Защитный слой бетона в фундаментах: выбор толщины и особенности работы

Задачи армирования

Наиболее востребованным типом фундамента в малоэтажном частном строительстве считается ленточный в различных вариантах исполнения.

Независимо от глубины заложения, монолитная лента, как правило, армируется. Это означает, что в опалубку устанавливается каркас из стальной арматуры. Его задача: компенсирование недостаточной пластичности бетона.

Арматурные пруты в фундаменте повышают его способность к сопротивлению при растяжении и изломе. Стальные стержни будут выполнять свои функции в ленте максимально долго, если сами будут защищены.

Коррозия и её последствия

Арматура, применяемая в устройстве фундаментов, должна соответствовать ГОСТам, учитывающим риск поражения металла коррозией. Но воздействие извне химическими соединениями часто непредсказуемо, опасность возникновения коррозии остаётся высокой.

В результате агрессивных воздействий могут образоваться очаги поражения металла, которые затем приведут к образованию пустот в бетоне, постепенному разрушению конструкции.

Варианты антикоррозийной обработки

Несмотря на наличие ряда способов антикоррозийной обработки металлов, для арматуры фундамента они неприемлемы. Например, способ горячего оцинкования не применяется потому, что защитное покрытие в процессе монтажа стержней в фундаменте легко повреждается, после чего не может выполнять свои функциональные задачи.

Кроме того, любой способ защиты арматуры с применением технологий нанесения на неё покрытий, — всегда дорог, значительно увеличивает стоимость фундамента.

Что влияет на толщину защитного слоя?

Прибор для определения толщины бетона до арматуры.

Защитный слой бетона для арматуры зависит от толщины пласта раствора. При тонком защитном слое металл больше подвергается проникновению влаги и порче, а в дальнейшем – разрушению всей постройки. Толстый защитный слой бетона значительно увеличивает затраты на строительство

Таким образом, важно правильно выявить нужное значение, на которое влияют такие факторы:

• Вид постройки. Это может быть основа для бассейна, фундамент, плита, балка.
• Предназначение арматуры в сооружении. Которое бывает конструктивное или рабочее, поперечное или продольное.
• Размер сечения арматуры.
• Нагрузка на арматуру. Она бывает напряженная и ненапряженная.
• Внешняя среда. Включает в себя: открытый воздух или помещение, контакт с поверхностью земли, повышенная влажность.

Таким образом, определяют требования к защитному пласту, который в свою очередь, должен:

• оберегать бетонную поверхность от возникновения коррозии;
• способствовать взаимосвязи бетона с металлом;
• ограничивать негативные вмешательства окружающей среды.

Требования согласно СНиП

СНиП предъявляет к продольному размещению арматуры конкретные требования:

1. Если плита перекрытия составляет сечение 10 см, толщина бетона должна равняться 10 мм, если показатель выше 10 см, цемент достигает не меньше 14 мм.
2. Если оборудуются ребра плит или балки с сечением 25 см, предполагается раствор толщиной 15 мм, 25 см и больше – 20 мм.
3. В стойки и колонны строители всегда закладывают толщину бетона 20 мм.
4. Подколонники, которые сооружают в мощных фундаментах, предусматривают 30 мм цемента.
5. Если формируется монолитный фундамент, требуется бетона 35 мм. Без бетонной подготовки достаточно заложить 70 мм цементного раствора.
6. Компоненты, состоящие из одного слоя материала, класс которого определяется до В7,5 без распределения фактурных слоев, требуют толщины цемента 20 мм.
7. Если есть функциональные части строительства, в них принято закладывать ячеистый вид бетона толщиной до 25 мм.
8. Если арматуру планируется зафиксировать в двухслойном компоненте в слое тяжелого по весу материала, раствор составляет 15 мм.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ: Какой марки бетон нужен для ленточного фундамента Для поперечной и распределительной арматуры правила СНиП в отношении бетона совсем другие:

• компоненты, сделанные из ячеистого бетона, состоят из 15 мм цемента;
• если ширина сечения арматуры 25 см, требуется 10 мм раствора, больше 25 см – 15 мм.

Данные, приведенные выше – минимально допустимая толщина, оптимальное значение на конкретном объекте строительства определяют, исходя из таких факторов:

• марка бетона, который планируется использовать при возведении фундамента и других составляющих постройки;
• ширина сечения арматуры.

Приведенные показатели – всего лишь ориентир, который недопустимо уменьшать.

Толщина защитных слоев

Конкретные значения толщины защитного слоя бетона устанавливаются нормативными документами — СНИП и созданными на их основе Сводами Правил. При этом обязательно учитываются особенности железобетонной конструкции, о которых было сказано выше.

Нормативы «разбросаны» по нескольким документам, поэтому попробует все же сделать некую «сублимацию», чтобы картина получилась максимально наглядной.

• Если обратиться к положениям СНиП 52 — 01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», пункт 7.3 «Требования к армированию», то в их подпунктах о защитном слое сказано, что толщина защитного слоя бетона должна быть не меньше диаметра арматурного прута, но при этом и не меньше 10 мм.
• Теперь – Свод Правил СП 50 — 101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». Здесь уже информация – более конкретная:

— Для продольной рабочей арматуры фундаментных балок (ленточных фундаментов) и сборных оснований толщина защитного слоя должна выдерживаться не менее 30 мм.

— Для монолитных фундаментов рекомендуется выполнять бетонную подготовку основания, толщиной 100 мм. Допускается трамбованное песчаное или щебенчатое заполнение с последующей заливкой стяжки. В обоих этих случаях толщина защитного слоя для продольной рабочей арматуры в области подошвы должна составлять не менее 35 мм.

— Если монолитный фундамент, по обоснованным соображениям, будет заливаться без упомянутой выше бетонной подготовки, только на песчано-щебеночную подушку, то защитный слой в области подошвы должен составить не менее 70 мм.

Следующий регламентирующий документ – Свод Правил СП 52 — 101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры». Он дает нам следующую информацию:

— Для железобетонных конструкций, расположенных в закрытых помещениях с нормальным или пониженным уровнем влажности, для рабочей арматуры достаточно толщины защитного слоя 20 мм.

— То же, но для помещений с повышенным уровнем влажности и без проведения в них специальных дополнительных защитных мероприятий, толщина защитного слоя возрастает до 25 мм.

— Для железобетонных конструкций, расположенных на открытом воздухе, без проведения дополнительных защитных мероприятий, потребуется слой в 30 мм.

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

При использовании сборных элементов толщина защитного слоя для них может быть уменьшена на 5 мм.

Для конструктивной арматуры показатели толщины защитного слоя также могут быть уменьшены на 5 мм по сравнению с нормативами для рабочих прутов. Но при этом все равно соблюдается жесткое правило, чтобы толщина слоя не стала меньше диаметра самой арматуры.

Еще один очень интересный документ. Если посетить форумы профессиональных строителей, то можно заметить массу положительных отзывов о справочном пособии «Проектирование железобетонных конструкций» под редакцией доктора технических наук А. Б. Голышева . Эта книга вышла еще в 1985 году в Киевском издательстве « Будiвельник », затем неоднократно переиздавалась. И, по мнению многих профессионалов — ничего лучше до сих пор для практических расчетов не предложено. Есть смысл ознакомиться и с рекомендациями этого справочного пособия:

— Толщина защитного слоя для сборных фундаментов и фундаментных балок, вне зависимости от сечения – 30 мм.

— Для монолитных фундаментов, устраиваемых на бетонной подготовке, или без нее , но на скальной грунте – 35 мм.

— Монолитные фундаменты без предварительного выполнения бетонной подготовки – 70 мм.

— Для поперечной, распределительной и конструктивной арматуры, если минимальный размер сечения (высота или ширина) конструкции менее 250 мм, толщина защитного слоя должна составлять не менее 10 мм. При размерах сечения более 250 мм этот параметр возрастает до 15 мм. Понятно, что им в этом случае действует единое правило – толщина не может быть меньше диаметра арматурного прута.

Этим же пособием рекомендуется толщина защитного слоя с торцевых сторон продольных и поперечных арматурных прутьев, проходящий по все длине или ширине железобетонной конструкции.

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

— Для монолитных элементов длиной до 6 метров, при диаметре арматуры до 40 мм – 15 мм.

— Для монолитных элементов длиной свыше 6 метров при диаметре арматурных прутов до 40 мм, а также для конструкций любой длины при диаметре прутов более 40 мм – 20 мм.

Наконец, стоит посмотреть еще и на СНиП — 87 «Несущие и ограждающие конструкции», в котором оговорены возможные отклонения от заданных параметров толщины защитного бетонного слоя :

Для чего нужен защитный слой

Установка в железобетонных изделиях армирующего каркаса вызвана свойствами используемых материалов. Бетон хорошо работает на сжатие, но не справляется с усилиями растяжения. Металлические стержни, наоборот, прекрасно воспринимают такие нагрузки. Поэтому только совместная работа всех элементов обеспечивает долгий срок службы и надежность подобных конструкций.

Схема монтажа фундамента

Если посмотреть, как смонтированы металлические элементы, готовые к заливке бетона, то видно, что они не прикасаются к стенкам опалубки. После формирования железобетонной конструкции между арматурой и ее краем остается небольшое количество застывшего раствора. Именно это в технической литературе называют защитным слоем бетона.

При формировании железобетонных конструкций очень важно защитить арматуру от негативного воздействия окружающей среды. Она отличается высокой прочностью и износостойкостью, но подвержена коррозии

Поэтому так важно предотвратить влияние влаги на металл, что можно сделать при помощи бетонной смеси.

Защитный слой арматуры определенной толщины выполняет много других важнейших функций:

• размещение арматурных стержней в определенном положении, где они эффективно выполняют поставленные функции;
• обеспечение равномерного распределения нагрузок на бетонную смесь и арматуру;
• защита металлических элементов от агрессивных химических веществ, негативных погодных явлений;
• повышения огнестойкости изготовленных конструкций;
• возможность более эффективной организации стыковки металлических стержней и анкеровки;
• лучшее сцепление арматуры с бетонной смесью, что обеспечивает их совместную работу при восприятии различных по типу и размеру нагрузок.

Схема элементов армирования

Можно ли обойтись без арматуры в фундаменте

Фундамент без арматуры оказывается совсем неуместным, если грунты на участке застройки обладают некоторой подвижностью. Ленточный фундамент без армирования может просто быть разорван при подвижках земли.

Можно ли не армировать ленточный фундамент?

Ленточный фундамент без арматуры

Для некоторых типов грунтов категорически нет. Есть наглядный пример, при котором человек решил построить основание на глине, в том районе, где большинство строятся на сваях. В результате его ленточное основание оказалось разорвано в нескольких местах уже на следующий сезон. Арматура в фундаменте не только укрепляет прочность, но и придает эластичности.

Ленточный фундамент без арматуры имеет сниженный срок эксплуатации в большинстве случаев.

Нужна ли арматура в ленточном фундаменте?

В большинстве ситуаций нужна. Безальтернативно. Экономия на арматуре тут неуместна. Причем оптимальным способом скрепления армированного каркаса является вязка. С помощью специальной вязочной проволоки можно быстро создать качественный и прочный каркас. Если соединения скреплять с помощью сварки, то нарушается структура прута. Фундамент без армирования в процессе обязательной усадки, которая длится около 5 лет, с высокой вероятностью трескается. Поэтому экономия на материале каркаса недопустима.

Можно ли залить фундамент без арматуры?

Технически это вполне возможно и многократно производится. Но следует точно понимать, как работает армирование в основании здания или сооружения. Оно не позволяет касательным силам, которые развиваются во время морозного пучения, повредить целостность основания.

Значит, что фундамент может не иметь каркаса только при отсутствии подвижек грунта. В противном случае он обязателен.

Готовим котлован

Основные стадии работ по подготовке грунта для установки бетонной фундаментной основы включают:

• обустройство и разметку котлована, с учетом будущей толщины слоя песчано-гравийной смеси и бетона;
• планировку и подчистку дна выемки;
• уплотнение рыхлой почвы с использованием вибрационных плит;

Вне зависимости от типа грунта, на первом этапе работ по выполнению подготовки из тощего бетона под фундамент следует выровнять дно выемки

• дополнительное увлажнение или осушение грунта в зависимости от результатов работ по уплотнению;
• подсыпку песочно-щебеночной фракции толщиной 10 см, необходимой для дренажа;
• трамбование массива;
• нанесение гидроизоляционного слоя из пленки или полотен рубероида;
• сборку опалубки высотой не более 30 см для бетонирования.

Только после этого приступают к выполнению работ по бетонированию. Таковы основные стадии, предусмотренные стандартами, из которых состоит бетонная подготовка под фундамент.

Расчет количества

Перед тем, как приобрести необходимый строительный материал, соответствующий СНиП по армированию фундамента, следует уточнить его потребное количество. Это означает, что необходимо заблаговременно составить схему армирования ленточного фундамента, выполнить расчеты, соответствующие конкретному зданию.

Под возведение небольших объектов используют следующую каркасную конфигурацию:

• устраивают пояс сверху и снизу;
• количество прутьев в каждом ряду – три – четыре штуки;
• интервал укладки стержней – около десяти сантиметров. Здесь необходимо учесть, что промежуток от арматуры до фундаментного края должен быть от пяти сантиметров;
• соединение двух поясов выполняется хомутами для армирования или арматурными отрезками, установка которых выполняется с шагом в пять – тридцать сантиметров (зависит от участка, подлежащего армированию).

Для наглядности разберем еще один пример армирования. Предположим, необходимо возвести просторный каркасный либо деревянный дом, площадь которого составляет полторы сотни квадратных метров, а периметр наружных стен равен пятидесяти. Взяв эти данные, проведем необходимые расчеты:

планируется устроить два армопояса по три прута в каждом. Получается. Что шесть элементов следует умножить на дину периметра, получится триста метров. Это и будет основная потребность в арматуре. Остается учесть количество перемычек, установку которых выполним через каждые тридцать сантиметров. Делим длину стен на шаг для перемычек и получаем необходимое их количество. Длина таких элементов для нашего основания стандартна:

• по вертикали – 30 см;
• о горизонтали – 60 см.

Перемножив каждое значение на требуемое количество, получим общую потребность металла для армировки фундамента. Опытные специалисты рекомендуют к найденному значению добавить от десяти до пятнадцати процентов – придется выполнять армирование углов ленточного фундамента, стыковать прутья.

Кстати, для удобства выполнения расчетов на строительных сайтах имеются специальные калькуляторы.

Минимальные и максимальные показатели защитного слоя

При вычислении толщины защитного слоя бетона для арматуры следует руководствоваться вышеуказанным сводами правил (СНиПами) и прочими нормативными документами, разработанными на их основе.

Так, согласно СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции», минимальный защитный слой бетона для арматуры – 10 мм, но не менее диаметра прута.

СП 50—101-2004 предоставляет уже более конкретную информацию.

Продольная арматура:

• 30 мм – толщина защитного слоя для ленточных фундаментов и сборного типа;
• 35 мм – для монолитных фундаментов с дополнительной бетонной подготовкой;
• 70 мм – защитный слой бетона для арматуры в фундаменте без подготовки.

Поперечная арматура:

• 10 мм – стенки и плиты толщиной менее 100 мм.
• 15 мм – бетонные конструкции с сечением менее 250 мм и стенке более 100 мм.
• 20 мм – бетонные конструкции с сечением менее 250 мм.

Следующий регламент СП 52-101-2003 указывает на еще более конкретные ситуации:

• 20 мм – железобетонные конструкции, располагающиеся в закрытых помещениях (нормальный/пониженный уровень влажности);
• 25 мм – конструкции, располагающиеся в закрытых помещениях (повышенный уровень влажности);
• 30 мм – конструкции, располагающиеся в открытом пространстве;
• 40 мм – конструкции, располагающиеся в грунте.

Следующий интересный документ, который тем не менее, не является нормативным, справочное пособие под редакцией А.Б. Голышева «Проектирование железобетонных конструкций». Многие профессиональные строители утверждают, что наиболее ценные практические расчеты представлены именно здесь. В книге приводится следующие утверждения:

• 30 мм – толщина защитного слоя для сборных и балочных фундаментов;
• 35 мм – монолитные фундаменты на бетонной подготовке или на скальном грунте;
• 70 мм – монолитные фундаменты без предварительной подготовки.

Это пособие также регламентирует защитный слой арматуры с торцевых сторон поперечных и продольных прутьев, которые проходят по всей длине/ширине конструкции:

• 10 мм – сборные элементы длиной до 9 м;
• 15 мм – монолитные элементы длиной до 6 м при диаметре арматуры до 40 мм;
• 20 мм – монолитные элементы длиной от 6 м при любом диаметре арматуры.

Стоит отметить, что максимальный защитный слой бетона для арматуры не регламентируется ни в одном документе.

Для вашего удобства, чуть ниже мы собрали все цифры в единую таблицу.

Фиксатор защитного слоя бетона арматуры

Крепеж необходим в процессе возведения монолитного дома или железобетонных элементов любого предназначения. С его помощью создают расстояние, которое будет заливаться слоем защиты. Располагается зазор между каркасом и опалубкой. Он позволяет создать условия для заливки бетона корректной толщины.

Параметры изделия:

• предельная простота армирования бетона и выполнения последующего контроля за слоем защиты;
• предотвращает формирование дефектов на подготовленной поверхности, которые проявляются из-за соприкосновения металла с опалубкой;
• снижение стоимости работ, уменьшение сроков сдачи здания в эксплуатацию;

Пластиковые фиксаторы

• фиксаторы типа «звезда» применяются для заливания вертикальных плоскостей (колонны, стены) с диаметром от 4 до 20 мм;
• «стульчик» и треугольные формы используются для формирования горизонтальных плоскостей (пол, фундамент);
• круглые крепежи применимы для создания как горизонтальных, так и вертикальных сооружений.

В ассортименте присутствуют и другие формы изделий универсального предназначения.
Если в ходе эксплуатации появились повреждения, рекомендуется изначально удалять материал с неплотной фиксацией с помощью электроинструмента с алмазными насадками.

Что такое защитный слой бетона и зачем он нужен?

Защитный слой бетона укладывается независимо от необходимых прочностных качеств фундамента. Толщина покрытия строго регламентируется в строительных нормативах, но определяющее значение имеет технология формирования слоя, нагрузка и сфера эксплуатации. При правильном нанесении покрытие предотвращает коррозию и разрушение арматурного каркаса.

Защитный слой бетона для арматуры – что это?

Защитный слой бетона – это прослойка цементного раствора определённой величины. Располагается между внешними поверхностями конструкции из бетона и металла. Применение этой технологии обеспечивает долголетнюю эксплуатацию без регулярных ремонтных работ. Используется по отношению к большинству бетонных конструкций: фундаменту, стене, основанию под брусчатку, стяжку и т. п.

Защитный слой арматуры в бетоне – это слой бетонной смеси от поверхности до начала арматурных частей

Минимальный защитный слой

Минимальная толщина защитного слоя бетона зависит от типа строения:

• конструкции, которые планируется применять в помещениях с нормальной влажностью – 20 мм;
• внутренние сооружения, применяемые в условиях высокой влажности – 25 мм;
• на открытом воздухе без дополнительной защиты – 30 мм;
• контакт с грунтом без вспомогательных защитных покрытий – 40 мм;
• фундамент с подготовкой – 40 мм;
• бетон в постоянном контакте с почвой – 76 мм.

Главное – соблюдать условие, чтобы защитный слой бетона для укрепляющего каркаса никогда не был меньше, чем диаметр арматурных прутков

В документации отсутствует понятие максимальный защитный слой бетона, можно устраивать любую величину покрытия, но этого делать не рекомендуется в силу низкой эффективности и высокой стоимости.

В СНиП присутствует несколько примечаний:

• все значения уменьшаются на 5 мм, если рассматривается строение из сборных элементов;
• если планируется устройство однослойной конструкции с использованием лёгкого и поризованного рекомендуемая толщина слоя составляет от 20 мм, в отношении ячеистого бетона – 25 мм;
• для формирования слоя на наружных панелях без покрытий – от 25 мм;
• для сооружений с конструктивной арматурой все величины пласта снижают на 5 мм;
• независимо от остальных правил минимальная толщина составляет 10 мм или не меньше 1 диаметра стержня.
• Дополнительные рекомендации

В ходе использования постройки есть риск разрушения поверхностной прослойки.

Причины для разрушения:

• высокие нагрузки на постройку, которые изначально не были предусмотрены;
• на территории использовалась спецтехника;
• был возведён ещё один этаж;
• негативное влияние природных условий;
• игнорирование правил возведения всегда приводит к быстрому нарушению целостности конструкции или ремонтных работам.

Восстановление бетона выполняется несложно, но увеличивает смету строительства.

От укрепляющего каркаса зависит нерушимость бетонных строений, поэтому важно соблюдать правила и рекомендации по его укладке

Ремонт подразумевает:

• устранение появившихся трещин;
• увеличение прочности каркаса;
• реставрация участков после обвалов или крошения, в качестве ремонтной смеси используется цементно-песчаная смесь в пропорции 1 к 3;
• усиление конструкции посредством поперечных элементов.

Если повреждения систематические и уже подвергались многократному ремонту, процедура реконструкции утрачивает актуальность. Лучший способ с точки зрения прочности и целостности – полная реставрация с восстановлением, усилением или дублированием металлического каркаса.

Фиксатор защитного слоя бетона арматуры

Крепеж необходим в процессе возведения монолитного дома или железобетонных элементов любого предназначения. С его помощью создают расстояние, которое будет заливаться слоем защиты. Располагается зазор между каркасом и опалубкой. Он позволяет создать условия для заливки бетона корректной толщины.

Параметры изделия:

• предельная простота армирования бетона и выполнения последующего контроля за слоем защиты;
• предотвращает формирование дефектов на подготовленной поверхности, которые проявляются из-за соприкосновения металла с опалубкой;
• снижение стоимости работ, уменьшение сроков сдачи здания в эксплуатацию;

Пластиковые фиксаторы

• фиксаторы типа «звезда» применяются для заливания вертикальных плоскостей (колонны, стены) с диаметром от 4 до 20 мм;
• «стульчик» и треугольные формы используются для формирования горизонтальных плоскостей (пол, фундамент);
• круглые крепежи применимы для создания как горизонтальных, так и вертикальных сооружений.