионов хлора и других загрязняющих веществ в бетон. Это может быть достигнуто за счет обработки поверхности, применения электрохимического оборудования или модификации покрытия PCC.
- Повышенная стойкость к истиранию или ударам.
- Повышенная устойчивость к другим вредоносным атакам.
При выборе защитной системы учитываются следующие факторы:
1. Стоимость жизненного цикла сравнивается для различных систем защиты, применимых в конкретной ситуации. Система защиты с наименьшими первоначальными затратами может быть на самом деле самой дорогой, когда затраты на будущие ремонты добавляются к прогнозируемому сроку службы конструкции.
2. В случае, если система защиты имеет предыдущий рекорд производительности, повышается уверенность в ее использовании.
Факторы, влияющие на эффективность выполненного ремонта и системы защиты, должны быть оценены.
Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных факторов, которые необходимо учитывать в проекте ремонта и защиты. a) Бетон низкого качества или неадекватное покрытие: Испорченный бетон с чрезмерным внутренним растрескиванием, внутренними пустотами, недостаточным уплотнением, неадекватной системой вовлеченных воздушных пустот или другими нестандартными условиями может вызвать коррозию арматурной стали и разрушение структура.
Дефектная часть бетона удаляется при ремонте. Правильно подобранная система защиты может улучшить долговечность некачественного бетона, улучшить характеристики хорошего бетона и продлить срок службы любого ремонта. b) Неуместная арматурная сталь: При ремонте/установке защитной системы на неуместную сталь на концах, углах и крюках и стержнях с меньшим бетонным покрытием наносятся дополнительные материалы или покрытия. Катодная защита, извлечение хлоридов и добавки ингибиторов коррозии в ремонтные материалы также могут быть полезны для предотвращения или замедления коррозии в будущем.
c) Проникновение воды: Вода может проникать в бетон под действием гидростатического давления, давления паров влаги, капиллярного действия и дождя. Движение воды в бетоне может происходить из-за трещин, пористого бетона, недостатка вовлеченного воздуха, структурных дефектов или неправильно спроектированных или функционирующих швов.
Эта влага вызывает коррозию арматуры, повреждения от замерзания и оттаивания, просачивание внутрь конструкции и возможное повреждение конструкции. При проектировании системы защиты пытались уменьшить движение воды и напрямую контролировать ржавление стали. d) Карбонизация: Карбонизация – это снижение защитной щелочности бетона, вызванное поглощением углекислого газа и влаги. В обычном бетоне арматура защищена естественно высокой щелочностью (pH выше 12) бетона вокруг арматуры.
Вокруг арматурной стали образуется защитный оксидный слой, который помогает предотвратить коррозию арматурной стали в присутствии высокой щелочности.
Поглощение углекислого газа и воды внутри бетона приводит к снижению полезной щелочности бетона в результате процесса, называемого карбонизацией.
Шансы на коррозию значительно возрастают, когда pH падает ниже 10. Стержни, расположенные близко к внешней поверхности, подвержены воздействию карбонизации и не защищены от коррозии.
Барьерные покрытия могут обеспечить защиту от карбонизации в будущем, если бетонного покрытия недостаточно. В противном случае для защиты стали от коррозии в будущем можно использовать систему катодной защиты или повторное ощелачивание бетона. e) Анодное кольцо (эффект ореола): Этот эффект возникает, когда существующая арматура выходит из основного бетона в ремонтный раствор или новый бетон. Это приводит к увеличению разности электрических потенциалов на линии соединения между новым и исходным бетоном.
Анодное кольцо или эффект ореола — это разрушение, возникающее из-за ускоренной коррозии арматуры в основном бетоне сразу за краем ремонтируемого участка.
Коррозия происходит на аноде, обычно в основном бетоне, поскольку электроны притягиваются к катодной части арматуры незагрязненного ремонтного материала.
Накопление ржавчины создает большое внутреннее давление на поверхности арматуры, что приводит к отслаиванию бетона. Присутствие хлоридов ускоряет этот процесс.
Барьерные покрытия на арматурной стали включают эпоксидные смолы, латексные суспензии или покрытия с высоким содержанием цинка, которые могут частично помочь контролировать коррозионную активность; но есть проблемы с полевыми приложениями. Катодная защита, извлечение хлоридов и гальванические аноды также могут использоваться для защиты стали от коррозии. Однако необходимо учитывать экономику этих решений. f) Трещины: Ремонт трещин обычно является первым этапом любого ремонта или защиты. Вода, присутствующая в трещинах, может привести к коррозии и проблемам с замерзанием и оттаиванием в холодном климате. Причину появления трещины необходимо выяснить до проведения ремонтных работ.
Структурные трещины должны быть отремонтированы таким образом, чтобы передача нагрузки могла происходить через трещину. Впрыск эпоксидной смолы используется для обеспечения герметизации трещины. Активные трещины, особенно из-за тепловых изменений при внешнем воздействии, должны быть отремонтированы, чтобы обеспечить возможность движения в будущем.
Трещины, подверженные тепловому смещению, могут быть отремонтированы путем создания правильно спроектированных деформационных/усадочных швов. Использование герметиков, химических растворов, эластомерных покрытий и эпоксидных смол с высоким удлинением может устранить движущиеся трещины. Ремонт активных трещин на внешних воздействиях может быть затруднен.
Большинство материалов, используемых для ремонта трещин, чувствительны к температуре и не могут укладываться при температуре ниже 4 °C. Также желательно проводить ремонт, когда ширина трещины близка к максимальной, поскольку большинство гибких материалов, используемых для ремонта активных трещин, работают лучше при сжатии, чем при растяжении.
g) Хлор/химическое воздействие: Проникновение химических или солевых растворов через бетон способствует коррозии закладной стали. Химическое воздействие кислот, щелочей и сульфатов также может оказать вредное воздействие на бетон. Системы барьерной защиты обычно используются для минимизации проникновения химических веществ в бетон. h) Поверхностная эрозия: Эрозия бетона на поверхности представляет серьезную проблему для плотин, водосбросов и других прибрежных сооружений, а также для настилов мостов, пандусов, парковочных площадок, промышленных полов и других транспортных средств. несущие конструкции.
Обычно в меньшей степени это также может быть проблемой для зданий, подверженных кислотным дождям и суровым погодным условиям. Бетонные покрытия, упрочнители поверхности, герметики или другие виды обработки часто используются для повышения устойчивости поверхностей к эрозии. Подробнее: Как защитить фундаментные конструкции от грунтовых и грунтовых вод? Как контролировать коррозию стальной арматуры в бетоне? Коррозия стальной арматуры в бетоне — причины и меры защиты
Защитный слой бетона к арматурному стержню
Требования к защитному слою бетона для защиты арматуры приведены в п.
3.5 и п. 10.3 СП 63.13330.2012 (СП 63.13330.2018) Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Обновленная редакция СНиП 52-01-2003.
Защитный слой бетона — толщина слоя бетона от лицевой стороны элемента до ближайшей поверхности арматурного стержня.
Зачем нужен защитный слой бетона:
- обеспечение совместной работы арматуры с бетоном;
- обеспечение возможности соединения арматурных элементов и анкеровки арматуры в бетоне;
- безопасность арматуры от воздействия окружающей среды, в том числе агрессивного воздействия;
- обеспечение огнестойкости конструкций.
Согласно п. 10.3.2 и таблице 10.1 (СП 63.13330.2012, СП 63.13330.2018) толщина минимального защитного слоя бетона должна быть:
- В помещениях с нормальной и пониженной влажностью не менее 20 мм.
- В помещении с повышенной влажностью (при отсутствии дополнительных мер защиты) не менее 25 мм.
- На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных мер защиты) не менее 30 мм.
- В грунте (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий), в фундаментах при наличии бетонной подготовки не менее 40 мм.
Важные указания!
1. Толщину защитного слоя бетона следует принимать не менее диаметра арматурного стержня и не менее 10 мм.
2. Для конструктивной арматуры (нерабочей) допускается уменьшение толщины защитного слоя бетона на 5 мм (по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры).
3. Для сборных элементов (сборные плиты перекрытия и покрытия, балки и др.) толщина защитного бетонного слоя рабочей арматуры уменьшается на 5 мм.
4. В однослойных конструкциях из ячеистого бетона толщина защитного слоя во всех случаях принимается не менее 25 мм.
5. В однослойных конструкциях из легкого и пористого бетона классов В7,5 и ниже толщина защитного слоя должна быть не менее 20 мм, а для панелей наружных стен (без фактурного слоя) не менее 25 мм.
6. Толщина защитного слоя бетона на торцах предварительно напряженных элементов по длине зоны передачи напряжений должна быть не менее 3d и не менее 40 мм для стержневой арматуры и не менее 20 мм для арматурных канатов.
