Для чего необходим защитный слой из бетона для арматуры

В процессе армирования фундамента используется арматура для бетонной монолитной плиты, повышающая устойчивость основы к нагрузкам, оказываемым на фундамент в процессе эксплуатации. Сооружаемый каркас из арматуры существенно усиливает прочностные характеристики бетона и предотвращает его разрушение. При этом чтобы конструкция выполняла свои функции, ее монтаж необходимо осуществлять правильно, соблюдая ряд технологических требований.

Какие функции выполняет

Защитное покрытие для металлической арматуры, находящейся в элементе, необходимо для обеспечения ряда функций:

  1. Совместная работа арматуры с бетоном.
  2. Формируются арматурные стыки.
  3. Выполняются анкеры в бетонной смеси.
  4. Выполняется уменьшение влияния внешних факторов, в их числе от развития образования ржавчины.
  5. Увеличивается процент огнеупорности конструкции.
Какие функции выполняет

Защитный слой арматуры даже в сложных эксплуатационных условиях достаточно эффективен: при повышенном температурно-влажностном режиме, воздействий химических реактивов и предотвращения влияния влаги от таяния снегового покрова.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящем Руководстве изложены основные принципы конструирования наиболее массовых элементов из тяжелого бетона, а также приведены подробные данные по армированию конструкций, анкеровке и стыковке арматуры, конструированию арматурных изделий и закладных деталей и др.

Настоящее Руководство можно использовать и при конструировании предварительно напряженных элементов (в части обычной арматуры) наряду с указаниями специальных руководств.

Руководство разработано в соответствии с положениями главы СНиП II-21-75 "Бетонные и железобетонные конструкции".

Буквенные обозначения, приведенные без пояснения, соответствуют обозначениям главы СНиП II-21-75.

Приведенные в Руководстве рисунки не должны рассматриваться как примеры графического оформления рабочих чертежей.

Руководство разработано ГПИ Ленинградский Промстройпроект (инж. ) с участием ЦНИИпромзданий и НИИЖБ Госстроя СССР. При этом были использованы материалы НИЛФХММа и ТПа Главмоспромстройматериалов, КТБ Мосоргстройматериалов и Гипростроммаша Минстройдормаша СССР.

Изготавливаем подставки

Нижний слой армирующего каркаса укладывается на готовые пластиковые подставки, после этого на него устанавливаются специальные «столики», которые поддерживают следующий слой конструкции. Они изготавливаются из куска арматуры, размер которого рассчитывается исходя из толщины монолитной плиты. Допустим, мы имеем дело с основанием толщиной 40 см. В этом случае расчеты будут следующими:

40 см (высота плиты) – 8 (два защитных слоя по 4 см) – (4 х 1 см) (толщина прутков умноженная на их количество) = 28 см.

Изготавливаем подставки

Изготавливается поддерживающий «столик» путем изгиба в П-образную форму. Радиус изгиба подбирается в индивидуальном порядке. «Хвостики» подставки отгибаются в противоположные стороны, образуя тем самым надежные упоры, которые позволят уложить и зафиксировать оба слоя конструкции.

Нормативные показатели

Строительные Нормы и Правила (СНиП) определяют следующие условия к устройству защитного слоя бетона для арматуры в фундаменте, которые обеспечат:

  • совместную работу стальных и бетонных материалов с равномерным распределением нагрузок;
  • устройство стыков арматурных элементов без уменьшения толщины покрытия;
  • возможность анкерного закрепления деталей;
  • надежную защиту металла от всех видов коррозии;
  • устойчивость к воздействую высокой температуры.

Толщина слоя бетонной защиты принимается с учетом типа элементов, марки и диаметра арматуры, технической роли армирующего материала.

При любой ситуации толщина покрытия не должна быть менее 10 мм. В случаях, когда крупная фракция щебня не допускает зазоров 10-20 мм, допускается увеличение размера до необходимой величины.

Для систем, не имеющих предварительного напряжения, минимальный покрывающий слой, в зависимости от условий эксплуатации и окружающей среды, приводится в таблице:

  1. в сухих закрытых помещениях – 20 мм;
  2. во внутренних помещениях с повышенной влажностью – 25 мм;
  3. на открытом воздухе – 30 мм;
  4. в грунте и на его поверхности – 40 мм.

Для сборных железобетонных элементов, изготовленных в заводских условиях, эти размеры допускается делать меньше на 5 мм. Однако, во всех случаях толщина не должна быть меньше диаметра арматуры.

В техническом руководстве по проектированию железобетонных изделий приведены дополнительные условия:

  • для изделий из тяжелого бетона марки М250 и выше толщина слоя может быть на 5 мм меньше диаметра металлического стержня;
  • то же относится ко всем ЖБК, изготовленным в заводских условиях;
  • для предварительно растянутой арматуры, максимальный защитный слой бетона не превышает 50 мм.
Читайте также:  Как сделать ремонт отмостки и цоколя вокруг дома

При этом шаг поперечных арматурных прутов не должен превышать высоту сечения готового бетонного монолита, а для продольных — не менее 0,1 F, где F – площадь поверхности элемента.

В зависимости от типа строительных изделий, минимальная толщина бетона следующая:

  • плиты и стенки толщиной до 100 мм – 10 мм, все остальные – 15 мм;
  • балки, перемычки и ребра плит до 250 мм – 15 мм, для более толстых – 20 мм;
  • колонны и стойки – 20 мм;
  • сборный железобетон для фундаментов – 30 мм;
  • фундаментный монолит, при наличии бетонной подготовки, – 35 мм, без подготовки – 70 мм.

Поперечные распределительные элементы всех видов изделий покрываются защитой 10-15 мм. Условия изготовления бетонных монолитов, работающих в условиях агрессивной среды, определяются СП и СНиП

Контроль минимального защитного слоя бетона для арматуры производится неразрушающими методами при помощи специального магнитного оборудования.

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 ненапрягаемаяСхема 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

Выбор толщины слоя

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 момент напряжения осевой арматуры на бетон в каналах нужно соблюдать расстояние между ними, но оно не должно быть меньше 20 мм.

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.
Читайте также:  Обзор 5-ти лучших способов укрепления стенок дренажных канав

Какой расход арматуры для фундамента

Приобретая стройматериалы для монолитных оснований, рекомендуется сделать предварительный расчет, иначе одного элемента конструкции может не хватить, другого компонента будет в излишке. А металл — это дорогостоящий стройматериал, поэтому нужно точно знать его расход на 1 куб бетона.

Исходные данные

Сведения, которые нужны для расчетов:

  • тип бетонного пола (фундаментной конструкции);
  • тип почвы в регионе, где выполняются строительные работы;
  • ширина, высота ж/б основания;
  • масса конструкции;
  • класс, сечение металлических стержней.

Для оснований под легкие деревянные постройки или плитные фундаменты, обустраиваемые на плотных грунтах, применяются пруты из стали Ø 1 см. Бетонные основы под дома из кирпича (строительных блоков) армируются стальными стержнями диаметром 1,4-1,6 см. Средний шаг стержней — 20 см.

Методика расчета потребности арматуры

Пример выполнения расчета металла для армирования бетонных сооружений:

  • грунт на участке плотный, характеризуется высокими несущими показателями;
  • основание обустраивается под деревянный загородный дом.
Какой расход арматуры для фундамента

Расчет бетонных основ с арматурой для пучинистых и плывущих грунтов рекомендуется доверять опытным инженерам.

Для расчёта арматуры можно использовать специальные онлайн-калькуляторы, которые можно найти через поисковик.

Плитный фундамент

Согласно технологии строительства плитного фундамента армирующий каркас изготавливается из стальных стержней Ø 1 см с шагом 0,2 м.

Расчет прутьев для армопоясов:

  • параметры бетонной плиты — 6 х 6 м;
  • для такой площади понадобиться 31 стержень для поперечного расположения и 31 стержень для продольного размещения;
  • всего необходимо 62 металлических стержня длиной 6 м для обустройства одного армопояса;
  • каркас предусматривает 2 пояса армирования, поэтому для их обустройства нужно 124 стержня из металла;
  • необходимый металл в погонных метрах составляет — 124 шт. x 6 м = 744.

Армирующие пояса нужно соединить между собой такими же металлическими прутами, длина которых зависит от толщины металлической конструкции. Связка армопоясов делается во всех местах пересечения горизонтальных стержней. Соответственно количество вертикальных стержней составляет 31 х 31 = 961 шт.

Высота конструкции из стали зависит от толщины бетонной плиты. При этом каркас дополнительно покрывается бетонным слоем толщиной 5 см.

Расчет связующих стальных стержней для монолитной плиты толщиной 0,2 м:

  • количество связующих элементов — 961;
  • длина стержней = 0,2 — 0,1 = 0,1 м;
  • перевод в пог. м — 0,1 х 961 = 96,1.

Общий метраж арматуры для сооружения армирующего каркаса составит:

744 + 96,1 = 840,1

Объем бетона (м³) для монолита = 6 х 6 х 0,2 = 7,2.

Погонные метры (840 пог. м) металлических стержней, необходимых для изготовления конструкции, делятся на объемный показатель бетонной плиты (7,2 м³), получается расход арматуры, равный 116,7 м/м³.

Ленточный фундамент

Отличие ленточного основания от плитного в геометрии стального каркаса.

Количество арматуры для ленточного основания сильно зависит от шага между лентами армопояса.

Какой расход арматуры для фундамента

При армировании бетонной ленты армопояса выполняются чаще всего из двух горизонтальных металлических прутьев каждый. Связка армопоясов выполняется с шагом 0,5 м.

При вычислении погонных метров арматуры учитывается периметр фундаментного основания, в т. ч. под внутренними несущими стенами возводимого здания.

Перевод метров погонных в тонны

Стальные стержни чаще продаются по массе, а не метражу. Поэтому после расчета полученный метраж металла переводится в килограммы.

Чтобы осуществить перевод значений, надо знать удельный коэффициент прутьев из металла, который составляет:

  • для металлических изделий Ø 10 мм — 0,617;
  • для Ø 14 мм — 1,21.

При умножении удельного веса на значение в метрах получается масса стальных изделий в кг. Чтобы перевести значение в тонны, надо килограммы разделить на 1000.

Расчет количества арматуры

Существует несколько способов, как осуществить расчет арматуры на монолитную плиту, программа-калькулятор является наиболее простым и наглядным. Входные данные, которые вводятся в калькулятор расчета: длина и ширина плиты, шаг укладки армирующей сетки, количество слоев.

Как видим, чтобы узнать требуемое количество арматуры для плитного фундамента не требуются сложные вычисления, калькулятор учитывает ряд нюансов:

  • Учитывается необходимый просвет между краем бетонной плиты и торцами элементов армирующей конструкции;
  • Чтобы более точно рассчитать количество материала итоговый результат содержит 10-процентный запас;
  • Результат отображает не только общий погонный метраж, но и количество отдельных прутков (берется стандартная длина 11,7 м).

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.

Читайте также:  Выбираем кирпич для отделки цоколя дома – сравнение разных вариантов

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.

Показатели для определения размеров

Если защитный слой окажется слишком тонким, он будет скалываться, обнажая металл. Наносить избыточно толстый пласт нецелесообразно из экономических соображений.

Оптимальный размер определяют по совокупности нескольких показателей:

  • расчетные нагрузки на строительный элемент;
  • поперечное сечение и тип железобетонной конструкции: фундамент, свая, плита, балка;
  • внешняя среда, в которой предстоит работать ЖБ-изделию: внутри здания, снаружи, в земле или в обводненных условиях;
  • марка и габариты армирующих стержней, степень их напряженности;
  • назначение металлического каркаса — рабочий или конструктивный, расположение прутов — продольное, поперечное.

В технической документации на изготовление монолитных блоков и сооружений обязательно указывается мощность защитной поверхности с учетом каждого фактора. Применение арматуры Ø4-18 мм обусловливает устройство цементного ограждения 10-25 мм. Толщина t предохранительного слоя ≥10 мм, не должна быть меньше диаметра прутов. Если фракция щебня оказывается крупнее, за минимальный размер принимается габарит камня.

Фракция щебня

Основные показатели

При определении минимальной толщины защитного слоя бетона в зависимости от сферы использования выбирают:

  • для сборных типов оснований предпочтительно заливать слой 30 мм;
  • в сборном фундаменте при наличии бетонной подготовки – 35 мм;
  • при отсутствии бетонной подготовки – 70 мм;
  • нормативы СНиП сформировали правило выбора размера слоя для плит, панелей и стен на уровне 20 мм;
  • в области балок основания – 35 мм;
  • при строительстве колонн – 20 мм.

Нормы при строительстве указываются в СНИП 52 01 2003, в документе нормируются правила создания защитного слоя бетона для монолитных, бетонных, железобетонных, металлических и деревянных сооружений.

Лучшая защита каркаса – это сама бетонная заливка

Арматура ненапрягаемая

Основные показатели

Когда применяется защитный слой вместе с ненапрягаемым металлическим каркасом, следует принимать величину бетона не менее диаметра стержня арматуры. В случае с плитой в толщину 10 см принимается значение 1 см. Балки с высотой свыше 25 см обрабатывают цементным слоем 2 см. Для фундамента следует укладывать защиту 3 см. Если в растворе закладывается стальной каркас с сечением прута от 10 см, защитный пласт изготавливают 1,5 см.

Арматура напрягаемая

  • В железобетонных конструкциях с напрягаемой арматурой по оси в области передачи нагрузки наносится предохранительный пласт.
  • Его размер рассчитывается по формуле 2*х, где х – это диаметр металлического прута.
  • В отдельных случаях принимается значение в 3 раза превосходящее диаметр прута, но при условии, что сечение больше 20 мм.

Важно создавать расстояние между арматурами, напрягаемыми по оси, но до 2 см.

В конструкциях промышленного назначения

Для промышленных сооружений нормативы указывают отличительные параметры пласта в толщину:

  • 2 см – плиты, стены, создание бетонных фундаментов;
  • 2,5 см – колонны, балки, фермы;
  • 2 см – подземные конструкции.

Ограждающая постель бетонного раствора находится в зависимости от условий и параметровДля создания защитного пласта на торец палки арматуры укладывают бетон:

  • 1 см – для сооружений до 9 м;
  • 1,5 см – в 12 м зданиях;
  • 2 см применяется в железобетонных конструкциях с длиной свыше 20 м.
Основные показатели

При негативных условиях окружающей среды

Тип армирования для различных условий эксплуатации существенно отличается, как и величина предохранительного слоя:

  • с подготовкой основания из водно-цементной смеси – от 4 см;
  • при нахождении строения в земле или под землёй – 7,5 см;
  • для конструкций, соприкасающихся с землёй и имеющих арматурный каркас – 5 см;
  • для сооружений, эксплуатируемых на открытой местности – от 3 см;
  • во влажных помещениях из железобетона – 2,5 см.