Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте: выясняем необходимую толщину

Фундамент — это фундамент любого здания, от которого зависит прочность и долговечность всей конструкции в целом. То есть значение этого «нулевого цикла» строительства сложно переоценить: все нужно делать на основе расчетов и при строгом соблюдении всех установленных правил.

Бетонное покрытие для армирования в фундаменте

 Самый, пожалуй, универсальный, а потому и самый популярный среди частных застройщиков — ленточный фундамент. Разнообразие плит также широко используется в последнее время. Органичное сочетание монолитного бетона и правильно смонтированного арматурного каркаса обеспечивает надежность фундамента для дальнейшего строительства. Но арматурные стержни, которые придают необходимую пространственную жесткость железобетонной конструкции, сами нуждаются в защите. Это накладывает дополнительные требования на формирование каркаса. Если быть более точным, необходимо поддерживать защитный слой бетона для армирования в фундаменте.

Это отнюдь не чушь, как могут подумать некоторые начинающие строители. И толщина этого слоя тоже подчиняется определенным правилам, о которых пойдет речь в этой публикации.

Для чего необходим бетонный защитный слой

Если посмотреть на чертежи или фото правильно смонтированных арматурных каркасов будущих железобетонных конструкций, подготовленных к заливке раствором, можно сразу заметить, что арматурные стержни никогда не касаются стен опалубки. Поэтому после заливки бетоном и его затвердевания всегда получается прослойка определенной толщины между металлическими частями и краем конструкции. Именно ее и в технической документации, и в строительной практике называют «защитным слоем».

Арматурный каркас компенсирует недостаток бетона — низкую прочность при растягивающих или разрушающих нагрузках. То есть надежность конструкции в равной степени зависит от качества бетона и правильности его армирования.

Сами по себе арматурные стержни, изготовленные по ГОСТу, имеют необходимый запас прочности и рассчитаны на длительную эксплуатацию. Однако сталь неустойчива из-за воздействия на нее химических соединений и влаги — полностью исключить коррозию невозможно. Что ж, если сделать металлический каркас, который не подвергается коррозии, такая конструкция становится чрезвычайно дорогой — нерентабельной.

Цены на арматуру

арматура

Оцинкованная фурнитура намного дороже обычных, но все же не дает полной гарантии защиты от развития коррозионных процессов

Для максимально возможного снижения негативного воздействия на металл используются методы антикоррозийной обработки арматурного проката: цинкование и оксидирование. Но даже такой подход нельзя назвать экономичным и не дает стопроцентной страховки от возникновения коррозионных процессов. Это связано с тем, что защитная пленка не очень прочная, так как ее толщина составляет всего несколько микрон. Поэтому неосторожная транспортировка или сварка легко могут повредить целостность покрытия. Также теряется защита на концах, где стержни разрезаются.

Заливка опалубки бетоном: острые края заполнителя — щебень может повредить даже тонкое антикоррозионное покрытие арматуры

Еще одна опасность для кровли на арматуре — наполнители из цементного раствора, которые представляют собой щебень или гравий. При заливке опалубки с установленным в ней арматурным каркасом грубым цементным раствором острые края камня легко повреждают гальванический или цинковый слой.

Так ли опасна коррозия каркаса арматуры? Может, с этим не так много проблем?

Увы, опасность действительно велика. И дело не столько в том, что сами стержни теряют характеристики прочности: чтобы такая потеря стала очевидной, потребуется много времени (хотя этот аспект нельзя игнорировать).

Но очаги коррозии внутри железобетонной конструкции неизбежно приводят к появлению внутренних пустот. Сначала они кажутся небольшими, но довольно быстро расширяются, превращаясь в трещины, которые под воздействием влаги и отрицательных температур приводят к эрозии, разрушению и осыпанию бетона. Но это уже крупная катастрофа, требующая безотлагательных действий.

Коррозия арматурного каркаса не только приводит к снижению прочностных характеристик стальных стержней, но и довольно быстро может проявляться эрозией и разрушением поверхностного слоя всей железобетонной конструкции

Поэтому арматурный каркас, расположенный внутри бетонного монолита, необходимо максимально защитить от проникновения в него влаги в любой форме. Необходим барьер против агрессивного воздействия различных химических растворов, возникающих в результате уже распространенного технологического загрязнения воздуха и почвы. Кстати, присущая бетону щелочная среда играет немалую роль в нейтрализации процессов химической коррозии.

именно в роли этого барьера действует прослойка, называемая «защитным слоем бетона». Но его функции не ограничиваются этим. Фактически, правильно созданная прослойка гарантирует стабильное и сложное «функционирование» стального стержня и бетона.

Цены на цемент

конкретный

Итак, защитный слой бетона выполняет следующие функции:

• Обеспечивает необходимое позиционирование арматурного каркаса в бетонной массе.
• Это способствует равномерному распределению нагрузки на арматуру и по объему бетона.
• Он защищает металл от влаги, химикатов и других негативных внешних воздействий, возникающих в результате сезонных изменений погодных условий.
• Создает возможность качественной анкеровки (крепления) арматуры бетона для организации стыковки арматурных каркасов соседних железобетонных конструкций или переходов на другой уровень.
• Значительно увеличивает огнестойкость железобетонных конструкций.
• Он служит надежной основой для последующей установки дополнительной защиты (водо- и теплоизоляции), на надземных участках фундамента — отделки подвала.

Толщина этого защитного слоя не поглощается потоком. Если она будет ниже установленных норм, металл все равно начнет постепенно портиться из-за коррозии. При этом, чтобы выдержать его чрезмерную величину (не нарушая расчетных размерных параметров арматурного каркаса), общая стоимость строительных материалов увеличится. Поэтому необходимо выбрать единственно верную версию этого параметра, которая, как уже говорилось выше, стандартизирована СНиП.

Толщина защитного слоя зависит от следующих моментов:

• Диаметр и тип арматуры. Чем больше сечение стержня, тем толще должен быть защитный слой
• Прочность и характер механической нагрузки на фундамент.
• Условия окружающей среды, в которых конструкция будет использоваться. Например, если фундамент устанавливается на влажных грунтах, то требуется надежная гидроизоляция конструкции. И в этом случае толщина защитного слоя бетона должна быть предельно допустимой. Более подробную информацию о воздействии внешних агрессивных сред на железобетонные конструкции можно найти в СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» в пп. 2.18 — 2.29 и таблицах №№. 9-11.

Позаботьтесь о фундаменте — он требует утепления и гидроизоляции!

К сожалению, многие неопытные строители игнорируют проблемы дополнительной защиты основания дома от влаги и отрицательных температур. Чтобы обеспечить максимальную долговечность постройки и комфорт проживания в ней, необходимо тем или иным способом провести комплекс работ по гидроизоляции фундамента, а затем провести утепление фундамента. Обо всем этом — специальные публикации нашего портала.

• Тип здания или самостоятельное железобетонное изделие. Размеры слоев для каждого типа стандартизированы специальными документами.
• Технические условия эксплуатации. Арматурные стержни, используемые в конструкциях с высокой нагрузкой, создают больше напряжений, чем стержни, используемые в конструкциях с малой нагрузкой. Соответственно защита для него должна быть более полной.

Расположение арматуры с разными нагрузками в типовой ленточной фундаментной раме

• Функциональная нагрузка на изделия из металла. Армирование в каркасе может быть конструктивным, распределительным или функциональным. Каждый вид штанги монтируется в каркас согласно рекомендациям нормативных документов по возведению и устройству железобетонных и бетонных конструкций.

Толщина защитных слоев

Конкретные значения толщины защитного слоя бетона устанавливаются нормативными документами — СНиПами и создаваемыми на их основе сводами правил. В этом случае необходимо учитывать вышеперечисленные характеристики железобетонной конструкции.

Стандарты «разбросаны» по нескольким документам, поэтому он постарается сделать своего рода «сублимацию», чтобы изображение было максимально четким.

• Если обратиться к положениям СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» пункта 7.3 «Требования к армированию», то в их подпунктах о защитном слое указано, что толщина защитного бетонного слоя должна быть не менее чем диаметр арматурного стержня, но при этом и не менее 10 мм.
• Теперь — свод правил СП 50-101-2004 «Проектирование и строительство фундаментов и фундаментов зданий и сооружений». Уже есть информация — более конкретная:

— При продольном армировании фундаментных балок (ленточных фундаментов) и сборных оснований толщина защитного слоя должна быть не менее 30 мм.

— Для монолитного фундамента рекомендуется подготовить бетонное основание толщиной 100 мм. Допускается засыпка уплотненным песком или щебнем с последующей заливкой стяжки. В обоих этих случаях толщина защитного слоя продольной рабочей арматуры в зоне подошвы должна быть не менее 35 мм.

— Если монолитный фундамент по уважительным причинам будет заливаться без указанной подготовки бетона, только на щебеночную подушку, защитный слой на единственной площади должен быть не менее 70 мм.

• Следующим нормативным документом является Свод правил СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительно напряженной арматуры». Он предоставляет нам следующую информацию:

— Для железобетонных конструкций, размещаемых в закрытых помещениях с нормальной или низкой влажностью, для работы арматуры достаточно толщины защитного слоя 20 мм.

— То же, но для помещений с повышенным уровнем влажности и без специальных дополнительных мер защиты толщина защитного слоя увеличивается до 25 мм.

— Для железобетонных конструкций, расположенных снаружи, без дополнительных мер защиты требуется слой 30 мм.

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

При использовании сборных элементов толщину защитного слоя для них можно уменьшить на 5 мм.

Для усиления конструкции толщину покрытия можно уменьшить на 5 мм по сравнению со стандартами для рабочих стержней. Но при этом все же соблюдается строгое правило, чтобы толщина слоя не становилась меньше диаметра самой арматуры.

• Еще один очень интересный документ. Посетив форумы профессиональных строителей, можно увидеть много положительных отзывов о справочнике «Проектирование железобетонных конструкций» доктора технических наук А.Б. Голышева. Эта книга была издана в 1985 году киевским издательством «Будивельник», затем несколько раз переиздавалась. И, по мнению многих профессионалов, для практических расчетов ничего лучшего пока не предложено. Имеет смысл ознакомиться с советами в этом справочнике:

— Толщина защитного слоя для сборных фундаментов и фундаментных балок независимо от сечения составляет 30 мм.

— Для монолитных фундаментов, уложенных по бетонной подготовке или без нее, но на каменистом грунте — 35 мм.

— Монолитные фундаменты без предварительной подготовки бетона — 70 мм.

— Для поперечного, распределительного и структурного армирования, если минимальное сечение (высота или ширина) конструкции менее 250 мм, толщина защитного слоя должна быть не менее 10 мм. При размерах поперечного сечения более 250 мм этот параметр увеличивается до 15 мм. Понятно, что в этом случае действует только одно правило: толщина не может быть меньше диаметра арматурного стержня.

В этой же инструкции рекомендуется толщина защитного слоя с торцевых сторон продольных и поперечных арматурных стержней, проходящая по всей длине или ширине железобетонной конструкции.

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

— Для монолитных элементов длиной до 6 метров, с диаметром арматуры до 40 мм — 15 мм.

— Для монолитных элементов длиной более 6 метров с диаметром стержня арматуры до 40 мм, а также для конструкций любой длины с диаметром стержня более 40 мм — 20 мм.

• Напоследок стоит взглянуть на СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции», в котором указаны возможные отклонения от заданных параметров толщины защитного слоя бетона:

Грамотно используя рекомендации всех перечисленных выше методических документов, можно правильно спланировать конструкцию арматурного каркаса для фундамента. На этот счет не должно быть послаблений (кроме указанных в последней таблице). В противном случае безопасность и долговечность создаваемого фундамента ничем не будет гарантирована.

Совершенно безграмотная компоновка каркаса арматуры: нижний уровень арматуры не получает никакого защитного слоя, так как находится на дне траншеи

Как обеспечивается соблюдение требуемой толщины защитного бетонного слоя

В данной публикации мы не будем подробно останавливаться на других правилах установки арматурного каркаса для фундамента. Это очень обширная тема, и она хорошо освещена в других статьях на нашем портале.

Качественная и правильная установка арматурного каркаса — залог надежности и долговечности фундамента

Создание армирующей конструкции должно основываться на проведенных расчетах и ​​проводиться в строгом соответствии с установленными стандартами. Армированию ленточного фундамента посвящена специальная подробная статья нашего портала, в которой приведены примеры расчетов и принципиальные чертежи самых сложных узлов. Отдельная публикация посвящена технологии крепления арматуры для ленточного фундамента. Что ж, если в планы входит создание монолитного плиточного фундамента, то полезной информации по этому счету будет много.

Если ознакомиться с рекомендуемой инструкцией (к которой ведут ссылки), становится понятно, что размер защитного слоя устанавливается уже при расчетах каркаса и составлении чертежей будущей армирующей конструкции. Но как это можно наблюдать на практике?

понятно, что нижний уровень арматуры следует поднять над уровнем дна траншеи (котлована) на необходимую высоту. Полное незнание проявляют те «мастера», которые используют в качестве подпорок оставшиеся после установки опалубки панели обшивки или балки. Дерево, во-первых, недолговечно, а во-вторых, не станет препятствием для проникновения влаги. А в местах таких опор под подошвой неминуемо появятся очаги коррозии стальной арматуры.

Приемлемый, но, честно говоря, не самый идеальный вариант — использовать для сайдинга фрагменты кирпича или бетона. Однако «герметичность» защитного слоя в точках соприкосновения будет недостаточной.

Цены на бетономешалку

бетономешалка

Приемлемым вариантом опор для нижнего уровня арматурного каркаса являются фрагменты старого кирпича или бетона. Но все же — не без изъянов.

Лучшим вариантом кажется использование специальных полимерных стоек. Доступны они разной высоты, т.е вы можете выбрать именно те, которые необходимы для данной конструкции. Стоимость их, особенно на фоне общих затрат на создание фундамента, довольно низкая. Но с другой стороны, они имеют пустотелую конструкцию, которая при заливке также будет залита бетоном, а арматура будет «заделана» бетоном по всей своей длине.

Особым элементом является «стеклянная» пластиковая опора, обеспечивающая необходимую толщину защитного слоя со стороны фундаментной плиты. Наверное, самое практичное и надежное решение проблемы.

Аналогичным образом удобнее приступить к созданию необходимого зазора между внешними продольными стержнями и сваями опалубки. При заливке очень тяжелого цементного раствора каркас может двигаться и должен быть надежно зафиксирован в определенном положении. Для этого используются специальные зажимы — «звездочки» необходимого радиуса. Их устанавливают буквально одним движением и проблема решается сама собой.

Об особенностях работы, как заливать фундамент зимой, узнайте из нашей новой статьи на нашем портале.

Что может быть проще: установите «звездочки» -хомуты, и необходимое расстояние между арматурой и опалубкой не нарушится при заливке бетонного раствора.

Кстати, вы можете посмотреть интересное видео, в котором мастер делится секретом самостоятельного изготовления фиксаторов для армирования бетона. Отличный вариант в тех случаях, когда нет возможности приобрести специальные «очки» или «звездочки».

Видео: Как можно самостоятельно изготовить фиксаторы для задания защитного бетонного слоя

Непосредственно перед заливкой бетона, после окончания монтажа каркаса арматуры имеет смысл еще раз внимательно осмотреть созданную конструкцию. Бывает, что любой поперечный стержень конструкции своим концом «опасно приближается» к стенкам опалубки. Лучше всего сразу удалить — отрежьте, чтобы освободить место. В противном случае именно в этом месте может образоваться скол бетонной поверхности, может появиться поверхностная трещина. И хорошо, если этим все ограничится — хуже, когда такой участок становится рассадником масштабной эрозии бетона.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, для создания равномерного защитного слоя бетона необходимо обнажить арматурный каркас с учетом установленных норм, то есть разместить арматурные стержни на определенном расстоянии от днища и стен опалубки. При заливке цементного раствора его необходимо максимально равномерно и плотно распределить по всей емкости опалубки. Это обеспечит равномерное распределение нагрузок, а металл арматурного «каркаса» будет надежно защищен от внешних воздействий и тем самым от возникновения очагов коррозии. А это, в свою очередь, является гарантией общего срока службы и надежности всего фундамента в целом.