Защитные слои арматуры сп: Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте

Содержание

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте

Толщина защитного слоя бетона фундамента для арматуры. Книга «Малозаглубленный ленточный фундамент» Страница 32

страница 32

Толщина бетонного защитного слоя арматуры
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

Нормативный документ

Продольная рабочая арматура фундаментных балок и сборных фундаментов

Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004

Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов при наличии бетонной подготовки

Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004

Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов при отсутствии бетонной подготовки

Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004

В закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности

Таблица 8.1 СП 52-101-2003

В закрытых помещениях при повышенной влажности (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий)

Таблица 8.1 СП 52-101-2003

На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий)

Таблица 8.1 СП 52-101-2003

В грунте (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий), в фундаментах при наличии бетонной подготовки

Таблица 8.1 СП 52-101-2003

Арматура в бетоне, постоянно контактирующем с землей

Пункт 7.7.1 ACI 318-08

Арматура d18-d40 в бетоне, подверженному воздействию земли и погодных факторов

Пункт 7.7.1 ACI 318-08

Арматура d10-d18 в бетоне, подверженному воздействию земли и погодных факторов

Пункт 7.7.1 ACI 318-08

Арматура в бетоне, не подверженному воздействию земли и погодных факторов

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. Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры уменьшают на 5 мм. Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.


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. Нижний защитный слой можно установить, закладывая под нижние стержни арматуры заранее изготовленные бетонные прокладки (сухари) размером 100×100 мм и толщиной, равной требуемой толщине защитного слоя. Применение прокладок из обрезков арматуры, деревянных брусков и щебня запрещается. Также для задания толщины защитного можно использовать пластиковые фиксаторы — спейсеры требуемого стандартного размера. Фиксаторы для арматуры выпускаются в размерах от 15 до 50 мм с шагом размера 5 мм.

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].

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте

При монтаже несущих конструкций с использованием процесса армирования возникает вопрос о защите арматурных прутьев от воздействия окружающих факторов. И в первую очередь интересует, какой должна быть толщина защитного слоя бетона, который выполняет защитную функцию для арматуры в фундаменте. Именно благодаря ему металлические прутья в фундаменте будет надёжно закрыты от разного рода воздействий.

Что же представляет собой такая защита? Это высота смеси, рассчитываемая от верхней точки фундамента до начала металлических прутьев. В первую очередь он необходим для создания единой конструкции, которая позволяет обеспечить прочность основания. Также наличие бетона нужной высоты позволяет защитить целостность арматурной конструкции на долгое время.

Основные факторы

Необходимо правильно вычислить высоту защищающего слоя. Это очень важное условие для сохранения всех металлических конструкций фундамента от коррозии и других воздействий. Если данная величина будет рассчитана неверно, то это может повлечь за собой негативные последствия. Например, если она будет слишком тонкая, то возможно проникновение разрушающих факторов вглубь конструкции и целостность арматуры может нарушиться.

Если, наоборот, будет толще нормативных показателей, то это может существенно ударить по карману. Итак, высота защищающего слоя зависит от таких нюансов:

  • Какую роль выполняют арматурные прутья: рабочую, продольную или поперечную.
  • Как нагружена арматура: напряжённая или нет.
  • Виды несущей конструкции: опоры, плитный фундамент, ленточный фундамент и т.д.
  • Какая высота армирующего пояса и какое диаметральное сечение используемых металлических прутьев.
  • В каких условиях используется: на открытом воздухе, в помещении, при контакте с грунтами, при каком уровне влажности.

Выбор оптимальной толщины

Все конкретные данные о защитном слое бетона представлены в нормативных документах. Эти нормы являются оптимальными для защиты металлических конструкций в различной бетонной продукции. Рассмотрим те, которые чаще всего встречаются при выполнении такого рода работ.

  • В случае, когда арматура размещается продольно и является ненапрягаемой или же натяжной, то защитный слой должен быть по величине равный или чуть больше диаметрального сечения стержня.
  • Если речь идёт о фундаментных балках или фундаментах сборного типа, то толщина слоя бетона составляет 3 см.
  • В монолитных основаниях с присутствием бетонной подготовки – 3,5 см. В тех же монолитных основаниях, но с отсутствием бетонных подготовок – слой 7 см.
  • Если бетонная подготовка не используется или же основание монтируется на каменистом грунте, то защита уменьшается до 4 см.

Предоставим таблицу оптимальных значений данных величин.

Приведём некоторые данные по требованиям ACI 318-05: В принципе почти во всех случаях защищающий слой из бетона должен соответствовать диаметру арматуры, которая используются. Если же защищающий бетон превышает 5 см, то необходимо укреплять его с помощью конструктивной металлической сетки.

  • Защита на внешней стороне фундамента для арматуры с диаметральным сечением 20 мм составляет от 2,5 см до 4 см. Если диаметральное сечение более 20 мм, то размеры слоя защиты увеличивают до 5 см.
  • Бетонный слой для арматуры с диаметром до 40 мм со стороны, которая не подвергается воздействию внешних факторов, составляет 2 см.

Для того, чтобы зафиксировать требуемую величину бетонной защиты, используют специальные приспособления. Особенно они востребованы для установления нижних и боковых частей армирующего пояса. Их устанавливают на основании углубления фундамента и по бокам таким образом, чтобы они упирались об опалубку и зажимали армирующую конструкцию. Эти устройства не должны изготавливаться с помощью обрезков арматуры или с применением деревянных брусочков. Лучше всего приобрести уже готовые пластиковые фиксаторы.

Посмотрите видео, как правильно залить арматуру необходимым слоем цемента.

Показатели для поперечной арматуры

Для металлических прутьев, которые выполняют функцию поперечных соединений, величина слоя защищающего бетона, зависит от размеров разреза конструкции. Если его значение не превышает 25 см, то толщина защиты 1 см. Если же сечение более 25 см, то величина составляет– 1,5 см. Приведём некоторые данные максимально допустимых отклонений для защитного бетонного слоя:

В случае усиления бетонных конструкций, размер защиты из бетона должен составлять не меньше двух, а то и трёх значений диаметрального сечения арматурных стержней. Если выполняются работы с присутствием элементов, которые содержат продольный нагрузочный каркас, и он располагается в специализированных каналах с натягиванием на бетон, то толщина его должна составлять никак не меньше 40 мм и обязательно учитывается значение диаметрального сечения самого канала.

Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее о заливке поперечной арматуры.

Если нагрузочные элементы размещают со стороны влияния на них природных условий, то значение размера защиты из бетона составляет не менее 2 см. Устанавливаемые каркасы армирующих сеток или арматурных стержней располагаются на определённом расстоянии от концов элемента. Его самое меньшее допустимое значение таково:

Требования к напрягаемым элементам

  • Для балок длиной до 9 м, стеновых панелей с пролётом до 18 м, сборных плит – 10 мм.
  • Для сборных колон длиной более 18 м – 15 мм.
  • Для сборных участков длиной более 18 м – 10 мм.
  • Для монолитного фундамента, длина которого не более 6 м, а диаметр прутьев не больше 40 мм – 20 мм.
  • Для монолитных сооружений любой длины, с диаметром стержней более 4 см – 20 мм.

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте: выясняем необходимую толщину защитного слоя бетона

Фундамент – основа любого здания, от которой зависит прочность и долговечность всего строения в целом. То есть значение этого «нулевого цикла» строительства – сложно переоценить: всё должно быть выполнено на основании расчетов и со строгим соблюдением всех установленных правил.

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте

Самым, пожалуй, универсальным, и оттого – наиболее популярным у частных застройщиков является ленточный фундамент. Довольно широко в последнее время применяется и плитная разновидность. Органичное сочетание монолитного бетона и правильно смонтированного армирующего каркаса обеспечивает надежность основы для дальнейшего строительства. Но арматурные пруты, придающие необходимую пространственную жёсткость железобетонной конструкции, сами нуждаются в определенной защите. Это налагает дополнительные требования к формированию каркаса. А если точнее – должен обязательно выдерживаться защитный слой бетона для арматуры в фундаменте.

Это вовсе не мелочь, как могут подумать некоторые начинающие строители. И толщина этого слоя тоже подчиняется определенным правилам, о которых как раз и пойдет речь в настоящей публикации.

Для чего необходим бетонный защитный слой

Если посмотреть на чертежи или фотографии правильно смонтированных армирующих каркасов будущих железобетонных конструкций , подготовленных к заливке раствора, то можно сразу заметить, что арматурные пруты никогда не касаются стенок опалубки. Таким образом, после заполнения бетоном и его созревания между металлическими деталями и краем конструкции всегда получается прослойка определенной толщины. Именно она в технической документации и в практике строительства и называется «защитным слоем».

Армирующий каркас компенсирует недостаток бетона – низкую прочность при нагрузках на растяжение или излом. То есть надёжность конструкции в равной мере зависит и от качества бетонирования, и от правильности ее армирования.

Сами по себе арматурные пруты, изготовленные в соответствии с ГОСТ, обладают необходимым запасом прочности и рассчитаны на длительную эксплуатацию. Однако, сталь неустойчива к воздействию на нее химических соединений и влаги – от коррозии избавиться полностью не удается . Ну а если делать каркас из металла, не подвергающегося коррозии, то такое строительство становится чрезвычайно дорогим – нерентабельным.

Цены на арматуру

Для максимально возможного снижения негативного влияния на металл используются способы антикоррозийной обработки арматурного прута — оцинкованием и оксидированием. Но и подобный подход тоже дешевым не назовешь , да и не дает он абсолютной застрахованности от возникновения коррозийных процессов. Это связано с тем, что защитная пленка не обладает слишком высокой прочностью, так как ее толщина составляет всего несколько микрон. Поэтому неаккуратная транспортировка или сварка легко нарушают целостность покрытия. Теряется защита и на торцах в местах реза прутов.

Заполнение опалубки бетонным раствором: острые края заполнителя – щебенки также способны повредить тонкое антикоррозионное покрытие арматуры

Еще одной опасностью для защитного слоя на арматуре являются наполнители бетонного раствора, представляющие собой щебень или гравий. При заполнении опалубки с установленным в ней арматурным каркасом грубым бетонным раствором , острые края камня легко повреждают гальванический или цинковый слой.

А так ли опасна коррозия арматурного каркаса? Может, особой беды в этом и нет?

Увы, но опасность действительно велика. И дело даже не столько в том, что сами пруты теряют свои прочностные характеристики – чтобы такая потеря стала ощутимой, потребуется немало времени (хотя и этот аспект нельзя сбрасывать со счетов).

Но очаги коррозии внутри железобетонной конструкции неизбежно ведут к появлению внутренних пустот. Сначала, вроде бы, небольших, но довольно быстро расширяющихся, превращающихся в трещины, которые под действием влаги и отрицательных температур приводят к эрозии, разрушению, осыпанию бетона. А вот это уже – беда серьезная , требующая принятия срочных мер.

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

Поэтому арматурный каркас, находящийся внутри бетонного монолита, необходимо в максимальной степени отгородить от проникновения к нему влаги в любом виде. Необходим барьер от агрессивного воздействия различных химических растворов, образующихся вследствие ставшего уже обыденным явлением техногенного загрязнения воздуха и грунта. Кстати, немалую роль в нейтрализации процессов химической коррозии играет щелочная среда, присущая бетону.

Вот в роли такой преграды и выступает прослойка, называемая «защитный бетонный слой». Но этим ее функции не ограничиваются. По сути, правильно созданная прослойка обеспечивает стабильную комплексную «работу» стального прута и бетона.

Цены на цемент

Итак, защитный бетонный слой выполняет следующие функции:

  • Обеспечивает требуемое позиционирование арматурного каркаса внутри бетонного массива.
  • Способствует равномерному распределению нагрузки на арматуру и основную массу бетона.
  • Защищает металл от влаги, химических реагентов, иных негативных внешних воздействий, возникающих при сезонных изменениях погодных условий.
  • Создаёт возможность качественной анкеровки (закрепления) арматуры в бетоне для обустройства стыковки арматурных каркасов соседних ж/ б-конструкций или переходов на другой уровень.
  • Значительно повышает огнестойкость железобетонной конструкции.
  • Служит надежным основанием для последующего монтажа дополнительной защиты ( гидро — и термоизоляции), на надземных участках фундамента – цокольной отделки.

Толщина этого защитного слоя берется «не с потока». Если она будет меньше установленной нормативами, то металл все равно начнет постепенно разрушаться коррозией. В то же время выдерживать ее чрезмерно большой (не нарушая при этом расчетных размерных параметров арматурного каркаса) – возрастут общие затраты на строительные материалы. Поэтому , необходимо выбрать единственно верный вариант этого параметра, который, как говорилось выше, нормируется СНиП.

Зависит толщина защитного слоя от следующих моментов:

  • Диаметр и тип арматурного прута. Чем больше размер прута в сечении, тем толще должен быть защитный слой
  • Сила и характер механической нагрузки на фундамент.
  • Условия окружающей среды, в которые будет эксплуатироваться конструкция. Например, если фундамент устанавливается на влажных почвах, необходима надежная гидроизоляция конструкции. И в этом случае толщина защитного бетонного слоя должна быть максимально допустимой. Более подробная информация, касающаяся воздействия на железобетонную конструкцию внешних агрессивных сред, находится в СНиП 2.03.11 — 85 «Защита строительных конструкций от коррозии» в пунктах 2.18.- 2.29. и таблицах № 9 — 11.

Позаботьтесь о фундаменте – он требует утепления и гидроизоляции!

К сожалению, очень многие неопытные строители игнорируют вопросы дополнительной защиты основания дома от воздействия влаги и отрицательных температур. Чтобы обеспечить максимальную долговечность здания и комфортность проживания в нем необходимо провести комплекс работ по гидроизоляции фундамента тем или иным способом, а затем выполнить и утепление фундамента . Обо всем этом – в специальных публикациях нашего портала.

  • Тип строения или отдельно расположенного железобетонного изделия. Размеры слоя для каждого из типов нормируются специальными документами.
  • Технические эксплуатационные условия. В арматурном пруте, используемом в конструкциях с большой нагрузкой, возникает большее напряжение, чем в тех, которые имеют незначительную нагрузку. Стало быть, и защита для него должна быть более полноценной.

Расположение арматуры с разной нагрузкой в типовом каркасе ленточного фундамента

  • Функциональная нагрузка на металлические изделия. Арматура в каркасе может быть конструктивной, распределительной или же рабочей. Каждый тип прута монтируется в каркас соответственно рекомендациям, данным в нормативных документах по возведению и обустройству железобетонных и бетонных конструкций.

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 3.03.01 — 87 «Несущие и ограждающие конструкции», в котором оговорены возможные отклонения от заданных параметров толщины защитного бетонного слоя :

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте — рекомендуемая толщина раствора

Под данным понятием подразумевается слой бетонной массы, толщиной своей соответствующий промежутку от края армокаркаса до монолитного края. Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте определен нормативной документацией и предназначен для обеспечения надежной защищенности стальных элементов от образования коррозии в ситуациях, когда края получают повреждения механического характера.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Заключение

Бетонная масса для металлической арматуры – немаловажная особенность фундаментного основания или иной конструкции. Пласт растворной массы, защищающий металл, имеет огромное значение для продолжительного эксплуатационного периода. Правильно подготовленная защита понизит расходы на ремонтные работы, улучшит эксплуатационные показатели сооружений.

Защитный слой бетона для арматуры

Коровин Сергей Дмитриевич

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

Защитным в железобетонных строительных элементах называют слой бетона, толщина которого равна расстоянию от края армирующего каркаса до поверхности монолита. Его минимальная величина определяется нормативными документами и должна обеспечить надежную защиту металла от коррозии в случае возможного механического повреждения края.

Неправильно уложенная сетка или арматурный каркас влекут за собой уменьшение толщины защиты и активное воздействие химической и электрохимической коррозии. В самых сложных случаях наличие оголенной стальной арматуры может повлечь за собой нарушение целостности ЖБК и их последующее разрушение.

Точное соблюдение технологии монтажа армирующих элементов позволяет:

  • обеспечить надежное закрепление стальных прутов в теле бетона;
  • равномерно распределять принимаемые нагрузки по всей конструкции монолита;
  • защитить металл от неблагоприятных внешних факторов.

Поэтому правильная установка арматуры является одним из важнейших вопросов при изготовлении железобетонных изделий и заливки монолитов на стройплощадке.

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.

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.

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 II-А.5-73.

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

Применение готовых фиксирующих деталей

Для быстрого и точного монтажа арматуры внутри опалубки изготовители строительных материалов выпускают недорогие пластиковые фиксаторы. Можно увидеть несколько видов таких изделий. Но, по сути, их только два – вертикальные стойки (опоры, «стульчики») и круглые («звездочки»). Все остальные модели — производные от этих двух типов.

Вертикальные стойки используют для установки арматурной сетки или пространственной конструкции в приподнятом над опорой положении. Их высота и опорная выемка могут быть различны в зависимости от диаметра арматуры и проектной высоты установки.

Круглые «звездочки» одеваются с помощью особой защелки-замка на верхние горизонтальные ряды и вертикальные. Расчетный радиус не дает прутам приблизиться к опалубке и обеспечивает необходимую толщину защитного слоя. Выпускаются с различным наружным и внутренним диаметром.

Применение пластиковых фиксаторов для монтажа стальной арматуры позволяет:

  • обеспечить высокую точность толщины защитного слоя;
  • сократить сроки выполнения работ при обеспечении высокого качества конструкций;
  • уменьшить расходы на изготовление железобетонных элементов зданий и сооружений.

Определяющим фактором для использования является простая конструкция фиксаторов и их невысокая стоимость.

Ремонт при образовании повреждений

В ходе эксплуатации железобетонных элементов на их поверхности могут появиться трещины, сколы и другие дефекты, нарушающие целостность защитного слоя. Причинами таких образований могут служить:

  • нагрузки на конструкции, превышающие расчетную величину;
  • непродуманное применение специальной строительной техники;
  • возведение дополнительных этажей без изменения конструкции фундамента;
  • давление пучинистых и подвижных грунтов.

Нарушение правил и технологий строительства почти всегда приводит к повреждениям. Восстановление целостности защиты возможно, но потребует дополнительных затрат.

Полный комплекс ремонтных работ должен включать:

  • усиление бетонной конструкции;
  • установку дополнительных поперечных элементов;
  • заделку всех имеющихся трещин;
  • реставрацию оббитых и раскрошившихся участков.

Работы производятся с использованием бетонных смесей и цементного раствора высоких марок. Для усиления устанавливается опалубка и доливается армируемый бетон С предварительной забивкой стальных анкеров в старую конструкцию.

Восстановление не должно производиться более чем 2-3 раза. В этих случаях требуется не ремонт отдельных элементов, а полная реставрация здания.

Краткие выводы

Наличие защитного бетонного слоя в ЖБК — важный технологический момент, который обеспечивает долговечность конструкции и ее целостность. Это особенно важно при возведении ленточных и плитных фундаментов. Обеспечить необходимую защиту не сложно, но обязательно нужно выдерживать необходимую толщину. Для этого требуется просто соблюдать нормативные требования и учитывать условия эксплуатации.

Защитный слой бетона для арматуры по СП 63.13330

Для предотвращения коррозии арматуры в железобетонных изделиях предусмотрен такой не хитрый способ как защитный слой.  Данный способ применяется в не зависимости от того как формируется изделие монолитное либо заводского изготовления. Его толщина четко прописана в нормативных документах, либо рабочих чертежах на изделие. Если все выполнено правильно, то процесс развития коррозии и разрушения арматуры будет отложен в более долгосрочный период.

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.

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.

Что влияет на толщину защитного слоя

От чего зависима величина защитного слоя бетона, предназначенного для арматуры, непосредственно зависимо от толщины укладываемой смеси. При обустройстве тонкого покрытия исполнение каркаса может сопутствовать отрицательному воздействию влаги, а также влиянию погоды и образованию коррозии. Если пласт будет очень тонким, то это может повлиять на прочность. Получается, что такая экономия не даст положительного результата. Защитный слой бетона должен соответствовать СП и иным документам.

Три основных требования, к защитному покрытию для бетона:

  1. Эффективное предотвращение от воздействия воды и образования коррозии металлической конструкции.
  2. Обеспечение взаимодействия арматуры в бетоне со смесью.
  3. Устойчивость конструкции и надежность при эксплуатации.

На основании информации, приведенной выше, можно сделать вывод, что защита строительных конструкций является обязательной.

Выбор толщины слоя

Величина защитного слоя бетона непосредственно зависима от регламентных условий, устанавливаемых СП (в частности приведены требования в СП 63.13330.2018 пункт 10.3), ГОСТами, СНИП и иными документами. Какого размера предохранительный пласт, указывается в нормативах. Для определения этого показателя нужно знать параметры сечения металлического прутка, и  при каких условиях будет функционировать сооружение. В этих целях используется измеритель защитного слоя бетона приборы ИПА -МГ4.

Толщина выбирается с учетом следующих условий:

  1. Если требуется защитить рабочую часть арматуры (это продольные стержни), то согласно нормам, необходимо принимать толщину смеси на 5 мм менее, чем диаметр стержня, но при использовании материала с гранулами небольшой фракции.
  2. При диаметре прутка от 4 до 18 мм, величина защитного слоя бетона установлена от 10 до 25 мм.
  3. Чтобы правильно закрепить арматуру используется специальный крепеж, именуемый «стульчиком». В состав смеси входят добавки, которые оказывают положительное влияние на устойчивость к воздействию температурных показателей. При этом выбранное средство не деформируется, на нем не образовываются трещины, и оно не рассыпается при отрицательных температурах.

С помощью последнего условия в здании, исполненном монолитным, обуславливается выравнивание каркаса, чтобы  смесь была равномерно распределена. Защитный слой у арматуры в бетоне при некоторых обстоятельствах нужно создавать от 30 до 50 мм. Если пласт получается толстым, то конструкцию выбирают маленького размера. В продаже реализуется стульчик с шагом в 5 мм.

Толщина защитного слоя бетона для арматуры измеряется методами электромагнитных и магнитных, ионизирующих излучений либо просвечиваниями с оголением арматуры. Для этого пробиваются специальные гнезда в определенных местах. Методы воздействия радиации применяются в целях обеспечения контроля качества. С помощью рентгеновских приборов выполняется просвечивание. Измеритель защитного слоя бетона модели ИПА -МГ 4. Измеритель защитного слоя бетона работает от магнитных полей.

Минимальный защитный слой

Если необходима минимальная толщина защитного слоя бетона, то необходимо принять к сведению:

  1. При сборном основании рекомендуемый для заливки смеси — 30 мм.
  2. В сборной конструкции, если предусмотрена бетонная подготовка максимальный защитный слой бетона для арматуры — 35 мм.
  3. Если подготовка, выполненная из основного материала на, не предусмотрена, то показатель толщины устанавливается 70 мм.
  4. Для стен, плит покрытия и перекрытия регламентировано значение — 20 мм.
  5. На основании балок — 35 мм.
  6. Для железобетонных колонн — 20 мм.

СНИПом регламентируется создание защитного слоя бетона для металлической арматуры не только для изделий из этого материала, но и для сооружений из дерева или металла.

Минимальный защитный слой бетона для арматуры от условий эксплуатации и назначения строения:

  1. Если установлен нормальный показатель влажности, то толщина показателя — 20 мм.
  2. При высокой влажности внутри сооружения — 25 мм.
  3. При отсутствии дополнительных защит на открытом пространстве — 30 мм.
  4. Без дополнительных устройств и контакте с землей — 40 мм.
  5. На фундаменте, выполненном с предварительной подготовкой — 40 мм.
  6. Если назначение фундамента — постоянно контактировать с грунтом, то 76 мм.

В нормативных документах нет определения, такое максимальный защитный слой бетона для арматуры. В связи с этим аспектом допускается обустраивать различную величину смеси. НО такого действия выполнять нет смысла, так как увеличатся финансовые затраты и эффективность от применения не будет высока.

Минимальный защитный слой для арматуры  — это основное регламентирующее требование для обеспечения надежности конструкции.

Фиксаторы защитного слоя

Выполнение крепежей необходимо в период обустройства монолитных сооружений либо железобетонных зданий разного назначения. Таким образом, останется место для его заливания смесью. Зазор необходим между опалубкой и каркасом. При этом обеспечиваются условия для укладки материала определенной толщины.

Сведения о параметрах:

  1. Армирование и наложение следующего слоя, следующего за основным выполняется просто.
  2. На поверхности исключается появление дефектов по причине контакта металлического изделия с опалубкой.
  3. Уменьшается себестоимость строительных работ и здание сдается в короткие сроки.
  4. Для заливки вертикальных конструкции используются элементы «звезда», их диаметр составляет от 4 до 20 мм.
  5. Фиксаторы защитного слоя бетона » стульчик» применяются для полов и фундаментов вертикального исполнения.
  6. Для всех видов сооружений используются круглые крепежные элементы.

В розничной продаже имеются универсальные приспособления. Если отмечаются повреждения при эксплуатации, то следует убирать неплотно зафиксированный материал при помощи электрического инструмента с алмазными насадками.

Ремонт защитного слоя бетона

Восстановление защитного слоя бетона необходимо при появлении трещин. Последние несложно устранить при минимальных затратах времени. Возможно разрушение с оголением арматуры и образованием сколов.

Покрытие для бетона укрепляется:

  1. Штукатуркой. Для этого замешивается цементный раствор, производятся штукатурные работы и наносится покрытие лакокрасочным составом со свойством от образования трещин.
  2. Бетонирование. Восстановление защитного слоя бетона необходимо материалом такой же марки, какая использовалась при заливке конструкции.  Разрушение защитного слоя бетона возможно с оголением арматуры, и в этом случае необходимо устройство опалубки и выполнение заливки вновь.
  3. Обновление защитного слоя бетона с применением полимерного клея. Это покрытие для бетона достаточно нанести на основание.
  4. Торкретирование поверхности.

Толщина защитного слоя бетона для арматуры после проведения ремонта обеспечивает надежность при эксплуатации объекта.

Пласт материала имеет большое значение, характеризующее прочность здания. Выполненный правильно поверхностный пласт способствует улучшению эксплуатационных характеристик.

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.

Таблица: Толщина защитного слоя бетона
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. Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры уменьшают на 5 мм. Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.

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. Нижний защитный слой можно установить, закладывая под нижние стержни арматуры заранее изготовленные бетонные прокладки (сухари) размером 100×100 мм и толщиной, равной требуемой толщине защитного слоя. Применение прокладок из обрезков арматуры, деревянных брусков и щебня запрещается. Также для задания толщины защитного можно использовать пластиковые фиксаторы — спейсеры требуемого стандартного размера. Фиксаторы для арматуры выпускаются в размерах от 15 до 50 мм с шагом размера 5 мм.

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].

Таблица: Максимально допустимые отклонения бетонного защитного слоя
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].

Особенности бетонирования монолитных конструкций при температуре воздуха выше 25 °С

 При производстве бетонных работ при температуре воздуха выше 25 °С и относительной влажности менее 50% рекомендуется применять быстротвердеющие цементы по ГОСТ 10178 и ГОСТ 31108. Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять нормально твердеющие цементы.

Для того, чтобы сохранить износостойкие свойства бетона и чтобы бетон после твердения имел проектные прочностные характеристики, после укладки в опалубку за ним нужен определенный уход.

Обычно указания и рекомендации предоставляет завод-изготовитель, а также специалисты компании, проводившие заливку, разрабатывая в соответствии с п. 5.4.2 СП 70.133330.2012 проекты производства работ (далее ППР). В ППР необходимо указывать все необходимые мероприятия и процессы по уходу за бетоном в летний период. Зачастую разработчики технологических карт и ППР пренебрегают указаниями и детализацией данных процессов. В результате исполнитель работ не выполняет даже минимум требований по уходу за бетоном предусмотренные п. 5.12.3 СП 70.13330.2012. Вследствие чего, значительно ухудшаются прочностные характеристики, выполненные конструкций и узлов их сопряжения.

Также необходимо обеспечить усадку залитой бетоном поверхности, что достигается в процессе укладки бетонной смеси. Несмотря на высокую прочность и износостойкость материала, в нём могут происходить разрушительные процессы, обусловленные перепадом температур и повышением влажности. Именно поэтому в тёплое время года нужно прибегнуть к комплексу мер по защите бетонных покрытий.

В целом правила ухода за бетоном достаточно простые в исполнении и данные процессы должны быть неразрывно связаны с процессом укладки.

Один из примеров ухода за бетоном заключается в следующем: бетонные поверхности, находящиеся под влиянием ветра или палящего солнца, нужно накрыть брезентом или другим плотным материалом, препятствующим испарению влаги из состава. После снятия опалубки с конструкции можно нанести на бетонное покрытие слой песка или опила, периодически поливая их водой, тем самым обеспечивая температурно – влажностный режим. Определённый уровень влажности должен сохраняться до тех пор, пока материал не наберёт чуть более 70 % от своей прочности.

Также нельзя забывать, что движение людей по забетонированным конструкциям и установка опалубки вышележащих конструкций в соответствии с требованиями п. 5.4.3 СП 70.13330.2012 допускаются после достижения бетоном прочности не менее 2,5 МПа. Несоблюдение данного требования может привести к получению низкокачественного, дефектного и непригодного бетона, а иногда к разрушению конструкции, ведь дефекты и нарушение данного положения СП 70.13330.2012 приводят к нарушению защитного слоя бетона в конструкциях, а нарушение защитного слоя бетона затрагивает его основные функции: по защите арматуры от воздействия агрессивных сред; по защите от огня и надежной анкеровке арматуры, обеспечивая ее совместную работу с бетоном. 

Таким образом, нарушение температурно-влажностного режима ведет к образованию микротрещин, необратимому ухудшению структуры бетона и снижению его прочностных и эксплуатационных характеристик.

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте

Толщина бетонного защитного слоя арматуры
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

Нормативный документ

Продольная рабочая арматура фундаментных балок и сборных фундаментов

Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004

Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов при наличии бетонной подготовки

Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004

Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов при отсутствии бетонной подготовки

Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004

В закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности

Таблица 8.1 СП 52-101-2003

В закрытых помещениях при повышенной влажности (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий)

Таблица 8.1 СП 52-101-2003

На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий)

Таблица 8.1 СП 52-101-2003

В грунте (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий), в фундаментах при наличии бетонной подготовки

Таблица 8.1 СП 52-101-2003

Арматура в бетоне, постоянно контактирующем с землей

Пункт 7.7.1 ACI 318-08

Арматура d18-d40 в бетоне, подверженному воздействию земли и погодных факторов

Пункт 7.7.1 ACI 318-08

Арматура d10-d18 в бетоне, подверженному воздействию земли и погодных факторов

Пункт 7.7.1 ACI 318-08

Арматура в бетоне, не подверженному воздействию земли и погодных факторов

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. Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры уменьшают на 5 мм. Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.


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. Нижний защитный слой можно установить, закладывая под нижние стержни арматуры заранее изготовленные бетонные прокладки (сухари) размером 100×100 мм и толщиной, равной требуемой толщине защитного слоя. Применение прокладок из обрезков арматуры, деревянных брусков и щебня запрещается. Также для задания толщины защитного можно использовать пластиковые фиксаторы — спейсеры требуемого стандартного размера. Фиксаторы для арматуры выпускаются в размерах от 15 до 50 мм с шагом размера 5 мм.

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

Пункт 4.6 ВСН 37-96*

Толщина бетонного защитного слоя при его толщине более 15 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

Пункт 7.5.2.1 ACI 318-08

Продольное положение окончания или изгиба стержня арматуры

Пункт 7.5.2.2 ACI 318-08

* ВСН 37-96 Указания по устройству фундаментов на естественном основании при строительстве жилых домов повышенной этажности.
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].

Что такое защитный слой бетона?

Для увеличения срока эксплуатации зданий и сооружений требуется защитный слой бетона – это нанесенная прослойка строительного раствора, отделяющая металлическую арматуру монолита от наружной среды. Его толщина утверждается строительными нормативами и зависит от режима эксплуатации, нагрузки, технологии заливки. Нарушение этих требований приводит к активизации коррозионных процессов, ускоренному разрушению конструкций.

Функции

Главная функция защитного слоя бетона – изолирование металлических элементов конструкции от негативного внешнего влияния. Он обеспечивает и другие функциональные преимущества конструкций:

  • Повышение огнеупорности конструкций с железобетонными элементами;
  • Фиксация и укрепление металлического каркаса, как несущего элемента железобетонного монолита;
  • Надежное изолирование металла от атмосферной влаги, талых вод, перепадов температуры и других негативных факторов, ускоряющих коррозию;
  • Обеспечение совместной работы композита из бетона и металлического каркаса, придание материалу стабильных характеристик.

Защитный слой продлевает срок службы бетонного монолита, снижая затраты на обслуживание, восстановление поврежденных конструкций или сооружений.

От чего зависит толщина защитного покрытия?

От толщины защитного слоя бетона для металлической арматуры зависит его функционал. При этом избыточная толщина приводит к перерасходу материалов и увеличению массы конструкции, что негативно сказывается на качестве и рентабельности строительства. Защитный слой оптимальной толщины зависит от ряда факторов:

  • Вид сооружения, для которого устраивается защита – обычная стена, основа под бассейн, плиты перекрытий и т.д.;
  • Расположение арматурных элементов – продольное или поперечное;
  • Назначение металлокаркаса – он может быть рабочим или конструктивным;
  • Сечение применяемой арматуры;
  • Напряженный или ненапряженный тип нагрузки арматурных конструкций;
  • Степень контакта с внешними факторами, залегание конструкции в грунте, расположение на воздухе.

Правильно подобранная защита оберегает арматуру от коррозии. Улучшает взаимосвязь строительного раствора с металлическим каркасом и ограничивает негативные воздействия.

Нормативные показатели толщины

Чтобы подобрать защитный слой пользуются общепринятым правилом. Оно говорит, что минимальная толщина защитного слоя бетона для арматуры – на 5-7 мм больше ее диаметра. Такое покрытие подходит для монолитных построек, где используется тяжелый раствор.

Создавая защитный слой бетона для арматуры в фундаментах необходимо учитывать, что он не может быть меньше 10 мм. Если в строительную смесь входит щебень более крупной фракции, минимальная толщина равна его размеру.

Если применяемая арматура не имеет предварительного напряжения, то минимальная толщина, в зависимости от эксплуатационных условий составляет:

  • В помещениях под крышей от 20 мм;
  • На объектах с завышенным показателем влажности от 25 мм;
  • На улице от 30 мм, учитываются особенности климата;
  • На поверхности или в толще грунта от 40 мм.

Для монолитов из железобетона, изготавливаемых на заводе, размер покрытия может быть уменьшен на 5 мм, но не меньше диаметра применяемой арматуры.

При изготовлении ЖБИ действуют дополнительные положения для защитного слоя:

  1. Для бетонов М250 и выше, наименьшая толщина на 5 мм тоньше диаметра прута металлического каркаса;
  2. То же правило применимо для железобетонных конструкций, изготовленных на заводе;
  3. В изделиях с предварительно напряженной арматурной конструкцией наибольший допустимый показатель не превышает 50 мм.

Размер защитного покрытия изменяется в зависимости от видов строительных конструкций из железобетона, согласно СП 63.13330.2012:

  • Стенки или плиты тоньше 100 мм – 10 мм, с большей толщиной – 15 мм;
  • Балочные конструкции, перекрывающие плиты или перемычки размером до 250 мм – 15 мм, с большим размером – 20;
  • Для колонн и других вертикальных конструкций – 20 мм;
  • Сборные конструкции фундаментов – 30 мм;
  • Монолитные фундаменты на подготовленной основе – 35 мм;
  • Фундаментные монолиты, заливаемые без предварительной подготовки – 70 мм.

Защитный слой бетона рассчитывается согласно СП путем применения методик, основанных на магнитной диагностики, не разрушая конструкции. Эти нормативы отражаются в таблице:

Чтобы при заливке точно выдерживать толщину защитного слоя, рекомендуется использовать специальные технологии:

  • Фиксаторы бетонного слоя. Они представляют пластиковые элементы в виде вертикальных «стульчиков» или круглых «звездочек». Первые применяются для крепления сетки из арматуры, приподнимая ее над опорой. Вторые надеваются на арматуру специальной защелкой, на верхние ряды арматурной конструкции, в результате металл не приближается к опалубке, оставляя место для бетона. Низкая цена фиксаторов и их стандартные размеры делают этот вариант устройства защитного слоя наиболее выгодным.
  • Сознательное удлинение отдельных стержней армирования, в которые упирается опалубка, в освободившееся пространство заливается бетон.
  • Закладные в бетоне (сухари) толщина которых равна защитному слою монолита. Эта методика оправдана, если нужно защищать нижнюю часть арматурной конструкции.

Восстановление защитного слоя бетона

Со временем на бетонных и железобетонных монолитах появляются дефекты, вызванные негативными воздействиями. Это приводит к появлению мелких трещин, сколов, расширяющихся со временем, в результате чего защитный слой не выполняет возложенные на него функции. Разрушения возникают под воздействием таких факторов:

  • Механические нагрузки, превышающие предельные величины, рассчитанные в проекте;
  • Неудачное применение спецтехники при строительстве;
  • Нарушения при строительстве фундамента, достройка этажей без перерасчета нагрузки и изменения основания;
  • Движение и повышенная влажность грунтов;
  • Плохая гидроизоляция бетонных монолитов.

Главной причиной разрушения являются нарушения технологий и самовольное изменение строительного проекта. Для полного восстановления защитного слоя поврежденного бетона требует выполнения комплекса определенных работ:

  • Усиление бетонных конструкций;
  • Монтаж дополнительных поперечных стоек;
  • Тщательная заделка образовавшихся сколов, трещин;
  • Реставрация поверхности поврежденного участка.

Для реставрации защитного покрытия бетона применяются цементные растворы высокого качества с использованием опалубки и дополнительного армирования путем установки стальных анкеров или стержней. Работы можно выполнять различными способами:

  1. Штукатурка поврежденной поверхности. Она сначала очищается от грязи и отколовшихся остатков, после на нее относится цементный состав. Для повышения устойчивости к агрессивным воздействиям в раствор вводят морозостойкие и водоустойчивые присадки. Это позволяет избежать появления трещин при схватывании и усадке раствора.
  2. Бетонирование. Удаляются разрушенные части защитного слоя, части арматуры, подвергшейся коррозии, устанавливается новая сетка. Очищенная поверхность покрывается бетоном, соответствующему материалу монолитна, он может быть общестроительного или полимерного типа для повышения водонепроницаемости. Подходит для реставрации плит и других горизонтальных поверхностей.
  3. Оклейка. Заранее очищенная поверхность оклеивается полимерным материалом, с хорошими теплоизоляционными характеристиками. Он идеально защитит арматуру от атмосферной влаги, хорошо держится на поверхности. Применяется для восстановления бетонных покрытий на колоннах и других вертикальных конструкциях.
  4. Торкретирование. Цементный раствор или бетон подается под давлением из пушки, после подготовки поверхности. Позволяет быстро восстанавливать большие поверхности, позволяет идеально заделывать любые трещины, сколы. К недостаткам этой методики относят перерасход раствора и сложности с нанесением слоя строго определенного толщины.

При ремонте рекомендуется увеличить толщину раствора на 5-10 мм, чтобы гарантировать, что он выдержит нагрузки и не начнет снова разрушаться. Особое внимание нужно обратить на смесь, изготавливаемый на цементе высоких марок, для обеспечения качественной адгезии с разрушенной поверхностью.

Защитный слой бетона несет важнейшую функцию по сохранению технических свойств арматуры и монолита, продлевая срок службы зданий и сооружений. При минимальных повреждениях нужно немедленно восстанавливать его, иначе ремонт бетонных элементов займет гораздо больше времени и потребует значительных материальных затрат.

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте

При монтаже несущих конструкций с использованием процесса армирования возникает вопрос о защите арматурных прутьев от воздействия окружающих факторов. И в первую очередь интересует, какой должна быть толщина защитного слоя бетона, который выполняет защитную функцию для арматуры в фундаменте. Именно благодаря ему металлические прутья в фундаменте будет надёжно закрыты от разного рода воздействий.

Что же представляет собой такая защита? Это высота смеси, рассчитываемая от верхней точки фундамента до начала металлических прутьев. В первую очередь он необходим для создания единой конструкции, которая позволяет обеспечить прочность основания. Также наличие бетона нужной высоты позволяет защитить целостность арматурной конструкции на долгое время.

Основные факторы

Необходимо правильно вычислить высоту защищающего слоя. Это очень важное условие для сохранения всех металлических конструкций фундамента от коррозии и других воздействий. Если данная величина будет рассчитана неверно, то это может повлечь за собой негативные последствия. Например, если она будет слишком тонкая, то возможно проникновение разрушающих факторов вглубь конструкции и целостность арматуры может нарушиться.

Если, наоборот, будет толще нормативных показателей, то это может существенно ударить по карману. Итак, высота защищающего слоя зависит от таких нюансов:

  • Какую роль выполняют арматурные прутья: рабочую, продольную или поперечную.
  • Как нагружена арматура: напряжённая или нет.
  • Виды несущей конструкции: опоры, плитный фундамент, ленточный фундамент и т.д.
  • Какая высота армирующего пояса и какое диаметральное сечение используемых металлических прутьев.
  • В каких условиях используется: на открытом воздухе, в помещении, при контакте с грунтами, при каком уровне влажности.

Выбор оптимальной толщины

Все конкретные данные о защитном слое бетона представлены в нормативных документах. Эти нормы являются оптимальными для защиты металлических конструкций в различной бетонной продукции. Рассмотрим те, которые чаще всего встречаются при выполнении такого рода работ.

  • В случае, когда арматура размещается продольно и является ненапрягаемой или же натяжной, то защитный слой должен быть по величине равный или чуть больше диаметрального сечения стержня.
  • Если речь идёт о фундаментных балках или фундаментах сборного типа, то толщина слоя бетона составляет 3 см.
  • В монолитных основаниях с присутствием бетонной подготовки – 3,5 см. В тех же монолитных основаниях, но с отсутствием бетонных подготовок – слой 7 см.
  • Если бетонная подготовка не используется или же основание монтируется на каменистом грунте, то защита уменьшается до 4 см.

Предоставим таблицу оптимальных значений данных величин.

Приведём некоторые данные по требованиям ACI 318-05: В принципе почти во всех случаях защищающий слой из бетона должен соответствовать диаметру арматуры, которая используются. Если же защищающий бетон превышает 5 см, то необходимо укреплять его с помощью конструктивной металлической сетки.

  • Защита на внешней стороне фундамента для арматуры с диаметральным сечением 20 мм составляет от 2,5 см до 4 см. Если диаметральное сечение более 20 мм, то размеры слоя защиты увеличивают до 5 см.
  • Бетонный слой для арматуры с диаметром до 40 мм со стороны, которая не подвергается воздействию внешних факторов, составляет 2 см.

Для того, чтобы зафиксировать требуемую величину бетонной защиты, используют специальные приспособления. Особенно они востребованы для установления нижних и боковых частей армирующего пояса. Их устанавливают на основании углубления фундамента и по бокам таким образом, чтобы они упирались об опалубку и зажимали армирующую конструкцию. Эти устройства не должны изготавливаться с помощью обрезков арматуры или с применением деревянных брусочков. Лучше всего приобрести уже готовые пластиковые фиксаторы.

Посмотрите видео, как правильно залить арматуру необходимым слоем цемента.

Показатели для поперечной арматуры

Для металлических прутьев, которые выполняют функцию поперечных соединений, величина слоя защищающего бетона, зависит от размеров разреза конструкции. Если его значение не превышает 25 см, то толщина защиты 1 см. Если же сечение более 25 см, то величина составляет– 1,5 см. Приведём некоторые данные максимально допустимых отклонений для защитного бетонного слоя:

В случае усиления бетонных конструкций, размер защиты из бетона должен составлять не меньше двух, а то и трёх значений диаметрального сечения арматурных стержней. Если выполняются работы с присутствием элементов, которые содержат продольный нагрузочный каркас, и он располагается в специализированных каналах с натягиванием на бетон, то толщина его должна составлять никак не меньше 40 мм и обязательно учитывается значение диаметрального сечения самого канала.

Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее о заливке поперечной арматуры.

Если нагрузочные элементы размещают со стороны влияния на них природных условий, то значение размера защиты из бетона составляет не менее 2 см. Устанавливаемые каркасы армирующих сеток или арматурных стержней располагаются на определённом расстоянии от концов элемента. Его самое меньшее допустимое значение таково:

Требования к напрягаемым элементам

  • Для балок длиной до 9 м, стеновых панелей с пролётом до 18 м, сборных плит – 10 мм.
  • Для сборных колон длиной более 18 м – 15 мм.
  • Для сборных участков длиной более 18 м – 10 мм.
  • Для монолитного фундамента, длина которого не более 6 м, а диаметр прутьев не больше 40 мм – 20 мм.
  • Для монолитных сооружений любой длины, с диаметром стержней более 4 см – 20 мм.

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте — рекомендуемая толщина раствора

Под данным понятием подразумевается слой бетонной массы, толщиной своей соответствующий промежутку от края армокаркаса до монолитного края. Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте определен нормативной документацией и предназначен для обеспечения надежной защищенности стальных элементов от образования коррозии в ситуациях, когда края получают повреждения механического характера.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Заключение

Бетонная масса для металлической арматуры – немаловажная особенность фундаментного основания или иной конструкции. Пласт растворной массы, защищающий металл, имеет огромное значение для продолжительного эксплуатационного периода. Правильно подготовленная защита понизит расходы на ремонтные работы, улучшит эксплуатационные показатели сооружений.

Оценка статьи:

Загрузка… Сохранить себе в: Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте Ссылка на основную публикацию Adblock
detector

Все что нужно знать про защитный слой бетона для арматуры

Как рассчитать и сделать армирование ленточного фундамента, выбрать толщину прутка, расстояние между нитками, схемы армирования углов и примыканий, технологию сборки – все это вы найдете здесь. 

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.

Источник: http://domzastroika.ru/construction/zashhitnyj-sloj-betona-dlya-armatury.html

Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры

Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры приведены в  разделе 10.3 СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. (раздел 10.3 СП 63.13330.2018)

Для чего необходим обеспечить минимальное расстояние между стержнями в железобетонной конструкции:

  • обеспечение совместной работы арматуры с бетоном;
  • качественное изготовление конструкций (укладка и уплотнение бетонной смеси)

Согласно п. 10.3.5 (СП 63.13330.2012, СП 63.13330.2018), минимальное расстояние между стержнями арматуры должно составлять:

1. Не менее наибольшего диаметра стержня!

2. При горизонтальном или наклонном положении стержней в один или два ряда при бетонировании:

  • для нижней арматуры не менее 25 мм;
  • для верхней арматуры не менее 30 мм;

3. При горизонтальном или наклонном положении стержней более чем в два ряда при бетонировании:

  • для нижней арматуры не менее 50 мм (кроме стержней двух нижних рядов).

4. При вертикальном положении стержней при бетонировании.

5. При стесненных условиях допускается располагать стержни группами — пучками (без зазора между ними).

При этом расстояния в свету между пучками должны быть также не менее приведенного диаметра стержня, эквивалентного по площади сечения пучка арматуры, принимаемого равным по формуле:

d si -диаметр одного стержня в пучке, 

n- число стержней в пучке.

Источник: http://buildingclub.ru/rasstoyanie-mezhdu-armaturoj-po-sp-63-13330-snip-52-01-2003/

Похожие товары

По карте клуба

1 147 Р

1 170 Р

По карте клуба

1 003 Р

1 023 Р

По карте клуба

986 Р

1 005 Р

Источник: http://moscow.petrovich.ru/catalog/12433/610314/

Строительные работы до начала процесса

Перед началом армирования необходимо сделать чертеж фундамента. Он должен подпирать внешние стены и несущие внутренние перегородки. После производится расчет арматурного каркаса.

Перед непосредственным началом строительных работ по вязке скелета необходимо:

  1. Выкопать траншею – согласно расположению и размерам чертежа.
  2. Собрать опалубку внутри траншеи из подходящих материалов.
  3. Организовать песчаную подушку в качестве подложки для равномерности распределения бетона.

Источник: http://stroim-domik.org/stroitelstvo/fundament/lentochnyj/armirovanie-l/instruktsiya-ukladki-svoimi-rukami

Технология армирования

При увеличении нагрузок вначале появится трещина в ее нижней грани, а потом последует и обрушение балок. Это произойдет по той причине, что нижняя зона не может выдерживать растягивающие напряжения, в то время как верхняя без затруднений выдержит сжимающее. Поэтому отнеситесь серьезно к нанесению защитного слоя арматуры. Иначе это может быть губительно для вашей постройки в дальнейшем.

          Для того, чтобы избежать обрушения балок, в растянутую часть бетонной конструкции заложите стальную арматуру. При затвердевании бетон прочно сцепится с арматурой, которая воспримет на себя большую растягивающую силу, чем сам бетон. Арматуру подразделяют на распределительную, рабочую и монтажную. Вырабатывают арматуру из стали разных видов и марок. Употребление того или иного типа арматурной стали в ж/б конструкции устанавливается проектом.

Во время закладки арматуры в бетон выдерживайте вокруг стержней проектный размер защитного слоя бетона, предохраняющий их от коррозии. Толщина защитного слоя бетона назначается в зависимости от типа конструкции и диаметров арматур, условий, в которых будет разыскиваться железобетон. К примеру, в плите и стенке толщиной более ста миллиметров величина защитного слоя арматуры должна быть не менее пятнадцати миллиметров; в балке и колонне от двадцати до тридцати миллиметров, а в фундаменте, бетонируемом при отсутствии подготовки, нижняя арматура имеет защитный слой бетона толщиной в семьдесят миллиметров.

Для армирования фундамента употребляют обычно сетку, а для колонны — отдельный стержень, соединяемый между собой хомутом на месте, либо же готовый каркас. Под арматурную нижнюю сетку фундамента кладут бетонную подкладку, обеспечивающую образование защитного слоя. Арматура балок собирается из частей каркаса, сварных каркасов, либо из отдельных стержней. Если большая масса каркаса – его подают в опалубку  с помощью крана. Каркас балки из стержней отдельных связывают на козелке над опалубкой.

Источник: http://strofix.ru/materials/beton/601-zaschitnyy-sloy-armatury.html

Что это такое и зачем нужен?

Если металлический каркас железобетонного строения смонтирован верно, то даже на фотографии будет заметно, что прутья не прикасаются к опалубке. Получается, что край конструкции и стальные элементы разделены слоем бетона с определенным значением толщины. Именно последнее по техдокументации является определением защитного слоя бетона для арматуры. Недостаток бетона в полной мере компенсируется армирующим каркасом в свае, который повышает прочность при нагрузках. Надежная конструкция получится только в случае, если одновременно следить и за качеством бетонирования, и за правильным армированием.

Как правило, пруты для арматуры создаются по ГОСТам и имеют определенный запас прочности, которого хватит для длительной эксплуатации. Однако сталь подвержена воздействию влаги и химвеществ, которые могут привести к коррозии. Чтобы снизить негативное влияние на металлические пруты, можно воспользоваться антикоррозионной обработкой в виде оцинкования и оксидирования. Конечно, эти методы весьма недешевые и не дают полной гарантии от возникновения ржавчины.

Образующаяся пленка на прутах настолько тонкая, что при плохой перевозке или неаккуратной сварке легко повреждается.

Для арматуры опасность представляет и наполнитель в бетонном растворе в виде гравия или щебня. Когда опалубка с металлическим каркасом заполняются им, острые камни могут легко повредить защитный слой на прутах. В итоге может возникнуть коррозия прямо внутри конструкции, и в ней со временем образуются внутренние пустоты. Конечно, сперва они будут небольшие, но затем станут расширяться и превратятся в трещины. На них будет воздействовать влага и низкие температуры, что приведет к разрушению бетонной конструкции.

Металлический каркас внутри монолитной плиты перекрытия нуждается в максимальной защите от проникновения влаги. Также важно создать барьер, способный защитить от воздействия разных химрастворов, которые возникают из-за загрязненного воздуха и грунта. Значительную роль в этом играет бетон, который является щелочной средой. Поэтому при закладке фундамента важно уделить внимание защитному слою. Если он выполнен правильно, то сталь с бетоном будут работать стабильно, вместе и длительное время.

Среди функций такого слоя выделяют следующие:

  • фиксирование каркаса из стали внутри бетона определенным образом;
  • равномерное распределение нагрузки на армирование и бетон;
  • защита металлических элементов от влажности, химических веществ и различных негативных воздействий;
  • качественная анкеровка стальных прутов в бетонной массе с целью стыковки соседних каркасов или перехода на другой уровень;
  • повышение огнеупорности всей конструкции;
  • создание качественного основания для того, чтобы в дальнейшем смонтировать допзащиту на участках фундамента, находящихся над землей.

Источник: http://stroy-podskazka.ru/armatura/zashchitnyj-sloj-betona/

Слой заливаемого бетона при использовании арматуры

Защитный слой заливки должен выполнять совместную работу материалов между собой, обеспечивать защиту арматуры от воздействий погодных условий, и осадков. Слой бетона обеспечивает устойчивость, и сохранность конструкции к огню.
Толщина бетона делается с учетом вида изготавливаемой конструкции, то есть плиты, фундаменты, балки, и другие элементы. Также учитывается диаметр арматуры. Обычно толщина слоя должна быть не меньше 10 миллиметров диаметра арматурного элемента.

Источник: http://superarch.ru/materialy/tolshhina-zashhitnogo-sloya-betona-dlya-armaturyi

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.

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 II-А.5-73.

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

Источник: http://domzastroika.ru/construction/zashhitnyj-sloj-betona-dlya-armatury.html

Зависимость толщины защитного слоя бетона для арматуры

В случае если сооружение возводится непрофессиональным застройщиком без проекта, можно заливать конструкции, ориентируясь на следующий документ – Таблица защитного слоя бетона для арматуры СНИП 52-01-2003:

Источник: http://podnyat-dom.ru/beton/zashhitnyj-sloj-betona-dlya-armatury-2/

Как правильно заливать?

Важно понимать, что величина защитного слоя из бетона должна быть заложена еще на стадии, когда фундамент только проектируется. Согласно рекомендациям и ряду требований, которые указаны в нормативах, определяется расстояние до края основания от конца арматуры. Данный параметр обязательно надо внести в план.

Практика показывает, что важно добросовестно подходить к стандартным требованиям. Следует арматурную сетку, а точнее ее нижний уровень, приподнять выше дна котлована на определенную величину. Это нужно для того, чтобы каркас не упирался в подсыпку. Для этого следует воспользоваться подпорками, в роли которых могут выступать полимерные материалы, камень, кирпич или бетон.

Не рекомендуется брать недолговечные материалы, боящиеся влаги, к примеру, дерево.

Еще один важный момент при заливке – равномерное распределение раствора по всей опалубке. Также надо постараться избегать различных неоднородностей и пропусков в бетоне.

Если предстоит работа с тяжеловесным раствором, то стоит подстраховаться, чтобы каркас не сместился. С этой целью его следует качественно зафиксировать в одном положении. Для чего лучше всего подходят специальные фиксаторы, которые часто называются звездочками. Они легко устанавливаются и могут отличаться радиусом.

Источник: http://stroy-podskazka.ru/armatura/zashchitnyj-sloj-betona/

Армируем фундамент правильно. Схемы и технологии

Доброго времени суток, уважаемые читатели!

Из названия статьи Вы уже поняли, о чём пойдёт речь. Да, именно правильное армирование фундамента будет впоследствии играть главную роль в устойчивости всей Вашей бани. Конечно, соблюдение всех остальных технологий тоже важно, но всё-таки.

Армирование фундамента, прежде всего, влияет на саму несущую способность основания, следовательно, и на сроки эксплуатации здания в целом. Так что сделайте всё правильно на самом начальном этапе, чтобы потом не кусать локти. Давайте вкратце рассмотрим этот щепетильный момент…

Технология армирования ленточного фундамента

Структура бетона такова, что он отлично держит нагрузки на сжатие. Наверно другой альтернативы в этом ему просто нет. Но существуют нагрузки, которые действуют на разрыв. Как раз с этим моментом бетон практически не справляется. Чтобы такого не произошло, и Ваш фундамент не разорвался, для этого и делают армирование.

Армирование фундамента своими руками не представляет сложностей, просто надо учитывать некоторые нюансы и не допускать ошибок. Во-первых, сваривать арматуру между собой не рекомендуется, из-за того, что она при нагреве теряет свои механические свойства. Исключения составляет арматура марки «С», например А-500С. Такую смело можете варить при помощи электросварки. Во всех остальных случаях пользуйтесь мягкой вязальной проволкой.

Второе, попытайтесь понять, как работает фундамент. Это уже физика, школьный курс. Попробую объяснить доступно, насколько это получится. Представьте на столе небольшой брусок из пластилина. Подложите под него в середину карандаш. Что Вы увидите? Пластилиновый брусок согнётся, и будет выглядеть небольшой горкой. Что здесь происходит? Всё просто: верхняя часть бруска испытывает растяжение, а нижняя сжатие.

Следующий момент: теперь подложите под концы бруска два карандаша. Пластилин согнётся, и будет выглядеть в виде приямка. Здесь происходит всё то же самое, только наоборот. Верхняя часть бруска испытывает сжатие, а нижняя растяжение. Аналогичные нагрузки испытывает ленточный фундамент. И чтобы не произошло, как с пластилином, нам надо сделать правильное армирование фундамента.

Схема армирования бетонного основания

Давайте вернёмся к нашему пластилину. Чтобы избежать изгиба (конкретно растяжения) нужно в него вставить горизонтальные прутки сверху и снизу. Именно так и поступают при армировании фундамента. Изготавливается каркас, скелет бетонного фундамента. Горизонтально, по всему периметру прокладывается две арматуры снизу и две сверху. Соединяются они между собой вертикальными вставками при помощи вязальной проволоки. В итоге получается своеобразный сетчатый короб, который и предотвращает нагрузки на разрыв, как сверху, так и снизу фундамента.

Стальной короб

Не правильное армирование угла

Какой здесь вывод? Вся арматура, которая используется в армировании фундамента, работает только в горизонтальном направлении. Вертикальная нужна для связки между собой, хотя и не только. Весь такой армированный короб должен находиться внутри бетона. Расстояние от арматуры до края бетона должно быть не менее 5 см. Если будет меньше, то края фундамента могут обкрошиться. Это не хорошо скажется на долговечности фундамента в целом.

Располагать нижние горизонтальные прутья арматуры рекомендуется на расстоянии 5-10 см от грунта. Для этого можно под эту арматуру подложить куски кирпича. Не забудьте сделать хорошую подушку под фундаментом из гравия и песка.

Для лучшего качества бетона рекомендую применять виброустановку, если таковой нет – просто хорошо «прокалывайте» и трамбуйте раствор. Опалубку лучше всего внутри обшить рубероидом. Это не даст дереву впитывать воду из раствора, которая ему так нужна для устойчивой химической реакции. Для бетона будет лучше, если Вы его будете брызгать водой в течение нескольких дней.

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.

postroibanu.ru

Источник: http://vest-beton.ru/stati/rasstoyanie-ot-armatury-do-kraya-betona.html

Применение готовых фиксирующих деталей

Для быстрого и точного монтажа арматуры внутри опалубки изготовители строительных материалов выпускают недорогие пластиковые фиксаторы. Можно увидеть несколько видов таких изделий. Но, по сути, их только два – вертикальные стойки (опоры, «стульчики») и круглые («звездочки»). Все остальные модели — производные от этих двух типов.

Вертикальные стойки используют для установки арматурной сетки или пространственной конструкции в приподнятом над опорой положении. Их высота и опорная выемка могут быть различны в зависимости от диаметра арматуры и проектной высоты установки.

Круглые «звездочки» одеваются с помощью особой защелки-замка на верхние горизонтальные ряды и вертикальные. Расчетный радиус не дает прутам приблизиться к опалубке и обеспечивает необходимую толщину защитного слоя. Выпускаются с различным наружным и внутренним диаметром.

Применение пластиковых фиксаторов для монтажа стальной арматуры позволяет:

  • обеспечить высокую точность толщины защитного слоя;
  • сократить сроки выполнения работ при обеспечении высокого качества конструкций;
  • уменьшить расходы на изготовление железобетонных элементов зданий и сооружений.

Определяющим фактором для использования является простая конструкция фиксаторов и их невысокая стоимость.

Источник: http://domzastroika.ru/construction/zashhitnyj-sloj-betona-dlya-armatury.html

Обустройство опалубки и подушки

Для устройства опалубки используются ОСБ-плиты, деревянные конструкции, фанера или ДВП. Материал должен удерживать бетон и не сгибаться под его давлением. Чем выше фундамент, тем прочнее требуется материал.

Сборка опалубки поэтапно:

  • 1 этап. Установка распорок по периметру траншеи (длина распорок в два раза больше, чем принятая высота фундамента). Располагать их следует отступая от низа фундамента на 70% его высоты. В дальнейшем они будут удерживать деревянную основу.
  • 2 этап. Установка опалубки из выбранного материала. Крепить отдельные деревянные элементы стоит изнутри опалубки, чтобы потом без проблем ее разобрать. В готовой основе не должно быть зазоров более 0,3см, чтобы не допустить вытекания бетона и деформации готовой конструкции.
  • 3 этап. Смазывание внутренней части опалубки техническим маслом перед началом бетонных работ. Это обеспечивает легкое снятие опалубки после застывания бетонной смеси.

Следом устраивается песчаная подушка. Ее толщина варьируется в пределах 200 мм. При этом песок следует предварительно утрамбовать. Для быстрой трамбовки достаточно намочить песок водой.

Источник: http://stroim-domik.org/stroitelstvo/fundament/lentochnyj/armirovanie-l/instruktsiya-ukladki-svoimi-rukami

Ошибки

Наиболее частые допускаемые ошибки и дефекты:

  • Арматурный каркас опирается непосредственно на подсыпку, подложки отсутствуют.
  • Подпорки или подложки устраиваются из обрезков древесины либо иных влагопроницаемых материалов.
  • Бетон в опалубке плохо утрамбован, неоднороден, имеются раковины и воздушные пузыри, — что не позволяет обеспечить защиту арматуры от воздействия влаги. 

Источник: http://gidfundament.ru/armatura/zaschitniy-sloy-betona-dlya-armatury.html

Ремонт при образовании повреждений

В ходе эксплуатации железобетонных элементов на их поверхности могут появиться трещины, сколы и другие дефекты, нарушающие целостность защитного слоя. Причинами таких образований могут служить:

  • нагрузки на конструкции, превышающие расчетную величину;
  • непродуманное применение специальной строительной техники;
  • возведение дополнительных этажей без изменения конструкции фундамента;
  • давление пучинистых и подвижных грунтов.

Нарушение правил и технологий строительства почти всегда приводит к повреждениям. Восстановление целостности защиты возможно, но потребует дополнительных затрат.

Полный комплекс ремонтных работ должен включать:

  • усиление бетонной конструкции;
  • установку дополнительных поперечных элементов;
  • заделку всех имеющихся трещин;
  • реставрацию оббитых и раскрошившихся участков.

Работы производятся с использованием бетонных смесей и цементного раствора высоких марок. Для усиления устанавливается опалубка и доливается армируемый бетон С предварительной забивкой стальных анкеров в старую конструкцию.

Восстановление не должно производиться более чем 2-3 раза. В этих случаях требуется не ремонт отдельных элементов, а полная реставрация здания.

Источник: http://domzastroika.ru/construction/zashhitnyj-sloj-betona-dlya-armatury.html

Читаем дальше – узнаём больше!

Оценка: 2.6 из 5
Голосов: 214

Источник: http://strofix.ru/materials/beton/601-zaschitnyy-sloy-armatury.html

Допустимые отклонения защитного слоя бетона

Допуск по защитному слою бетона определяется СНиП 3.03.01—87 «Несущие и ограждающие конструкции». Здесь указаны все возможные отклонения от заданных параметров. Перед тем, как рассчитать защитный слой бетона для арматуры, рекомендуется внимательно изучить данный свод правил. Мы лишь обратим внимание на наиболее важную таблицу.

Особенности конструкции

Допустимая величина отклонения

Толщина защитного слоя бетона менее 15 мм и линейный размер поперечного сечения конструкции:

< 100 мм

+4 мм

101-200 мм

+5 мм

Толщина защитного слоя бетона менее 16-20 мм и линейный размер поперечного сечения конструкции:

< 100 мм

+ 4 мм; -3 мм

101-200 мм

+ 8 мм; -3 мм

201-300 мм

+ 10 мм; -3 мм

> 300 мм

+ 15 мм; -3 мм

Толщина защитного слоя бетона более 20 мм и линейный размер поперечного сечения конструкции:

< 100 мм

+ 4 мм; -5 мм

101-200 мм

+ 8 мм; -5 мм

> 300 мм

+ 15 мм; -5 мм

Защитный слой арматуры в бетоне по СНиП позволяет уберечь ваш фундамент от преждевременного разрушения и увеличит срок службы всего здания.

Источник: http://kalk.pro/articles/foundation-ground-base/zashchitnyj-sloj-betona/

Нормативные требования


Каждый строитель знает, что соответствие нормам – гарантия того, что здание реально сдать в эксплуатацию для дальнейшего безопасного использования. Строительство частного дома или гаража также предполагает бетон в фундаменте с арматурой, если заложить меньший объем раствора, здание может наклониться или в течение несколько лет дать трещину и разрушиться.

Агрессивная среда, в которой эксплуатируется постройка, требует закладку цемента в большем количестве, о чем идет речь в СНиП, зарегистрированном под номером 2.03.11-85. Каждый железобетонный компонент должен подходить под требования, которые можно почитать в СНиП 2.01.02-85.

Выбирайте в магазине правильные материалы, но обратите внимание – лучший не значит самый дорогой. Когда застройщик пытается сэкономить на стройматериалах, в итоге существует риск непринятия объекта строительства его будущим собственником – никто не захочет жить и пользоваться постройкой, которая может стать аварийной уже через несколько лет.

Источник: http://rolling-stone-club.ru/raboty/zashchitnyj-sloj-svai.html

Защитный слой бетона для арматуры: нормативная толщина, способы восстановления

Для увеличения срока эксплуатации зданий и сооружений требуется защитный слой бетона – это нанесенная прослойка строительного раствора, отделяющая металлическую арматуру монолита от наружной среды. Его толщина утверждается строительными нормативами и зависит от режима эксплуатации, нагрузки, технологии заливки. Нарушение этих требований приводит к активизации коррозионных процессов, ускоренному разрушению конструкций.

Функции

Главная функция защитного слоя бетона – изолирование металлических элементов конструкции от негативного внешнего влияния. Он обеспечивает и другие функциональные преимущества конструкций:

  • Повышение огнеупорности конструкций с железобетонными элементами;
  • Фиксация и укрепление металлического каркаса, как несущего элемента железобетонного монолита;
  • Надежное изолирование металла от атмосферной влаги, талых вод, перепадов температуры и других негативных факторов, ускоряющих коррозию;
  • Обеспечение совместной работы композита из бетона и металлического каркаса, придание материалу стабильных характеристик.

Защитный слой продлевает срок службы бетонного монолита, снижая затраты на обслуживание, восстановление поврежденных конструкций или сооружений.

От чего зависит толщина защитного покрытия?

От толщины защитного слоя бетона для металлической арматуры зависит его функционал. При этом избыточная толщина приводит к перерасходу материалов и увеличению массы конструкции, что негативно сказывается на качестве и рентабельности строительства. Защитный слой оптимальной толщины зависит от ряда факторов:

  • Вид сооружения, для которого устраивается защита – обычная стена, основа под бассейн, плиты перекрытий и т.д.;
  • Расположение арматурных элементов – продольное или поперечное;
  • Назначение металлокаркаса – он может быть рабочим или конструктивным;
  • Сечение применяемой арматуры;
  • Напряженный или ненапряженный тип нагрузки арматурных конструкций;
  • Степень контакта с внешними факторами, залегание конструкции в грунте, расположение на воздухе.

Правильно подобранная защита оберегает арматуру от коррозии. Улучшает взаимосвязь строительного раствора с металлическим каркасом и ограничивает негативные воздействия.

Нормативные показатели толщины

Чтобы подобрать защитный слой пользуются общепринятым правилом. Оно говорит, что минимальная толщина защитного слоя бетона для арматуры – на 5-7 мм больше ее диаметра. Такое покрытие подходит для монолитных построек, где используется тяжелый раствор.

Создавая защитный слой бетона для арматуры в фундаментах необходимо учитывать, что он не может быть меньше 10 мм. Если в строительную смесь входит щебень более крупной фракции, минимальная толщина равна его размеру.

Если применяемая арматура не имеет предварительного напряжения, то минимальная толщина, в зависимости от эксплуатационных условий составляет:

  • В помещениях под крышей от 20 мм;
  • На объектах с завышенным показателем влажности от 25 мм;
  • На улице от 30 мм, учитываются особенности климата;
  • На поверхности или в толще грунта от 40 мм.

Для монолитов из железобетона, изготавливаемых на заводе, размер покрытия может быть уменьшен на 5 мм, но не меньше диаметра применяемой арматуры.

 

При изготовлении ЖБИ действуют дополнительные положения для защитного слоя:

  1. Для бетонов М250 и выше, наименьшая толщина на 5 мм тоньше диаметра прута металлического каркаса;
  2. То же правило применимо для железобетонных конструкций, изготовленных на заводе;
  3. В изделиях с предварительно напряженной арматурной конструкцией наибольший допустимый показатель не превышает 50 мм.

Размер защитного покрытия изменяется в зависимости от видов строительных конструкций из железобетона, согласно СП 63.13330.2012:

  • Стенки или плиты тоньше 100 мм – 10 мм, с большей толщиной – 15 мм;
  • Балочные конструкции, перекрывающие плиты или перемычки размером до 250 мм – 15 мм, с большим размером – 20;
  • Для колонн и других вертикальных конструкций – 20 мм;
  • Сборные конструкции фундаментов – 30 мм;
  • Монолитные фундаменты на подготовленной основе – 35 мм;
  • Фундаментные монолиты, заливаемые без предварительной подготовки – 70 мм.

Защитный слой бетона рассчитывается согласно СП путем применения методик, основанных на магнитной диагностики, не разрушая конструкции. Эти нормативы отражаются в таблице:

Чтобы при заливке точно выдерживать толщину защитного слоя, рекомендуется использовать специальные технологии:

  • Фиксаторы бетонного слоя. Они представляют пластиковые элементы в виде вертикальных «стульчиков» или круглых «звездочек». Первые применяются для крепления сетки из арматуры, приподнимая ее над опорой. Вторые надеваются на арматуру специальной защелкой, на верхние ряды арматурной конструкции, в результате металл не приближается к опалубке, оставляя место для бетона. Низкая цена фиксаторов и их стандартные размеры делают этот вариант устройства защитного слоя наиболее выгодным.
  • Сознательное удлинение отдельных стержней армирования, в которые упирается опалубка, в освободившееся пространство заливается бетон.
  • Закладные в бетоне (сухари) толщина которых равна защитному слою монолита. Эта методика оправдана, если нужно защищать нижнюю часть арматурной конструкции.

Восстановление защитного слоя бетона

Со временем на бетонных и железобетонных монолитах появляются дефекты, вызванные негативными воздействиями. Это приводит к появлению мелких трещин, сколов, расширяющихся со временем, в результате чего защитный слой не выполняет возложенные на него функции. Разрушения возникают под воздействием таких факторов:

  • Механические нагрузки, превышающие предельные величины, рассчитанные в проекте;
  • Неудачное применение спецтехники при строительстве;
  • Нарушения при строительстве фундамента, достройка этажей без перерасчета нагрузки и изменения основания;
  • Движение и повышенная влажность грунтов;
  • Плохая гидроизоляция бетонных монолитов.

Главной причиной разрушения являются нарушения технологий и самовольное изменение строительного проекта. Для полного восстановления защитного слоя поврежденного бетона требует выполнения комплекса определенных работ:

  • Усиление бетонных конструкций;
  • Монтаж дополнительных поперечных стоек;
  • Тщательная заделка образовавшихся сколов, трещин;
  • Реставрация поверхности поврежденного участка.

Для реставрации защитного покрытия бетона применяются цементные растворы высокого качества с использованием опалубки и дополнительного армирования путем установки стальных анкеров или стержней. Работы можно выполнять различными способами:

  1. Штукатурка поврежденной поверхности. Она сначала очищается от грязи и отколовшихся остатков, после на нее относится цементный состав. Для повышения устойчивости к агрессивным воздействиям в раствор вводят морозостойкие и водоустойчивые присадки. Это позволяет избежать появления трещин при схватывании и усадке раствора.
  2. Бетонирование. Удаляются разрушенные части защитного слоя, части арматуры, подвергшейся коррозии, устанавливается новая сетка. Очищенная поверхность покрывается бетоном, соответствующему материалу монолитна, он может быть общестроительного или полимерного типа для повышения водонепроницаемости. Подходит для реставрации плит и других горизонтальных поверхностей.
  3. Оклейка. Заранее очищенная поверхность оклеивается полимерным материалом, с хорошими теплоизоляционными характеристиками. Он идеально защитит арматуру от атмосферной влаги, хорошо держится на поверхности. Применяется для восстановления бетонных покрытий на колоннах и других вертикальных конструкциях.
  4. Торкретирование. Цементный раствор или бетон подается под давлением из пушки, после подготовки поверхности. Позволяет быстро восстанавливать большие поверхности, позволяет идеально заделывать любые трещины, сколы. К недостаткам этой методики относят перерасход раствора и сложности с нанесением слоя строго определенного толщины.

При ремонте рекомендуется увеличить толщину раствора на 5-10 мм, чтобы гарантировать, что он выдержит нагрузки и не начнет снова разрушаться. Особое внимание нужно обратить на смесь, изготавливаемый на цементе высоких марок, для обеспечения качественной адгезии с разрушенной поверхностью.

Защитный слой бетона несет важнейшую функцию по сохранению технических свойств арматуры и монолита, продлевая срок службы зданий и сооружений. При минимальных повреждениях нужно немедленно восстанавливать его, иначе ремонт бетонных элементов займет гораздо больше времени и потребует значительных материальных затрат.

Растрескивание защитного слоя бетона, вызванное неравномерной коррозией арматуры

Материалы (Базель). 2019 Dec; 12 (24): 4245.

Лу Чжан

1 Департамент гражданского строительства, Сианьский университет архитектуры и технологий, Сиань 710055, Китай; [email protected]

Дитао Ню

2 Государственная ключевая лаборатория зеленого строительства в Западном Китае, Департамент гражданского строительства, Сианьский университет архитектуры и технологий, Сиань 710055, Китай

Бо Вэнь

2 Государственная ключевая лаборатория зеленого строительства в Западном Китае, Департамент гражданского строительства, Сианьский университет архитектуры и технологий, Сиань 710055, Китай

Дамин Луо

2 Государственная лаборатория Экологичное строительство в Западном Китае, Департамент гражданского строительства, Сианьский университет архитектуры и технологий, Сиань 710055, Китай

1 Департамент гражданского строительства, Сианьский университет архитектуры и технологий, Сиань 710055, Китай ; [email protected]

2 Государственная ключевая лаборатория экологичного строительства в Западном Китае, Департамент гражданского строительства, Сианьский университет архитектуры и технологий, Сиань 710055, Китай

Поступило 23 октября 2019 г .; Принято 10 декабря 2019 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

Abstract

Объемное расширение продуктов коррозии арматуры в результате коррозии стальной арматуры, встроенной в бетон, вызывает растрескивание или скалывание защитного слоя бетона, что снижает долговечность бетонной конструкции. Таким образом, необходимо проанализировать растрескивание бетона, вызванное коррозией арматуры. Это исследование было сосредоточено на возникновении неоднородной коррозии арматуры в естественной среде. Характеристики слоя ржавчины были использованы для вывода неравной функции распределения радиального смещения бетона как вокруг угловых, так и неугловых стержней.Кроме того, количественно была установлена ​​взаимосвязь между степенью коррозии и радиальным смещением бетона вокруг стержня. Растрескивание бетона из-за неравномерной коррозии арматуры моделировалось с помощью стальных стержней, встроенных в бетон, которые имели неравномерное смещение из-за расширения ржавчины. Было исследовано распределение главного растягивающего напряжения вокруг стержня. Формула для расчета критического радиального смещения в точке начала растрескивания была получена и использована для прогнозирования степени коррозии бетонного покрытия.Определенный аналитический коэффициент коррозии хорошо согласуется с результатами испытаний. Анализ факторов влияния, основанный на методе конечных элементов, показал, что увеличение прочности бетона и толщины бетонного покрытия задерживает растрескивание бетона и что соседний арматурный стержень вызывает явление наложения напряжений.

Ключевые слова: неравномерная коррозия, радиальное смещение, коэффициент коррозии, МКЭ, распределение напряжений

1. Введение

Многие факторы могут снизить долговечность железобетонной (RC) конструкции.Среди них основной причиной является коррозия материалов внутренней арматуры, известная как коррозия арматуры. Объемное расширение, вызванное коррозией арматурных стержней в бетоне, приводит к растрескиванию или отслаиванию защитного слоя бетона по мере развития коррозии с последующим отказом прочности бетонной конструкции [1,2]. Коррозия стальных стержней приводит к снижению силы сцепления с бетоном [3,4,5,6]. Коррозия стали вызвала неисчислимые повреждения нескольких железобетонных конструкций, что потребовало их ремонта или удаления.Таким образом, структурные повреждения, вызванные коррозией стали, стали глобальной проблемой риска бедствий. Отказ из-за коррозии стали — сложный процесс, и еще предстоит решить несколько проблем.

После того, как арматура подверглась коррозии, продукты коррозии вызывают экструзионное усилие на бетон вокруг арматуры. Под действием этой силы расширения ржавчины арматуры бетон растрескивается дальше. По мере увеличения степени коррозии ржавчины трещины постепенно расширяются к поверхности защитного слоя бетона.Было проведено несколько теоретических исследований силы расширения ржавчины арматуры. Согласно анализу упругости в процессе растрескивания корродированных продуктов, Bazant et al. [7] предложил три типа разрушения бетона. Вейерс [8,9] выполнил механический анализ процесса растрескивания, рассматривая диффузию продуктов ржавчины в поры бетона вокруг стальных стержней. Кроме того, была предложена формула окружного напряжения, основанная на механике упругости для части цилиндра с единичным радиусом длины без трещин.Zhao et al. [10,11] проанализировали механическое поведение как защитного слоя бетона, так и слоя ржавчины, используя теорию упругости, чтобы получить взаимосвязь координации деформации между затвердевшим грунтом и слоем ржавчины. Согласно теории механики повреждений и механики упругих твердых тел, они ввели переменную повреждения, чтобы установить модель растрескивания ржавчины частично растрескавшегося защитного слоя бетона. Ли и др. [12] использовали механику разрушения для анализа напряжений и деформаций в бетоне.Их модель определила взаимосвязь между шириной трещин в защитном слое и глубиной коррозии арматуры. Модель основной теоретической базы — механика упругого твердого тела и механика разрушения. Процесс расчета был сложным, и потребовались данные полевых измерений, поэтому инженерное приложение было относительно сложным.

Экспериментальные исследования растрескивания защитного слоя бетона, вызванного ржавчиной, сосредоточены в основном на двух темах: (1) время от ржавления стального стержня до момента появления трещин на поверхности бетона или потери от коррозии в это время. трещин на бетонной поверхности, и (2) разработка закона для прогнозирования ширины трещин на бетонной поверхности в результате коррозии арматуры.Многие ученые провели эксперименты, чтобы установить эмпирические модели времени растрескивания бетона и ширины трещины. Андраде и др. [13] провели ускоренные коррозионные испытания на четырех испытательных блоках с различным расположением арматуры, диаметром арматуры и толщиной защитного слоя под воздействием различных электрических полей. Предполагая равномерную коррозию стальных стержней, глубина коррозии стали в данный момент времени была рассчитана в соответствии с законом Фарадея с использованием тока включения и времени включения.Алонсо и др. [14] использовали аналогичное испытательное оборудование при разной силе тока, чтобы установить взаимосвязь между глубиной коррозии и силой тока. Ох и др. [15] использовали значение деформации для оценки растрескивания бетона, определив, что начальная трещина появляется на бетонной поверхности защитного слоя, когда контролируемая деформация достигает значения деформации растрескивания бетона. Таким образом, связь между скоростью коррозии стальной арматуры и толщиной покрытия была установлена ​​путем определения точки, в которой бетонная поверхность защитного слоя растрескивается.Song et al. [16] исследовали скорость коррозии растрескивания при расширении ржавчины на добавочном бетоне с использованием ускоренных коррозионных испытаний в электрическом поле. Они создали математическую модель для описания скорости коррозии стали в случае защитного слоя бетона в различных условиях окружающей среды с учетом сходства между быстрой электрохимической коррозией и естественным процессом коррозии.

Различные факторы способствуют растрескиванию бетонных конструкций из-за коррозионного расширения, но эти факторы не могут быть всесторонне проанализированы с использованием эмпирических формул.Результаты предыдущих исследований не могут быть применены к другим испытаниям на растрескивание ржавчины, основанным на небольшом подмножестве факторов. Таким образом, в этом исследовании модель скорости коррозии стали была создана для ситуации, в которой защитный слой бетона растрескивается, с учетом различных факторов, таких как толщина бетонного покрытия, соотношение воды и связующего и диаметр стального стержня.

Разрушение бетона под действием силы расширения ржавчины стали моделируется с помощью программного обеспечения конечных элементов или специальной компьютерной программы, разработанной для этой цели.Val et al. [17] исследовали процесс заполнения ржавчины на стадии свободного расширения коррозии с использованием конечно-элементной модели двумерной (2D) плоскости с отверстиями. Разница между экспериментальным значением коррозии во время растрескивания и соответствующими результатами численного моделирования отражает количество начинки ржавчины. Jang et al. [18] выполнили численное моделирование для изучения растрескивания бетона, вызванного неоднородной коррозией. Диаметр стального стержня, толщина покрытия и диаметр арматурного стержня во время растрескивания бетона были определены путем корректировки нагрузок, параметров материала и геометрических размеров.Zhao et al. [19] проанализировали модель распределения слоя ржавчины различной толщины вокруг стального стержня. В качестве основы смещающей нагрузки в модели конечных элементов были подготовлены корродированные образцы RC, чтобы облегчить исследование неоднородного процесса растрескивания, вызванного ржавчиной. Распределение поля напряжений в бетоне, вызванное неоднородной коррозией внутреннего стального стержня, развитием и распределением трещин расширения ржавчины и растягивающей силой коррозии, было получено с помощью модели конечных элементов.Ožbolt et al. [20] использовали трехмерную (3D) численную модель для переходного анализа процессов после депассивации арматуры в бетоне, которая имеет отношение к расчету скорости коррозии. Модель предсказала, что трещины не влияют на скорость коррозии для случая, когда единственное влияние трещины на скорость, с которой кислород может достичь стали. Du et al. [21] исследовали растрескивание защитного слоя бетона, вызванное неоднородной коррозией арматуры, с помощью численного моделирования на микромасштабах.Было исследовано влияние диаметра арматуры, толщины покрытия и положения арматуры на растрескивание защитного слоя бетона в неоднородных условиях коррозии. Zhang et al. [22] численно смоделировали неравномерную коррозию арматуры, которая вызывает растрескивание бетона в железобетонных конструкциях, загрязненных хлоридом. Было изучено влияние толщины бетонного покрытия, диаметра арматуры и расстояния между арматурными стержнями на характер разрушения бетонного покрытия и распространение трещин, а также были установлены критерии ограничения режимов растрескивания.Fahy et al. [23] рассматривали перенос продуктов коррозии в поры и трещины в бетоне при прогнозировании коррозионного растрескивания в железобетонных конструкциях. Перенос под давлением исследовался с использованием модели осесимметричного толстостенного цилиндра и сетевого метода. Zhen et al. [24] изучили влияние различных факторов на время зарождения трещины и ее распространение, используя метод теплового моделирования с трехмерной нелинейной моделью конечных элементов. Результаты показали, что типы продуктов коррозии, толщина межфазной переходной зоны и скорость коррозии являются наиболее важными параметрами, влияющими на время зарождения трещины.Си и др. [25,26] установили мезомасштабную модель разрушения смешанного типа для растрескивания бетонной конструкции. Влияние хаотичности заполнителя на развитие ширины трещины из-за разницы между однородностью и неоднородностью бетонных конструкций заключается в том, что были исследованы и предложены комплексные параметры коррозии. Ян и др. [27] выполнили численное прогнозирование ширины трещины в бетоне и разработали численный метод прогнозирования ширины трещины в бетоне для бетонных конструкций, подверженных коррозии.Точный прогноз ширины трещины и своевременное обслуживание важны для срока службы ЖБИ конструкций.

В настоящее время стандартным подходом к моделированию процесса растрескивания бетона, вызванного коррозионным расширением, является использование 2D-модели с круглым отверстием внутри бетона. Однако такую ​​2D-модель нельзя использовать для анализа взаимодействия между секциями, развития трещин или растрескивания бетона после растрескивания, вызванного ржавчиной. Таким образом, в этом исследовании, сосредоточив внимание на неравномерной коррозии арматуры в естественных условиях, неравномерная функция распределения радиального смещения для бетона вокруг угловых и неугловых стальных стержней была выведена с использованием характеристик слоя ржавчины.Математическая модель критического радиального смещения в точке появления трещин в защитном слое бетона была получена по результатам численного регрессионного анализа. Связь между радиальным смещением и скоростью коррозии стали была использована для получения расчетной модели скорости коррозии стали во время растрескивания. Модель прогноза была использована для оценки времени растрескивания защитного слоя. Наконец, модель расчета неоднородной ржавчины была подтверждена путем сравнения результатов численного анализа с экспериментальными результатами.

2. Поле радиального смещения бетона с неоднородной корродированной сталью

После начала коррозии арматурных материалов продукты коррозии оказывают экструзионное усилие на бетон вокруг арматуры. Под действием этой силы расширения ржавчины арматуры в бетоне, окружающем арматуру, создается поле радиального смещения. Если это поле радиального смещения можно определить, объемное расширение продукта ржавчины можно смоделировать с помощью метода смещения.В реальных условиях коррозия стали в RC-элементах неоднородна. Бетонная сторона рядом с защитным слоем имеет тенденцию к сильной коррозии, в то время как на другой стороне наблюдается противоположная картина. Поле радиального смещения арматуры в угловых и неугловых областях может быть определено с использованием результатов предыдущих исследований.

2.1. Армирование неугловой зоны

Коррозия арматуры распределяется таким образом, что толщина слоя ржавчины обратно пропорциональна кратчайшему расстоянию до защитного слоя бетона.Точка ближе к бетонной поверхности соответствует более толстому слою ржавчины на арматуре. Предложена эллиптическая модель линии внешнего контура слоя ржавчины в неугловой зоне армирования. Перед расширением из-за коррозии арматуры, вызывающей растрескивание бетона, коррозия арматуры распределяется по полукругу на одной стороне защитного слоя бетона, а слой ржавчины на другой стороне полукруга является настолько сравнительно небольшим, что в расчетах он не учитывается [28].Однако после того, как в бетоне начинают появляться трещины, модель распределения коррозионного слоя стали можно разделить на две части: эллиптическую модель, расположенную рядом, соответствующую одной стороне защитного слоя бетона, и однородную модель коррозии, соответствующую другой. боковая сторона. Модель распределения радиального смещения для неугловой области армирования показана и дается уравнением (1).

u (θ) = 0≤θ≤π (r + u1) ⋅ (r + u2) (r + u1) 2cos2θ + (r + u2) 2sin2θ − rπ≤θ≤2πu2

(1)

где r — исходный радиус стального стержня, u θ — корродированная толщина при θ в полярных координатах, u 1 — максимальная коррозионная толщина ближайшего к бетонному покрытию (для штанга, расположенная сбоку) или максимальная толщина корродированного участка в углу образца бетона (для штанги, расположенной в углу), а u 2 — толщина корродированного слоя на стороне, удаленной от бетонного покрытия.

Модель распределения радиального смещения для армирования неугловой области.

2.2. Армирование угловой области

На основе результатов предыдущего исследования [28], предлагается модель двойного эллипса для коррозионного слоя арматуры в угловой области. Предполагается, что форма остаточного сечения арматуры приблизительно эллиптическая. Модель распределения радиального смещения для армирования угловой области показана в уравнении (2).

u (θ) = — π2≤θ≤0 (r + u1) ⋅ (r + u2) (r + u2) 2cos2θ + (r + u1) 2sin2θ − r0≤θ≤π2u1π2≤θ≤π (r + u1) ⋅ (r + u2) (r + u1) 2cos2θ + (r + u2) 2sin2θ − rπ≤θ≤3π2u2

(2)

Модель распределения радиальных смещений для армирования угловых участков.

2.3. Поле радиального смещения и потери от коррозии Модель

Процесс растрескивания бетона включает три стадии [29]: стадию расширения без ржавчины, стадию растягивающего напряжения бетонного покрытия и стадию растрескивания бетонного покрытия. Общее количество продуктов коррозии стали должно быть суммой продуктов коррозии для каждой из трех стадий. Капиллярные поры на границе раздела сталь-бетон имеют одинаковый размер вокруг арматуры.

Толщина переходной зоны пор между сталью и бетоном составляет δ 0 , объем переходной зоны поры на единицу длины составляет 2π 0 , а объем коррозии армирующего материала в длина блока В с 1 .Таким образом, объем продуктов коррозии равен сумме объема переходной зоны поры и объема коррозии арматуры, как определяется уравнением (3).

Объем продукта коррозии на стадии растягивающего напряжения бетонного покрытия и стадии растрескивания бетонного покрытия составляет V 2 . Когда переходная зона пор заполняется продуктами коррозии арматуры, бетон вокруг стержня арматуры смещается под действием силы расширения ржавчины арматуры.Таким образом, расширенный объем бетона вокруг арматуры на единицу длины ( V, c ) рассчитывается с использованием радиального смещения вокруг арматуры, как показано уравнением (4). На обеих стадиях объем коррозии арматуры на единицу длины составляет В с 2 . Таким образом, объем продукта коррозии V 2 является суммой расширенного объема бетона и объема коррозии арматуры, как показано уравнением (5).

Армирование неугловой зоны: Vc = 12πr (u1 + 3u2) Армирование угловой зоны: Vc = πr (u1 + u2)

(4)

Общее количество продуктов коррозии V r составляет сумму из В 1 и В 2 , как указано уравнениями (6) и (7). Скорость расширения продуктов коррозии арматуры составляет × , и соотношение между V r и V s приведено в уравнении (8).Общий объем коррозии арматуры на единицу длины ( V s ) определяется уравнением (9). Скорость коррозии арматуры ŋ определяется уравнением (10). Связь между скоростью коррозии арматуры и радиальным смещением определяется уравнением (11).

η = Vsπr2 = 2πr0 + Vc (ρ − 1) πr

(10)

Армирование неугловой области: η = 4δ0 + u1 + 3u22 (ρ − 1) r Армирование угловой области: η = 2δ0 + u1 + u2 (ρ − 1) r

(11)

Прежде чем коррозионное расширение образует трещины в бетоне, коррозия арматуры распределяется полукругом около одной стороны защитного слоя бетона, а слой ржавчины — на другой стороне бетона. полукруг остается относительно небольшим.Следовательно, согласно литературе [30], соотношение между максимальным радиальным смещением u 1 и минимальным радиальным смещением u 2 определяется уравнением (12). Уравнение радиального смещения получается путем включения скорости коррозии арматуры (уравнения (13) и (14)).

Армирование неугловой области:

u (θ) = 0≤θ≤πr2 [1 + 2 (ρ − 1) η] −4δ0r [r + 2r (ρ − 1) η − 4δ0] 2cos2θ + r2sin2θ− rπ≤θ≤2π2 (ρ − 1) rη − 4δ0 / 30

(13)

Угловая арматура:

u (θ) = — π2≤θ≤0r2 [1 + 2 (ρ − 1) η] −4δ0r [r + 2r (ρ − 1) η − 4δ0] 2sin2θ + r2cos2θ − r0 ≤θ≤π22 (ρ − 1) rη − 4δ0π2≤θ≤πr2 [1 + 2 (ρ − 1) η] −4δ0r [ r + 2r (ρ − 1) η − 4δ0] 2cos2θ + r2sin2θ − r π≤θ≤3π22 (ρ − 1) rη − 4δ0 / 30

(14)

Учитывая радиальные смещения u 1 и u 2 , можно определить скорость коррозии и количество коррозии стальной арматуры в точке, когда расширение ржавчины вызывает растрескивание бетона.По характеристикам коррозионного слоя стали в бетоне получена математическая модель поля неравномерного распределения радиальных смещений, вызванного влиянием коррозии стали на бетон как для неугловой, так и для угловой области. Модель объясняет условия, лежащие в основе дополнительного поля напряжений, вызванного коррозионным расширением стали, и позволяет анализировать модель конечных элементов для прогнозирования трещин в бетоне. Более того, количественное соотношение между скоростью потери сечения неоднородной корродированной арматуры и радиальным смещением бетона вокруг стальных стержней получается путем анализа всего процесса коррозии, который приводит к растрескиванию бетона.

3. Численный анализ. Модель

В настоящее время существует два подхода к анализу растрескивания защитного слоя бетона: теоретический аналитический подход и экспериментальный подход. Теоретический анализ в основном включает анализ механики и анализ методом конечных элементов. Подход к анализу упругой механики, принятый учеными, включает рассмотрение упругой механики модели толстостенного цилиндра, в которой предполагается, что сила расширения продукта коррозии равномерно распределена на внутренней стенке бетонного цилиндра.Однако это предположение нереально. Дополнительным недостатком анализа упругой механики является сложность точного количественного определения повреждений, вызванных растрескиванием бетона. Хотя анализ методом конечных элементов является рекомендуемым и общепринятым методом анализа повреждений бетона от трещин, вызванных коррозией стали, следует также рассмотреть альтернативный подход — экспериментирование. Экспериментальные методы включают метод ускоренного испытания наложенным током и метод имитационного испытания.Первый обычно широко используется исследователями, так как он имеет преимущество относительно короткого времени тестирования. Однако результаты метода ускоренного испытания наложенным током плохо коррелируют с естественными условиями коррозии. Между тем, метод моделирования не позволяет имитировать неравномерный характер коррозии арматуры. По сравнению с экспериментальным методом, преимущества метода теоретического анализа в виде короткого периода анализа и низкой стоимости гарантируют, что он играет важную роль в области исследования повреждений бетона трещинами, включая создание модели коррозии арматуры как до, так и во время растрескивание бетона [31,32,33] и учет количественной зависимости между шириной трещины и скоростью коррозии.В настоящем исследовании программное обеспечение конечных элементов использовалось для исследования процесса растрескивания защитного слоя бетона, вызванного неравномерной коррозией и расширением стальной арматуры, а также для определения влияющих факторов.

3.1. Материальное соотношение и критерий разрушения бетона

Материальное соотношение бетона относится в основном к соотношению напряжение-деформация бетона, подверженного одноосным и многоосным напряжениям. Модель дисперсионной трещины в бетоне используется для описания нелинейного поведения бетона, вызванного изотропным твердением при сжатии, упругопластическом и упругом растрескивании.Поверхность текучести при сжатии и функция поверхности обнаружения трещин на плоскости p – q (повреждение при сжатии) показаны на, а поверхность текучести при сжатии и функция поверхности обнаружения трещин при двухосном напряжении (повреждение при растяжении) показаны на.

Повреждения бетона от сжатия в плоскости p – q.

Поверхности текучести и разрушения при двухосном напряжении.

Нелинейное поведение бетона под нагрузкой выражается модельными перегородками. Модель изотропного упрочнения и упругопластичности используется в области модели давление – давление, а модель упругого растрескивания используется в других областях.Линейно-упругое определяющее соотношение принимается до образования трещин в бетоне, поверхность обнаружения трещин (растягивающее повреждение) определяется напряженным состоянием и направлением разрушения во время растрескивания, а упругое определяющее соотношение принимается после растрескивания. Эквивалентное гидростатическое давление и эквивалентное девиаторное напряжение используются для выражения поверхности текучести при сжатии и обнаружения трещин (повреждение при растяжении), соответственно. Параметр «Коэффициенты отказов» определяет форму поверхностей отказа.Для выражения модели необходимы четыре значения:

  • (1)

    Отношение двухосного предельного напряжения сжатия к одноосному предельному напряжению сжатия;

  • (2)

    Отношение предельного напряжения разрушения при одноосном растяжении к предельному напряжению при одноосном сжатии;

  • (3)

    Отношение основной составляющей пластической деформации при двухосном предельном напряжении сжатия к составляющей пластической деформации, соответствующей одноосному предельному напряжению сжатия; и

  • (4)

    Отношение главного растягивающего напряжения при растрескивании (два других главных напряжения вместе образуют предельное сжимающее напряжение) к напряжению во время одноосного растягивающего растрескивания.

Одноосное соотношение напряжения и деформации при сжатии бетона определялось опцией «бетон». В этом исследовании была принята зависимость одноосного сжатия от деформации при сжатии GB50010-2010 [34]. Реляционная модель имеет следующий вид:

σc = fc · αaεεc + 3 − αaεεc2 + αa − 2εεc3,

(15)

где f c представляет максимальное одноосное напряжение сжатия, ε c представляет максимальную деформацию одноосного сжатия, а α a представляет собой соответствующий параметр кривой одноосного сжатия-деформации.

Растрескивание — одно из наиболее важных механических свойств бетонных материалов. Выражение трещины и моделирование формы после трещины являются ключевыми частями модели. При численном анализе бетона с учетом нелинейного поведения ключевой проблемой является моделирование растрескивания бетона. В этом исследовании была принята модель дисперсионного растрескивания с независимыми поверхностями обнаружения трещин. Бетонные трещины развиваются, когда напряжение достигает поверхности обнаружения трещин. Затем направления трещин сохраняются и используются для последующего анализа и расчетов.Поскольку используется теория повреждений, направление разрушения может повлиять на последующий расчет после образования трещины (трещина может быть открытой или закрытой). Последующее разрушение зоны трещины моделировалось с помощью «упрочнения при растяжении», которое должно быть определено в модели растрескивания бетона. Существует два режима повышения жесткости при растяжении: зависимость напряжения от деформации после разрушения и критерий трещин по энергии разрушения. Режим зависимости напряжения от деформации после разрушения использовался для простого бетона, но результаты его расчета показали чувствительность сетки.Для решения этой задачи был принят режим критериев энергии разрушения трещины. Смещение поверхности трещины составляло 0,05 мм при напряжении в модели 0. Настройка «ТИП = СМЕЩЕНИЕ» под опцией «НАПРЯЖЕНИЕ НА ВЫДЕРЖАНИЕ» в параметрах модели использовалась для применения начального смещения.

3.2. Модель конечных элементов

Образец RC с размером сечения 200 мм × 200 мм был смоделирован с использованием модели анализа конечных элементов, в которой арматура была заменена отверстием равного диаметра.Для моделирования бетона использовались элементы C3D8R. C3D8R представляет собой трехмерный восьмиузловой линейный шестигранный твердотельный теплопроводный блок, в котором используется интеграл линейного уменьшения для мелкоячеистого разделения. Принята технология построения структурной сетки, размер сетки составил 0,005 м. Сетки вокруг отверстий более мелкие, в которых размер сетки составлял 2 мм. Плотность и форма разделения сетки должны быть указаны для расчетов методом конечных элементов. Относительно сходящееся решение может быть получено путем расчетов методом проб и ошибок с различной плотностью сетки.Предполагалось, что сталь и бетон идеально склеены. «Встроенная» команда использовалась для моделирования взаимодействия между бетоном и сталью. Кроме того, фиксированное соединение на конце бетонного покрытия использовалось в качестве граничного условия. При анализе растрескивания основные задачи включали добавление параметров механических свойств материалов, изменение типов анализа, добавление граничных условий смещения, приложение нагрузок и вывод результатов расчетов.

Предполагалось, что коррозия арматуры будет равномерной в осевом направлении, так что коррозионное расширение арматуры можно рассматривать как проблему плоской деформации.Были смоделированы бетонная модель угловой балки и бетонная боковая балка (). Окружающее разделение сетки было зашифровано из-за концентрации напряжений вокруг отверстия.

Железобетонные (ЖБИ) модели.

3.3. Параметры модели

Основными факторами, влияющими на растрескивание бетона, являются прочность бетона, толщина бетонного покрытия, диаметр арматуры и положение стали. Факторы влияния, рассматриваемые в данном исследовании, представлены в. Эти факторы были объединены по-разному, чтобы создать 54 модели процесса растрескивания бетона.

Таблица 1

Число Диаметр арматуры / мм Толщина покрытия / мм Предел прочности на разрыв / МПа Усиленное место
1 183 Боковое усиление
2 20 30 1,78 Угловое усиление
3 25 35 2.01

3.4. Метод нагружения

Эллиптическая модель, описанная выше, была принята для анализа поля радиального смещения, а радиальное смещение применялось для моделирования неравномерного коррозионного расширения арматуры. Шарнирные опоры устанавливались на границе модели таким образом, чтобы модели находились под напряжением как в радиальном, так и в осевом направлениях. Для облегчения анализа первоначальные дефекты и микротрещины в исследовании не учитывались. Для армирования в угловых и неугловых областях было применено радиальное смещение бетона в соответствии с уравнениями (13) и (14).

4. Результаты анализа

4.1. Анализ напряжений в бетоне

Была проанализирована модель бетона с прочностью бетона C30, толщиной покрытия 30 мм и диаметром стали 20 мм.

4.1.1. Одиночный стальной стержень

Нефограмма и карта изолиний главного напряжения растяжения были получены путем применения значения смещения u 1 = 1 мкм для моделирования распределения напряжений в бетоне без трещин, как показано в и (единица измерения: Па) . Здесь основное растягивающее напряжение бетона на краю отверстия распределялось неравномерно.Оно постепенно уменьшалось от края к внешней области, в то время как основное растягивающее напряжение на краю внешней поверхности увеличивалось.

Армирование неугловой зоны (единица измерения: Па). ( a ) Нефограмма главного растягивающего напряжения. ( b ) Изолинейная карта модели главного растягивающего напряжения.

Армирование угловой зоны (единица измерения: Па). ( a ) Нефограмма главного растягивающего напряжения. ( b ) Изолинейная карта модели главного растягивающего напряжения.

4.1.2. Мультиармирование

Здесь три отверстия (одно центральное и два угловых, каждое диаметром 20 мм) были расположены равномерно. Равное радиальное смещение применялось для получения нефограммы и карты изолиний главного напряжения растяжения, как показано на рис. Цифры показывают, что напряжение бетона было наложено между соседними стальными стержнями, и что это напряжение было больше, чем напряжение защитного слоя бетона. Можно сделать вывод, что когда стальные стержни ржавеют одновременно, бетон растрескивается по горизонтали вдоль стальных стержней из-за наложения напряжений и даже начинает отслаиваться.

Мультиармирование: ( a ) Нефограмма главного растягивающего напряжения; ( b ) Изолинейная карта модели главного растягивающего напряжения.

4.2. Радиальное смещение арматуры в угловой зоне

4.2.1. Результаты численного анализа

Модель бетона с прочностью бетона C30, толщиной покрытия 30 мм и диаметром стали 20 мм была проанализирована для получения критического радиального смещения при растрескивании бетона. При радиальном смещении u 1 = 2.Нанесено 5 мкм, в бетоне вокруг стального стержня образовались трещины. При радиальном смещении u 1 = 5 мкм трещины распространяются во всех направлениях. При радиальном смещении u 1 = 6 мкм в защитном слое бетона появились трещины. При радиальном смещении u 1 = 7,2 мкм трещины проникли в защитный слой бетона. Горизонтальная и вертикальная составляющие значений напряжения бетона для поверхности с трещинами показаны на рис.

Горизонтальные и вертикальные составляющие напряжения бетона (единицы: Па). ( a ) u 1 = 2,5 мкм; ( b ) u 1 = 5 мкм; ( c ) u 1 = 6 мкм; ( d ) u 1 = 7,2 мкм.

Таблица 2

Критическое радиальное смещение угловой арматуры.

3 3123 4,4 903 3123 903 903 2,01 312
Кол. Предел прочности / МПа Диаметр арматуры / мм Толщина покрытия / мм Радиальное смещение u 1 / мкм Чис. Предел прочности / МПа Диаметр арматуры / мм Толщина покрытия / мм Радиальное смещение u 1 / мкм
1 1,54 18 18 15 1,78 20 35 7,7
2 1,54 18 30 5,8 16 1,78 1
3 1,54 18 35 7,0 17 1,78 25 30 6,2
4
4 18 1,78 25 35 7,4
5 1,54 20 30 5,7 19 903 11 2511 9039
6 1,54 20 35 6,8 20 2,01 18 30 7,4
7 21 2,01 18 35 8,9
8 1,54 25 30 5,4 22 9038
9 1,54 25 35 5,9 23 2,01 20 30 7,2
7,2 24 2,01 20 35 8,6
11 1,78 18 30 6,6 25 256
12 1,78 18 35 8,0 26 2,01 25 30 6,9
13 1.
13 27 2,01 25 35 8,3
14 1,78 20 30 6,4
4.2.2. Анализ влияющих факторов

(1) Класс прочности бетона

Согласно, зависимость между радиальным смещением u 1 и пределом прочности бетона при образовании трещин в защитном слое бетона, как показано на рис. Радиальное смещение u 1 постепенно увеличивается по мере увеличения прочности на разрыв, когда толщина бетонного покрытия и диаметр арматурного стержня остаются постоянными.

Радиальное смещение u 1 и предел прочности бетона на разрыв.

(2) Толщина бетонного покрытия и диаметр арматурного стержня

представляет соотношение между радиальным смещением u 1 и отношением толщины бетонного покрытия к диаметру арматурного стержня при растрескивании защитного слоя бетона, как показано на. Можно сделать вывод, что радиальное смещение u 1 постепенно увеличивается по мере увеличения относительной толщины покрытия, когда предел прочности бетона на разрыв остается постоянным.

Радиальное смещение u 1 и относительная толщина покрытия c / d .

(3) Данные регрессионного анализа

Результаты факторного анализа показали, что формула регрессии, учитывающая критическое радиальное смещение, прочность бетона, толщину покрытия и диаметр арматурного стержня, может быть получена с использованием множественного логистического регрессионного анализа. Модель регрессии была создана с использованием функции аппроксимации уравнения (16), как указано в уравнении (17).

u1 = k · ftA · (1 + c / d) B · dC

(16)

u1 = 0,0338 · ft0,92 · (1 + c / d) 2 · d

(17)

где u 1 представляет критическое радиальное смещение, f t представляет предел прочности бетона на растяжение, c представляет толщину покрытия, а d представляет диаметр арматурного стержня.

4.3. Радиальное смещение арматуры в неугловой зоне

4.3.1. Результаты численного анализа

Модель бетона с прочностью бетона C30, толщиной покрытия 30 мм и диаметром стали 20 мм была проанализирована для определения критического радиального смещения при растрескивании бетона. Когда было применено радиальное смещение u 1 = 4,5 мкм, в бетоне вокруг стального стержня возникли трещины. При радиальном смещении u 1 = 7.Нанесено 4 мкм, трещины разлетаются во все стороны. При радиальном смещении u 1 = 11,3 мкм в защитном слое бетона появились трещины. При радиальном смещении u 1 = 11,9 мкм трещины проникли в защитный слой бетона. Горизонтальная и вертикальная составляющие напряжения бетона на поверхности с трещинами показаны на. Результаты численного анализа растрескивания бетона, вызванного неравномерной коррозией арматурной стали в неугловой области, представлены в.

Горизонтальные и вертикальные составляющие напряжения бетона (единицы: Па): ( a ) u 1 = 4,5 мкм; ( b ) u 1 = 7,4 мкм; ( c ) u 1 = 11,3 мкм; ( d ) u 1 = 11,9 мкм.

Таблица 3

Критическое радиальное смещение неугловой арматуры.

8 903 312 312 312
Кол. Предел прочности / МПа Диаметр арматуры / мм Толщина покрытия / мм Радиальное смещение u 1 / мкм Чис. Предел прочности / МПа Диаметр арматуры / мм Толщина покрытия / мм Радиальное смещение u 1 / мкм
1 1,54 7 7 15 1,78 20 35 12,6
2 1,54 18 30 9,6 16 3 1.78
3 1,54 18 35 11,4 17 1,78 25 30 10,6
4 18 1,78 25 35 12,3
5 1,54 20 30 9,4 19 2,019
6 1,54 20 35 11,1 20 2,01 18 30 12,0

2 903
7,0 21 2,01 18 35 14,2
8 1,54 25 30 9,3 22 2018
9 1,54 25 35 10,8 23 2,01 20 30 11,9

2 903
10 1,9 24 2,01 20 35 13,9
11 1,78 18 30 10,9 25 9039
12 1,78 18 35 12,9 26 2,01 25 30 11,8

2 903
13 27 2,01 25 35 13,7
14 1,78 20 30 10,6
4.3.2. Анализ влияющих факторов

(1) Класс прочности бетона

Зависимость между радиальным смещением u 1 и пределом прочности бетона при наличии трещин в защитном слое бетона может быть определена по и показана на. Радиальное смещение u 1 постепенно увеличивается по мере увеличения прочности на разрыв, когда толщина бетонного покрытия и диаметр арматурного стержня остаются постоянными.

Радиальное смещение u 1 и предел прочности бетона на разрыв.

(2) Относительная толщина бетонного покрытия

Зависимость между радиальным смещением u 1 и отношением толщины бетонного покрытия к диаметру арматурного стержня, когда трещины в защитном слое бетона могут быть определены по и показана на. Радиальное смещение u 1 постепенно увеличивается по мере увеличения относительной толщины покрытия, когда предел прочности бетона на растяжение остается постоянным.

Радиальное смещение u 1 и относительная толщина покрытия c / d .

(3) Данные регрессионного анализа

Критическое радиальное смещение неугловой области армирования больше, чем угловой области армирования, на что указывает. Отношение первых к вторым составляет примерно 1,68. Таким образом, параметр корректировки положения арматуры был принят для надлежащего учета эффекта неуглового расположения. Модель регрессии для критического радиального смещения u 1 защитного слоя, вызванного неоднородной ржавчиной в неугловой области, была скорректирована в соответствии с уравнением (18).

u1 = 0,0568 · ft0.92 · (1 + c / d) 2 · d

(18)

Таблица 4

Анализ отношения критического радиального смещения.

3 5,1 903 3 11 6 3 11 6 3 11
Кол. Неугловое радиальное смещение / мкм Угловое радиальное смещение / мкм Отношение Чис. Неугловое радиальное смещение / мкм Угловое радиальное смещение / мкм Отношение
1 7,8 4,6 1.70 15 12,6 7,7 1,64
2 9,6 5,8 1,66 16 8,8 1,63 17 10,6 6,2 1,71
4 7,7 4,6 1,67 18 12,3 7.4 1,66
5 9,4 5,7 1,65 19 9,9 5,9 1,68
7,4 1,62
7 7,8 4,4 1,77 21 14,2 8,9 1,60
9.3 5,4 1,72 22 9,8 5,8 1,69
9 10,8 5,9 1,83 1,83 3 23 8,9 5,3 1,68 24 13,9 8,6 1,62
11 10,9 6,6 1,65 9 5,6 1,77
12 12,9 8,0 1,61 26 11,8 6,9 1,71
1,71
5,2 13,7 8,3 1,65
14 10,6 6,4 1,66

Здесь u 1 представляет критическое радиальное смещение, f t представляет прочность бетона на растяжение, c представляет толщину покрытия, а d представляет диаметр арматурного стержня.

4.4. Модель скорости коррозии арматуры

Уравнения (17) и (18), соответственно, были заменены в уравнение (11), а модели скорости коррозии стали для неугловых и угловых областей приведены в уравнении (19). Математическая модель регрессии скорости коррозии стали была получена с использованием параметров коррекции положения арматуры, как указано в уравнении (20). Уравнение радиального смещения было получено путем включения скорости коррозии арматуры, как указано уравнениями (21) и (22).

Армирование неугловой зоны η = 4δ0 + 0,063 · ft0.92 · (1 + c / d) 2 · d (ρ − 1) d Армирование угловой зоны η = 4δ0 + 0,07 · ft0.92 · (1 + c / d) 2 · d (ρ − 1) d

(19)

η = 4δ0 + k · 0,07 · ft0,92 · (1 + c / d) 2 · d (ρ − 1) d

(20 )

Здесь δ 0 представляет толщину переходной зоны поры между сталью и бетоном, ρ представляет скорость расширения продуктов коррозии арматуры, а k представляет параметр коррекции положения арматуры, который равен 1 в угловой области и 0.9 для армирования в неугловой области.

Армирование неугловой области:

u (θ) = 0≤θ≤πr2 + 8δ0r2 / d + 0.126r2ft0.92 (1 + c / d) 2−4δ0r [r + 8δ0r / d + 0.126rft0.92 (1 + c / d) 2−4δ0] 2cos2θ + r2sin2θ − rπ≤θ≤2π0,267δ0r / d + 0,004rft0,92 (1 + c / d) 2−0,133δ0

(21)

Армирование угловой зоны :

u (θ) = — π2≤θ≤0r2 + 8δ0r2 / d + 0.126r2ft0.92 (1 + c / d) 2−4δ0r [r + 8δ0r / d + 0.126rft0.92 (1 + c / d) 2−4δ0] 2cos2θ + r2sin2θ − r0≤θ≤π28δ0r / d + 0.126rft0.92 (1 + c / d) 2−4δ0π2≤θ≤πr2 + 8δ0r2 / d + 0.126r2ft0.92 (1 + c / d) 2−4δ0r [r + 8δ0r / d + 0.126rft0.92 (1 + c / d) 2−4δ0] 2sin2θ + r2cos2θ − rπ≤θ≤3π20.267δ0r / d + 0.004rft0.92 (1 + c / d) 2−0,133δ0

(22)

4.5. Проверка испытания

Для проверки формулы был испытан RC-образец размером 300 мм × 300 мм × 500 мм для определения скорости коррозии стали. В качестве цементирующего материала в эксперименте использовался обычный портландцемент P.O42.5. Обычные мелкие заполнители бетона были изготовлены из речного песка с модулем дисперсности 2,4. Крупные агрегаты представляли собой базальтовый гравий с размером частиц 5–20 мм.И мелкие, и крупные заполнители удовлетворяли требованиям кривой сортировки заполнителей. Водовосстанавливающая добавка представляла собой суперпластификатор на основе поликарбоновой кислоты со степенью снижения содержания воды 25-30% (массовая доля), а вода для смешивания представляла собой водопроводную воду. Прочность бетона на растяжение была получена путем испытания на раскалывание кубических образцов. Прочность на растяжение при раскалывании бетона оценивалась для трех кубических блоков для испытаний с размерами 150 мм × 150 мм × 150 мм. Чтобы уменьшить влияние факторов разливки, была принята та же партия отверждения образца.Пропорции бетона C30 представлены в. Свойства бетонных блоков для испытаний представлены в. Состав и механические свойства арматуры представлены в. Скорость коррозии стальной арматуры оценивалась методом ускоренной коррозии электрическим полем. Образцы RC помещали в 3,5% раствор NaCl. Нержавеющая сталь в растворе в качестве вспомогательного электрода (катода) была подключена к отрицательному электроду стабилизированного измерителя тока.Армирование ржавчины в бетонном блоке для испытаний служило анодом и было подключено к положительному электроду стабилизированного измерителя тока, как показано на рис. Плотность тока коррозии была зафиксирована на уровне 2 А / мм 2 . Ширина трещины контролировалась с помощью измерителя ширины трещины. Когда было установлено, что ширина трещины на поверхности образца по продольной арматуре составила 0,10 мм, сломанный образец удалили для удаления ржавчины и взвешивания. Скорость потери веса арматуры — это скорость коррозии при растрескивании защитного слоя.

Полевые испытания на ускорение. ( a ) Испытательное устройство. ( б ) Бетонный образец.

Таблица 5

Состав бетонной смеси (кг / м 3 ).

Номер Цемент Вода Вода
Редуктор
Соотношение вода-связующее Мелкий заполнитель Крупный заполнитель
12

9011 9011 9011
901 .45 718 1068

Таблица 6

1 12311 01
Номер Диаметр арматуры / мм Толщина крышки / мм Предел прочности при растяжении / МПа
25 2,01
2 18 30 2,01
3 18 35 2,01
4
5 25 30 2,01

Таблица 7

Состав и механические свойства арматуры.

МПа Относительное удлинение
Тип стали Состав /% Механические свойства
C Si Mn P S Fe Предел текучести / МПа Предел текучести Коэффициент текучести
HRB400 0.25 0,31 1,08 0,015 0,025 прочее 480 630 1,31 1,20

После испытаний на ускоренную коррозию образцы разрезали на кусочки. под микроскопом во внутреннем армированном растворе. Половина образца использовалась для анализа процесса коррозии с использованием метода взаимно корреляционных изображений на верхней поверхности. Слой ржавчины на растворе анализировали с помощью камеры CCD.Согласно микроскопическому тесту, δ 0 составляло 12,5 мкм, а ρ было 2. Математическая регрессионная модель для скорости коррозии стали была упрощена до уравнения (23). Скорость коррозии стальной арматуры оценивалась методом невесомости. Результаты испытаний и численного моделирования представлены в.

η = 0,05d − 1 + k · 0,07 · ft0,92 · (1 + c / d) 2

(23)

Таблица 8

Результаты испытаний и численного моделирования.

0,73
Номер Скорость коррозии стали /%
Метод численного моделирования Тест Ошибка
1 0.686 0,715 4,27
2 0,854 0,890 4,18
3 3 1,041 1,089 4,63
5 0,582 0,605 3,97

Результаты расчетов из этой таблицы близки к экспериментальным результатам, погрешность между ними составила <5%.Ошибка возникла из-за того, что при численном моделировании не учитывались явления продуктов ржавчины, заполняющие щель трещины, и эффект ползучести бетона.

5. Выводы

Поскольку коррозия стальных стержней серьезно влияет на долговечность бетонных конструкций, анализ процесса растрескивания бетона, вызванного коррозией арматуры, имеет важное исследовательское значение. Для неравномерной коррозии стальных стержней было использовано неравномерное смещение расширения ржавчины для моделирования процесса растрескивания защитного слоя бетона с помощью численного моделирования.

  • (1)

    В соответствии с возникновением неоднородной коррозии и характеристиками слоя ржавчины была получена функция распределения неравномерного радиального смещения бетона вокруг углового и неуглового стержня.

  • (2)

    Было обобщено распределение поля напряжений защитного слоя бетона, вызванного коррозией стали, и наличие смежных стальных стержней вызвало наложение напряжений в бетоне между стальными стержнями.

  • (3)

    Формула для расчета критического радиального смещения была получена в точке, когда началось растрескивание, и использовалась для прогнозирования степени коррозии покрывающего бетона.

  • (4)

    Была получена математическая модель радиального смещения в момент появления трещин, которое связано с пределом прочности бетона на растяжение, относительным защитным слоем и диаметром арматуры.

  • (5)

    Правильность модели расчета неоднородной ржавчины была проверена путем сравнения результатов численного анализа с экспериментальными результатами.

Вклад авторов

Data curation, L.Z .; Письмо — черновик, Д.Н .; Методология, B.W .; Валидация, D.L.

Финансирование

Авторы выражают признательность Основной программе Национального фонда естественных наук (№ 515) (в Китае), Проекту Национального фонда естественных наук (№ 51578450, № 51808438) (в Китае). ), Программа инновационных исследований в Университете Министерства образования Китая (грант No.IRT_17R84) (в Китае) и Проекты международного сотрудничества провинции Шэньси (№2019KW-047) (в Китае), Научно-технологический проект государственной электросетевой компании провинции Шэньси (SGSNJY00SJJS1

5) (в Китае).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Мишель А. Проникновение продуктов коррозии и коррозионное растрескивание в армированных вяжущих материалах: экспериментальные исследования и численное моделирование.Джем. Concr. Compos. 2014; 47: 75–86. DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2013.04.011. [CrossRef] [Google Scholar] 2. Лю Ю.П., Вейерс Р.Э. Моделирование коррозионного растрескивания в железобетонных конструкциях, загрязненных хлоридом. ACI Mater. J. 1998; 95: 675–681. [Google Scholar] 3. Петр Д., Даниэль В., Кшиштоф О. Эффект верхней планки в образцах с одной точкой заливки на одной кромке в высокоэффективном самоуплотняющемся бетоне. J. Adv. Concr. Technol. 2018; 16: 282–292. [Google Scholar] 5. Ли Ю.Ю., Сунь Ю.М., Цю Дж.Л., Лю Т., Ян Л., Ше Х.Д. Характеристики поглощения влаги и теплоизоляционные свойства теплоизоляционных материалов для туннелей в холодных регионах. Констр. Строить. Матер. 2020; 237: 117765. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2019.117765. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Лай Дж. Х., Ван X. Л., Цю Дж. Л., Чен Дж. Х., Ху З., Ван Х. Экстремальные характеристики деформации и меры противодействия туннелю в труднопроходимой местности на юге Шэньси, Китай. Environ. Earth Sci. 2018; 77: 706. DOI: 10.1007 / s12665-018-7888-2.[CrossRef] [Google Scholar] 7. Базант З.П. Физическая модель коррозии стали в бетонных морских сооружениях — теория. ASCE J. Struct. Div. 1979; 105: 1137–1154. [Google Scholar] 8. Weryers M.P. Модель срока службы бетонных конструкций в хлоридной среде. ACI Mater. J. 1998; 4: 445–453. [Google Scholar] 9. Weryers M.P., Clark L.A. Структурный эффект коррозии — обзор механизма; Труды Конкретного сообщения 2000 г .; Бирмингем, Великобритания. 29–30 июня 2000 г .; С. 409–421. [Google Scholar] 10.Чжао Ю.Х., Цзинь В. Моделирование степени коррозии стали при растрескивании бетонного покрытия. Adv. Struct. Англ. 2006. 9: 687–696. DOI: 10.1260 / 136943306778827556. [CrossRef] [Google Scholar] 11. Чжао Ю.Х., Ю. Дж., Цзинь В. Анализ повреждений и модель растрескивания железобетонных конструкций при коррозии арматуры. Коррос. Sci. 2011; 53: 3388–3397. DOI: 10.1016 / j.corsci.2011.06.018. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Ли К.К., Мельчерс Р.Э., Чжэн Дж.Дж. Аналитическая модель ширины трещин, вызванных коррозией, в железобетонных конструкциях.ACI Struct. J. 2006; 103: 479–487. [Google Scholar] 13. Андраде К., Алонсо К., Молина Ф.Д. Растрескивание покрытия как функция коррозии стержня: Часть 1 — экспериментальное испытание. Матер. Struct. 1993; 26: 453–464. DOI: 10.1007 / BF02472805. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Алонсо К., Андраде К., Родригес Дж., Диез Дж. М. Факторы, контролирующие растрескивание бетона под воздействием коррозии арматуры. Матер. Struct. 1998. 31: 435–441. DOI: 10.1007 / BF02480466. [CrossRef] [Google Scholar] 15. О Б., Ким К.Х., Чан Б.С. Критическая степень коррозии, вызывающая растрескивание железобетонных конструкций.ACI Mater. J. 2009; 106: 333–339. [Google Scholar] 16. Сонг Х., Ню Д., Лю С. Аналитическая модель глубины проникновения коррозии при растрескивании покрытия в железобетонных конструкциях. Key Eng. Матер. 2009; 400–402: 227–232. DOI: 10.4028 / www.scientific.net / KEM.400-402.227. [CrossRef] [Google Scholar] 17. Вал Д.В., Чернин Л., Стюарт М.Г. Экспериментальное и численное исследование коррозионного растрескивания покрытий в железобетонных конструкциях. J. Struct. Англ. ASCE. 2009. 135: 376–385. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0733-9445 (2009) 135: 4 (376).[CrossRef] [Google Scholar] 18. Джанг Б.С., О Б. Влияние неоднородной коррозии на растрескивание и срок службы железобетонных конструкций. Джем. Concr. Res. 2010; 40: 1441–1450. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2010.03.018. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Чжао Ю.Х., Карими А.Р., Вонг Х.С. Сравнение однородных и неоднородных повреждений, вызванных коррозией в железобетоне, на основе гауссовского описания слоя коррозии. Коррос. Sci. 2011; 53: 2803–2814. DOI: 10.1016 / j.corsci.2011.05.017. [CrossRef] [Google Scholar] 20.Ожболт Ю., Балабанич Г., Куштер М. 3D Численное моделирование коррозии стали в бетонных конструкциях. Коррос. Sci. 2011; 53: 4166–4177. DOI: 10.1016 / j.corsci.2011.08.026. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Ду Х., Цзинь Л., Чжан Р. Моделирование растрескивания покрывающего бетона из-за неравномерной коррозии арматуры. Коррос. Sci. 2014; 89: 189–202. DOI: 10.1016 / j.corsci.2014.08.025. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Чжан Дж., Лин X., Гуань З. Конечно-элементное моделирование распространения трещины бетонного покрытия из-за неравномерной коррозии арматуры.Констр. Строить. Матер. 2017; 132: 487–499. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2016.12.019. [CrossRef] [Google Scholar] 23. Фахи К., Уиллер С., Галлиполи Д., Грассл П. Вызванное коррозией растрескивание смоделировано с помощью комбинированного транспортно-структурного подхода. Джем. Concr. Res. 2017; 94: 24–35. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2017.01.007. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Чжэнь К., Алипур А. Прогнозирование растрескивания бетонного покрытия и срока службы железобетонных конструкций в агрессивных средах. Констр. Строить. Матер. 2018; 159: 652–671.[Google Scholar] 25. Xi X., Yang S., Li C. Модель неоднородной коррозии и мезомасштабное моделирование разрушения бетона. Джем. Concr. Res. 2018; 108: 87–102. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2018.03.009. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Xi X., Yang S., Li C., Cai M. Мезомасштабное моделирование разрушения в смешанном режиме железобетонных конструкций, подвергшихся неоднородной коррозии. Англ. Фракт. Мех. J. 2018; 199: 114–130. DOI: 10.1016 / j.engfracmech.2018.05.036. [CrossRef] [Google Scholar] 27. Ян С.Т., Ли К.Ф., Ли К.К.Численное определение ширины трещин в бетоне для бетонных конструкций, подверженных коррозии. Comput. Struct. 2018; 207: 75–82. DOI: 10.1016 / j.compstruc.2017.07.016. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Юань Ю., Цзи Ю.С. Моделирование конфигурации корродированного сечения стального стержня в бетонной конструкции. Констр. Строить. Матер. 2009. 23: 2461–2466. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2008.09.026. [CrossRef] [Google Scholar] 29. Чжао Ю.Х., Ху Б.Ю., Цзинь В.Л. Неравномерное распределение слоя ржавчины вокруг стального стержня в бетоне. Коррос.Sci. 2011. 53: 4300–4308. DOI: 10.1016 / j.corsci.2011.08.045. [CrossRef] [Google Scholar] 30. Юань Ю., Цзян Дж. Модель климатической нагрузки — спектр климатических воздействий для прогнозирования долговечности бетонной конструкции. Констр. Строить. Матер. 2012; 29: 291–298. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2011.10.034. [CrossRef] [Google Scholar] 31. Ву К., Стюарт М.Г., Маллард Дж. Растрескивание, вызванное коррозией: экспериментальные данные и прогнозные модели. Aci Struct. J. 2005; 102: 719–726. [Google Scholar] 32. Видаль Т., Кастель А., Франсуа Р. Анализ ширины трещины для прогнозирования коррозии в железобетоне.Джем. Concr. Res. 2004. 34: 165–174. DOI: 10.1016 / S0008-8846 (03) 00246-1. [CrossRef] [Google Scholar] 33. Чжан Р., Кастель А., Франсуа Р. Растрескивание бетонного покрытия при коррозии арматуры железобетонной балки в процессе коррозии, вызванной хлоридом. Джем. Concr. Res. 2010; 40: 415–425. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2009.09.026. [CrossRef] [Google Scholar] 34. GB50010-2010. Кодекс проектирования бетонных конструкций. Архитектурно-строительная пресса; Пекин, Китай: 2012. С. 112–115. [Google Scholar]

Ремонт бетона и защита стальной арматуры

СВЯЗАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

MEGACRET-40 Высокопрочный армированный волокном ремонтный раствор

RAPICRET Быстросхватывающийся ремонтный раствор

FERROSEAL Антикоррозийное покрытие на цементной основе для армирующих элементов — Связующий агент

EPOXYCOAT-AC Двухкомпонентное антикоррозионное эпоксидное покрытие

И.ХАРАКТЕР ПРОБЛЕМЫ — ТРЕБОВАНИЯ

Бетон своей щелочностью защищает стальную арматуру от коррозии. Из-за высоких значений pH на поверхности стали образуется тонкий защитный слой из стабильных оксидов, препятствующий развитию ржавчины. Когда этот защитный слой из стабильных оксидов железа разрушается под воздействием сильной коррозионной среды, возникает явление коррозии (ржавчины).

Коррозия стальной арматуры вызывает увеличение ее объема, что приводит к возникновению внутренних напряжений и трещин в бетоне, что в конечном итоге приводит к его отслаиванию.

Итоговый урон:

  • Ставит под угрозу устойчивость конструктивного элемента.

  • Создает условия для дальнейшей коррозии оставшейся стальной арматуры.

  • Снижает огнестойкость конструктивного элемента.

  • Вызывает проблемы с внешним видом конструктивного элемента.

II. РЕШЕНИЕ

Незакрепленные и сломанные части бетона должны быть удалены, а твердый бетон и корродированные стальные стержни полностью обнажены.Ржавчину необходимо удалить со стали путем чистки, шлифовки и т. Д. С помощью подходящего инструмента (проволочная щетка, пескоструйный аппарат и т. Д.), В зависимости от степени и уровня коррозии. Затем на стальные стержни поврежденных элементов конструкции наносится антикоррозионная эпоксидная грунтовка EPOXYCOAT-AC или антикоррозийное покрытие на основе цемента FERROSEAL, чтобы защитить их от будущей коррозии.

Затем отслоившийся участок бетона ремонтируется с применением высокопроизводительного ремонтного раствора MEGACRET-40, чтобы восстановить монолитность и прочность поврежденного элемента конструкции.

III. ПРИМЕНЕНИЕ

Подробно порядок ремонта следующий:

  1. Все сломанные и незакрепленные частицы отслоившегося бетона должны быть тщательно удалены, а корродированная стальная арматура полностью обнажена.

  2. Открытый твердый бетон необходимо придать шероховатость и очистить от пыли, ржавчины и т. Д.

  3. Корродированную сталь необходимо очистить, протереть, отшлифовать и т. Д.с помощью соответствующего инструмента в зависимости от уровня и степени повреждения (например, пескоструйная очистка, водоструйная очистка, металлическая щетка и т. д.), чтобы полностью удалить ржавчину перед последующим нанесением антикоррозионного слоя (EPOXYCOAT-AC или ФЕРРОЗИЛ).

  4. Нанесение EPOXYCOAT-AC: Компоненты A (смола) и B (отвердитель) EPOXYCOAT-AC упакованы в заранее определенных пропорциях смешивания. Все количество компонента B должно быть добавлено к компоненту A. Два компонента следует перемешивать в течение примерно 5 минут с помощью миксера с малым числом оборотов (300 об / мин).Важно, чтобы перемешивание происходило также по бокам и внизу миксера, чтобы добиться равномерного диспергирования отвердителя. Очищенные, неповрежденные и оголенные стальные стержни (или новые дополнительные стальные стержни, которые можно поставить на место, если остатков недостаточно) следует покрыть 2 слоями EPOXYCOAT-AC. Второй слой наносится после высыхания первого. После нанесения второго слоя, пока он еще свежий, на него посыпают кварцевый песок марки 0-0,8 мм, чтобы обеспечить сцепление ремонтного раствора с поверхностью стальной арматуры.
    Применение FERROSEAL: FERROSEAL добавляют в воду при постоянном перемешивании в соотношении FERROSEAL к воде = 2,65: 1 (объемные части) до образования однородной массы без комков. Материал наносится кистью средней жесткости в два слоя. Следует избегать толщины слоя, превышающей 1 мм на один слой, из-за риска появления трещин в материале. Второй слой наносится после высыхания первого.

  5. Через 48 часов после использования EPOXYCOAT-AC или после высыхания FERROSEAL поверхность следует тщательно увлажнить, а затем нанести высокопроизводительный ремонтный раствор MEGACRET-40 для восстановления поврежденного участка.
    Содержимое 25 кг мешка MEGACRET-40 добавляют в 4,60 л воды при постоянном перемешивании и хорошо перемешивают до образования однородной твердой массы, подходящей для ремонтных работ. Материал следует наносить шпателем или методом торкретирования на желаемую толщину, до 4 см на каждый слой. Когда требуется второй слой, поверхность первого слоя следует придать шероховатость для достижения лучшей адгезии. Готовую поверхность следует хорошо защитить от обезвоживания, накрыв ее влажной тканью, полиэтиленовыми листами или повторным увлажнением в течение 48 часов.
    Расход MEGACRET-40: прибл. 17,5 кг / м 2 / см толщины слоя.
    В качестве альтернативы, если требуется быстрая работа, можно использовать быстротвердеющий строительный раствор RAPICRET. RAPICRET добавляется в воду при постоянном перемешивании, пока не образуется плотная, не оседающая шпатлевка, подходящая для ямочного ремонта или ремонтных работ. Время перемешивания не должно превышать 1 мин. Из-за короткого рабочего времени (около 15 мин. При +20 0 C) рекомендуется каждый раз смешивать небольшое количество. RAPICRET можно наносить толщиной до 3 см за слой.
    Расход RAPICRET: ок. 17,5 кг / м 2 / см толщины слоя.

IV. ЗАМЕЧАНИЯ

  • Температура при нанесении должна быть от +5 0 C до +35 0 C.

  • Материал, который начал схватываться, не следует повторно умягчать водой.

  • При высоких температурах рекомендуется смешивать материал с холодной водой, чтобы избежать слишком быстрого схватывания.

  • При низкой температуре рекомендуется смешивать материал с теплой водой, чтобы ускорить его схватывание и развитие прочности.

  • В летние месяцы цементные растворы после нанесения необходимо увлажнять, чтобы предотвратить их обезвоживание из-за высоких температур.

  • См. Инструкции по безопасному использованию и мерам предосторожности, написанные на упаковке.

Преимущества защиты арматуры с помощью мигрирующих ингибиторов коррозии

Около 40% разрушения бетонных конструкций происходит из-за коррозии встроенной стальной арматуры.По этой причине контроль коррозии стальной арматуры необходим для предотвращения повреждения и разрушения бетонных конструкций.

Коррозия создает долгосрочные проблемы с надежностью железобетонных конструкций. Фактически, это одна из основных проблем, связанных с долговечностью материалов и конструкций. Была проделана большая работа по разработке процесса ингибирования коррозии, чтобы продлить срок службы существующих конструкций и минимизировать коррозионные повреждения в новых конструкциях. Углеродистая сталь — один из наиболее широко используемых конструкционных материалов, несмотря на ее относительно ограниченную коррозионную стойкость.Железо в присутствии кислорода и воды термодинамически нестабильно, что приводит к разрушению его оксидных слоев. Эта коррозия подрывает физическую целостность конструкций, подвергает опасности людей и окружающую среду и требует больших затрат.

Существует множество причин коррозии арматуры, но чаще всего это связано с окружающей средой, качеством бетона и качеством строительных методов. Среди доступных сегодня коммерческих технологий мигрирующие ингибиторы коррозии демонстрируют универсальность в качестве добавок, средств обработки поверхности и программ восстановления.Предыдущие исследования установили преимущества использования мигрирующих ингибиторов коррозии, важность хорошего бетона и важность ингредиентов, используемых для изготовления бетона.

Технология MCI® (Migrating Corrosion Inhibitor ™) защищает арматурный металл в бетоне от коррозии. MCI® значительно продлевает срок службы новых и существующих конструкций за счет упреждающего отсрочки начала коррозии и поддержания низких скоростей после ее начала. Продукты Cortec® MCI® поддерживают структурную целостность, восстанавливают уязвимые конструкции и снижают экологические проблемы.Когда MCI® вступает в контакт с внедренными металлами, он имеет ионное притяжение к нему и образует защитный молекулярный слой. Эта пленка предотвращает дальнейшее взаимодействие коррозионных элементов с арматурой, а также снижает существующую скорость коррозии, значительно продлевая срок службы бетона. Cortec

Технология мигрирующего ингибитора коррозии была разработана для защиты встроенной стальной арматуры / бетонной конструкции. В органических ингибиторах используются соединения, которые действуют, образуя мономолекулярную пленку между металлом и водой.В случае пленкообразующих аминов один конец молекулы является гидрофильным, а другой — гидрофобным.

Эти мигрирующие ингибиторы коррозии могут проникать в существующий бетон и защищать сталь от воздействия хлоридов. Ингибитор мигрирует через капиллярную структуру бетона сначала за счет диффузии жидкости через влагу, которая обычно присутствует в бетоне, затем за счет ее высокого давления пара и, наконец, по волоскам и микротрещинам. Процесс диффузии требует времени, чтобы достичь поверхности арматурного стержня и сформировать защитный слой.Мигрирующие ингибиторы коррозии могут быть добавлены в качестве добавки или могут быть пропитаны поверхностью существующих бетонных конструкций. При поверхностной пропитке диффузия переносит мигрирующие ингибиторы коррозии в более глубокие слои бетона, где они будут препятствовать возникновению коррозии стальной арматуры. Лабораторные испытания показали, что даже в присутствии хлоридов ингибиторы коррозии проникают через поры бетона, защищая арматуру от коррозии.

Параллельное сравнение обработанной и необработанной стальной арматуры.Изображение A (слева) — необработанный бетон, на арматуре обнаружены локальные коррозионные повреждения. На изображении B (справа) показан бетон, обработанный мигрирующими ингибиторами коррозии; арматура здесь не показала никаких коррозионных воздействий. Cortec

Эффективность мигрирующих ингибиторов коррозии изучалась в непрерывных длительных испытаниях на коррозию, все образцы, кроме одного (с низкой плотностью без обработки), сохранили стабильный защитный слой, который улучшил производительность стальной арматуры в агрессивной среде.Результаты показали, что продукты успешно подавляли коррозию арматуры в 3,5% растворе NaCl на время испытаний; Защищенные образцы показали среднюю скорость коррозии 0,4 мкА / см2 (менее 0,17 миль в год) по сравнению с необработанными образцами, которая составила 5,10 мкА / см2 (2,2 миль в год). Согласно этим данным, использование мигрирующих ингибиторов коррозии может увеличить ожидаемый срок службы железобетонной конструкции более чем на 40 лет.

Определение глубины

Во всем мире конструкции используются дольше, чем их первоначальный расчетный срок службы.Техническое обслуживание часто значительно откладывается, что приводит к еще большему ущербу, увеличению стоимости ремонта и сокращению полезного срока службы. Исследования эффективности местного лечения ингибиторами коррозии показали, что этот тип метода смягчения последствий снижает скорость коррозии на 93% или увеличивает ожидаемый срок службы более чем на 15-20 лет. Кроме того, XPS-анализ арматуры, встроенной в бетон, местно обработанный ингибиторами коррозии, показал, что ингибитор проникает в поверхности арматуры и образует защитный слой.Однако инженеры-строители или подрядчики часто хотят знать, на какой глубине или как скоро ингибиторы коррозии при местной обработке переместятся с обработанной поверхности в бетонные внутренние части и воспользуются для защиты встроенной арматуры, часто желая получить простой и понятный метод обнаружения.

Одно исследование включало анализ DART-MS на образцах бетона на различной глубине из бетонов, обработанных местными ингибиторами коррозии. Результаты анализа показали, что ингибиторы от обработки поверхности мигрируют внутрь бетона и могут быть обнаружены на глубине до 7 единиц.На 6 см ниже обрабатываемой поверхности и использовать стальную арматуру для защиты от коррозии.

Обработка поверхности может осуществляться в виде герметика, содержащего ингибитор коррозии, или в виде продукта ингибитора коррозии на водной основе. Миграция ингибитора происходит во вновь созданном бетоне и в существующих бетонных конструкциях, что делает лечение мигрирующим ингибитором ценным инструментом в восстановлении нашей стареющей инфраструктуры.

Приложение

Переносные ингибиторы коррозии можно добавлять тремя способами.Это может быть добавка, пропитка поверхности существующих бетонных конструкций или арматура с покрытием, заливанная в бетон. Добавки MCI® лучше всего добавлять с водой в бетонную смесь на заводе. В качестве альтернативы его можно дозировать в грузовик для готовой смеси с помощью портативного дозирующего оборудования. Перед укладкой бетон необходимо тщательно перемешать. Обработку поверхности MCI® можно выполнять с помощью безвоздушного распылителя, валика или кисти.

Нанесение кистью предпочтительнее других методов нанесения, чтобы гарантировать проникновение продукта в поверхность арматурного стержня.При нанесении на арматурный стержень необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать чрезмерного распыления (при распылении) на внутреннюю бетонную поверхность во время ремонта.

Во многих случаях считается период индукции, когда ингибитор должен пройти через поры бетона за время. Бетон с высокой плотностью может препятствовать проникновению агрессивных веществ на поверхность арматурного стержня, а также может препятствовать достижению ингибитором поверхности бетона. Прямое нанесение мигрирующего ингибитора коррозии на поверхность арматурного стержня устранит эту проблему.

Ингибитор MCI® 2020 можно наносить на новый бетон или использовать для восстановления, и он не должен задерживать строительство или увеличивать затраты. Рекомендуется для профилактического обслуживания существующих армированных конструкций, таких как мосты, промышленные полы, подверженные воздействию агрессивных сред (химикаты, антиобледенительные соли, карбонизация, атмосферное воздействие), автостоянки, бетонные опоры, плотины, морские платформы, сваи, столбы, трубы. , опоры, градирни и бетонные конструкции для питьевой воды.Cortec MCI®2020 обеспечивает надежную защиту от коррозии от карбонизации, хлоридов и других загрязнений и может перемещаться независимо от ориентации (горизонтальной, вертикальной или надземной) на расстояние до 3 дюймов (8 см) за 30 дней.

Указано в проектах

Мост Крк

Полевое исследование состояния моста Крк показало, что бетон был в основном загрязнен до глубины основной арматуры. После удаления загрязненного слоя бетона очищенный бетон был обработан MCI® 2020 — ингибитором коррозии, наносимым на поверхность Cortec Corporation.Уникальной особенностью MCI®2020 является то, что, если он не находится в прямом контакте с металлами, ингибитор будет мигрировать на значительное расстояние через бетон, чтобы обеспечить защиту. Продукт отвечал всем техническим требованиям проекта и, помимо превосходных характеристик, экономичен и прост в применении.

Мост Пелешац

Один из самых требовательных мостов в мире — не только по сложности строительства, но и по сложности конструкции — 7 887,14 футов.Мост Пелешац протяженностью 2404 м в настоящее время находится в стадии строительства. Чтобы соответствовать основным критериям качественного проектирования, таким как стабильность, долговечность, экономичность и интеграция в окружающую среду, в соответствии с изобретением проект предлагал строительство сверхдозированного моста с интегрированной гибридной структурой, состоящей из пяти центральных пролетов, каждый по 935 футов (935 футов). 285-м) и шесть невысоких пилонов. Дизайнер уделил все внимание обеспечению долговечности на протяжении более 130 лет.

Мост Пелешац, Хорватия Cortec

Cortec MCI® 2018 был указан в этом проекте на этапе проектирования как пропитка на основе силана со свойством мигрирующего ингибитора для защиты от вредного воздействия коррозии, тем самым продлевая срок службы мост.MCI® 2018 — это герметик для бетона на 100% основе силана, содержащий мигрирующие ингибиторы коррозии, который обеспечивает глубокое проникновение в бетон и обеспечивает водоотталкивающие свойства за счет химической реакции с цементным основанием. Он закрывает поверхностные поры, предотвращая проникновение хлоридов, снижает карбонизацию и защищает от попадания ветрового дождя. Обработанные бетонные поверхности полностью пропускают воздух, и их естественная паропроницаемость не нарушается.

После завершения строительства мост Пелешац войдет в пятерку крупнейших и наиболее привлекательных мостов Европы, построенных в начале 21 -го -го века.

Канал Киннет

Агрессивная среда, в которой расположен канал Киннет (Исреал), представляла две серьезные проблемы: во-первых, физическую проблему из-за дрейфующей водной эрозии, а во-вторых, химическую проблему из-за агрессивной почвы. Особая проблема в строительстве возникла из-за литья толстых бетонных элементов в суровых условиях окружающей среды при достижении 100-летнего срока службы. Проект должен был соответствовать требованиям к уровню воздействия, установленному на XA-3 (агрессивность агрессивных почв) согласно EN 206-1 (уровень воздействия 11 согласно эквивалентному израильскому стандарту IS-118).Метод, основанный на характеристиках, был выбран вместо «Метод расчета ограниченных значений», поскольку он обеспечивает лучшую долговечность без увеличения стоимости проекта.

Туннель Kinnet, IsraelCortec

MCI® 2005 был задан и использовался с бетоном C35 / 45, что снижает устойчивость к сульфатам CEM-III / B в соответствии с EN-197-1. MCI®-2005 — это органическая добавка, ингибирующая коррозию, на водной основе для защиты металлической арматуры в бетонных конструкциях. При введении в бетон он образует защитный мономолекулярный слой на металлических поверхностях, препятствующий коррозии.В новом строительстве это количественно определяется увеличением критического порога хлорида и последующим снижением скорости коррозии, когда коррозия действительно начинается. При использовании с ремонтными растворами и растворами он защищает арматуру внутри заплатки и может проникать в ненарушенный бетон, прилегающий к месту ремонта, для защиты уже установленной арматуры. Он был удостоен звания USA Bio Preferred ™. Чтобы подавить коррозию на рычаге арматуры, уменьшить автогенное, пластическое, термическое растрескивание и противостоять воздействию сульфатов, чтобы обеспечить долгосрочную защиту и повысить долговечность, Cortec предоставляет добавки, ингибирующие коррозию, как MCI 2005 и MCI 2005 NS.

Тоннель Kinnet, ИзраильCortec

Устойчивое строительство стало целью владельцев по всему миру. Несмотря на то, что большое внимание уделяется сокращению использования цемента и минимизации потребления электроэнергии и воды, часто упускается из виду аспект прочности и срока службы окончательной конструкции. Однако это, несомненно, один из ключевых параметров, влияющих на устойчивость конструкции. При использовании мигрирующих ингибиторов коррозии в сильно коррозионных средах конструкции должны иметь более высокую устойчивость к коррозии и, следовательно, большую долговечность.Такая повышенная долговечность будет означать меньшее количество ремонтов, большую структурную целостность и более длительный срок службы — все это приведет к большей устойчивости.

Чтобы заработать определенные баллы LEED, убедитесь, что мигрирующий ингибитор коррозии, который вы хотите использовать, изготовлен из возобновляемого сырья. Они могут стать отличным дополнением к строительным проектам по всему миру, стремящимся соответствовать стандартам устойчивого развития, таким как Estidama Pearl Rating System и BREEAM.

Об авторах

Ивана Липоскак — менеджер по техническим продажам MCI в Cortec Corporation с богатым опытом работы в газовой, нефтяной, буровой и строительной отраслях.Она получила диплом инженера-строителя и инженера по материаловедению на факультете гражданского строительства Загребского университета, Хорватия. Последние 17 лет она занималась инженерно-геологическими работами и проектированием коррозии бетона.

Ана Джурага была автором контента в Cortec Corporation в течение 10 лет. Помимо работы со СМИ, она сотрудничает с инженерами и химиками Cortec в создании информативного технического контента. Она увлечена обучением инженерного сообщества экологически чистым технологиям, предотвращающим коррозию, и многочисленным достижениям в этой области.

(PDF) Защита стальной арматуры для бетона

Vol. 16, No. 4, 1998

Защита стальной арматуры для бетона

A

Review

Research Develop., 37 (2), 79-82 (1987).

38. Винод Кумар, С. К. Чаудхури, П. К. Бхор, А. Бхаттачарья, АК

Мукерджи, Х.Д. Рой, Г. Сингх, С.К. Джайн и К. Дасгупта, 49-е Ежегодное техническое совещание IIM

, Калькутта, 1995 г.

39. Винод Кумар, А. Бхаттачарья и С.Сен, Первая национальная конференция

по коррозии и борьбе с ней, Бомбей, 1995.

40. Винод Кумар, Corrosion Prevention

и

Control, 43 (5), 135-139

(1996).

41. Винод Кумар, С.К. Чаудхури, А.К. Де, Б.К. Панайграхи, П.К. Бхор,

А.К. Мукхейджи и С.К. Джайн, в: Европейский конгресс по коррозии,

EUROCORR’97, принято для презентации (1997).

42. С. К. Сингх, Р. Джа, Б. Натараджан и А. Чаттерджи, Tata Tech., 16,

7-16 (1994).

43. R Jha, S.K Singh и

A

ChatteIjee, Materials Performance, 31 (4),

68-72 (1992).

44. С. К. Сингх, Р. Джа и А. Чаттерджи, Tata Search, 154–158 (1995).

45. Коичи К., Фукуси И. и Шимада Х. Перспективная коррозия арматуры

в бетонных конструкциях, Ellis Harwood Ltd.,

Лондон, Великобритания, 1983; стр. 419.

46. Х. Шимида, Т. Кимура, Т. Куга и Т. Кокоадо,

J.

Soc. Матер. Sci.

Jpn., 36 (406), 737-743 (1987).

47. T. Shiraga, Y. Shimizu, T. Asada, Y. Sasajima, E. Yamashita и M

Hiraeo, NKK Technology Report, 137, 33-39 (1991).

48. Шимада Х. и Сакакибара Ю., US 41 (1990).

49. B.G. Каллаган, Наука о коррозии, 35 (5-8), 1535-1541 (1993).

50. Л.Л. Теох, Последние разработки в области прокатки и последующего процесса

Технология и / или применение стальных изделий, Vol.1, Penang,

Malaysia, 22-24 мая 1995 г.

51. Wire, 46 (4), 26-261 (1996).

52. Д.Дж. Кокрейн, Steel Times, 19-20 (январь 1996 г.).

53. Д. Б. Макдональд, М.Р. Шерман, Д.В. Пфейфер и Ю. Вирмани,

«Нержавеющая сталь для армирования в качестве защиты от коррозии», Бетон

International (1995).

54. Chromium Review, 12,8-10 (1991).

55. Шимада Х. и Сакакибара Я., GB2199045A (1988).

56. RH.G. Рау, К.А. Гупта, Д.Б. Тембекар, В.С. Парих, Пер.

САЭСТ, 23 (2-3), 241-244 (1988).

57. Э. Провербио и Р. Синья, Форум по материаловедению, 192-194 (2),

350

Защита арматуры от коррозии Предотвращает износ бетона

Защита арматуры от коррозии становится все более важной, поскольку озабоченность по поводу инфраструктуры продолжает расти. Арматурная сталь, известная как арматура, широко используется в общих инфраструктурных проектах, таких как ремонт мостов и балки.

Фактически, большая часть разрушения железобетона в США является результатом коррозии стальной арматуры или сетки.

Коррозия вызывается влагой и кислородом, ей способствуют хлориды и карбонизация.

Гидроксид кальция, содержащийся в бетоне, обеспечивает pH 12 или 13, и это защищает сталь.

Эта сильно щелочная среда создает защитную пленку вокруг стали, известную как пассивирующий слой.

Что такое коррозия арматуры?

«Коррозия арматуры возникает, когда ионы хлора мигрируют в бетонный материал, например, на стальные стержни.Это тип коррозии, которая встречается на большинстве автомобильных мостов. Эти конструкции обычно строятся из арматуры, армированной сталью по всей опорной конструкции »(Коррозионпедия).

Борьба с износом и коррозией бетона

Бетон Разрушение и коррозия смягчаются за счет поддержания щелочности окружающего бетона и предотвращения проникновения водорастворимых хлоридов. Ингибиторы коррозии, которые уменьшают пористость бетона, создают дополнительный барьер для влаги и создают дополнительный успокаивающий слой на встроенных стальных поверхностях, являются лучшими доступными инструментами для консервации и восстановления.

Предотвращение и сдерживание коррозии закладной стали — ключевой шаг на пути к восстановлению и защите бетонных конструкций.

Коррозионное воздействие на арматуру

Потеря этого защитного слоя подвергает сталь коррозионному воздействию воздуха, воды и кислотных соединений. Эта коррозия вызывает расширение стали в объеме и создает боковые нагрузки на бетон, что приводит к появлению трещин и сколов. Это приводит к быстрому, почти экспоненциальному увеличению области отказа.

Применение SURTREAT® для защиты арматуры от коррозии

Наши бетонные решения решают проблемы с повреждениями железобетона за счет следующего:

• Останавливает и предотвращает коррозию и разрушение бетона.

• Поддерживает благоприятный pH и пассивирующий слой.

• Создает защитную пленку на поверхности арматурного стержня.

• Преобразует коррозионную ржавчину в твердую инертную оболочку.

• Очищает и стабилизирует загрязнения в бетоне.

• Повышает прочность бетона на сжатие, изгиб и растяжение.

• Повышает твердость бетонной поверхности.

• Значительно снижает пористость и связанную с этим проницаемость воды под давлением.

• Повышает адгезионные свойства поверхности при последующем ремонте.

Решения

SURTREAT®, такие как SurCoRepair, различными способами защищают арматуру от коррозии и связанного с ней разрушения, тем самым значительно увеличивая срок службы бетонных конструкций.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕМОНТАЖА КОМПОНЕНТОВ СТАЛЬНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА ПРИ ИНДУКЦИОННОМ НАГРЕВЕ

[1]

张 月 红.感应 加热 温度 场 的 数值 模拟 [D].无锡: 江南 大学, 2008.

Чжан Юэхун. Исследования по численному моделированию температурного поля при индукционном нагреве [D]. Уси: Университет Цзяннань, 2008.

[2]

Теодор Леука, Екатерина Владу, Михаэла Новак и др.Оптимальное проектирование устройств индукционного нагрева с помощью МКЭ и метамоделирования [J]. Revue Roumaine Des Sciences Techniques, 2013, 58 (2): 135–144.

[3] Лю Венвэнь, Фэн Яньфэн, Ян Тингсонг и др. Анализ эффективности индукционного нагрева и способности преобразования тепловой энергии в различных структурах электромагнитных стержней в RPECT [J]. Прикладная теплотехника, 2018, 145: 277 — 286. DOI: 10.1016 / j.applthermaleng.2018.09.043
[4] Медведь Д., Ян Збойовск, Марек Павлик и др. Дополнительная модификация термомагнитных свойств объектов с низкой относительной проницаемостью в электромагнитном поле [Дж]. Acta Physica Polonica A, 2017, 131 (4): 1138 — 1140. DOI: 10.12693 / APhysPolA.131.1138
[5]

胡 焌 豪.电磁 感应 器 加热 技术 的 应用 与 研究 [J].创新 导报, 2016, 13 (28): 50 — 51.

Ху Цзюньхао. Применение и исследование технологии нагрева электромагнитного индуктора [J]. Отчет о технологических инновациях, 2016, 13 (28): 50 — 51. (на китайском языке)

[6]

赵 前 哲, 柳亦兵, 刘衍平, 等.铁 磁性材料 感应 加热 过程 的 数值 分析 [J].热处理 学报, 2012, 33 (3): 151 — 155.

Чжао Цяньчжэ, Лю Ибинь, Лю Яньпин и др. Численный анализ процесса индукционного нагрева ферромагнитных материалов [J].Транзакции материалов и термической обработки, 2012, 33 (3): 151 — 155. (на китайском языке)

[7] 何 亮, 赵龙, 凌天清, 等.密实 型 沥青 混合 料 裂缝 感应 热 自 愈合 性能 研究 [J].中国 公路 学报, 2017, 30 (1): 17–24. Doi: 10.3969 / j.issn.1001-7372.2017.01.003 Хэ Лян, Чжао Лонг, Лин Тяньцин и др. Исследования по индукционному нагреву активировали самозаживление трещин в плотной отсортированной асфальтовой смеси [J]. Китайский журнал автомобильных дорог и транспорта, 2017, 30 (1): 17-24.(на китайском языке) doi: 10.3969 / j.issn.1001-7372.2017.01.003
[8]

徐跃明, 李 俏, 罗新民, 等.热处理 技术 进展 [J].热处理, 2015, 40 (9): 1 — 15.

Сюй Юэмин, Ли Цяо, Ло Синьминь и др. Прогресс технологии термической обработки [J]. Термическая обработка металлов, 2015, 40 (9): 1 — 15. (на китайском языке)

[9] 肖建 庄, 陈立浩, 叶建军, 等.混凝土 结构 拆除 技术 与 绿色 化 发展 [J].科学 与 工程 学报, 2019, 36 (5): 1–10. Doi: 10.3969 / j.issn.1673-2049.2019.05.001 Сяо Цзяньчжуан, Чен Лихао, Е Цзяньцзюнь и др. Технология и зеленое развитие сноса бетонных конструкций [J]. Журнал архитектуры и гражданского строительства, 2019, 36 (5): 1-10. (На китайском языке) doi: 10.3969 / j.issn.1673-2049.2019.05.001
[10]

张静涛, 杨凯明. «层 拆除 法» 高层 建筑 楼 体 拆除 中 的 应用 [J].施工, 2016, 38 (10): 1444 — 1446.

Чжан Цзинтао, Ян Кайминь. «Метод сноса для понижения пола в здании» применяется для сноса высотных зданий [J]. Строительство зданий, 2016, 38 (10): 1444 — 1446. (на китайском языке)

[11] Е Цзяньцзюнь, Чен Фэй, Сяо Цзяньчжуан и др. Зеленая взрывная технология сноса железобетонных конструкций [J]. Взрывные работы, 2019, 36 (3): 90 — 97. (на китайском языке) doi: 10.3963 / j.issn.1001-487X.2019.03.014
[12] Ван Цзяюань, Ву Хуанью, Дуан Хуабо и др. Объединение оценки жизненного цикла и информационного моделирования зданий для учета выбросов углерода в результате сноса зданий: тематическое исследование [J]. Журнал чистого производства, 2018, 172: 3154 — 3166. doi: 10.1016 / j.jclepro.2017.11.087
[13] Чжэн Шаньсуо, Дэн Гочжуань, Ян Юн и др.Экспериментальное исследование сцепления и скольжения между сталью и бетоном в конструкциях SRC [J]. Инженерная механика, 2003 (5): 63 — 69. (на китайском языке) doi: 10.3969 / j.issn.1000-4750.2003.05.012
[14]

铭, 郑 山 锁, 郑 淏, 等.型钢 高性能 纤维 混凝土 粘结 滑移 性能 试验 研究 [J].工程 力学, 2020, 37 (8): 148 — 157.

Мин Мин, Чжэн Шаньсуо, Чжэн Хао и др. Экспериментальное исследование поведения сцепления-проскальзывания между облицованной сталью и высокоэффективным фибробетоном [J].Инженерная механика, 2020, 37 (8): 148 — 157. (на китайском языке)

[15]

李俊华, 邱栋梁, 俞 凯, 等.高温 后 型钢 混凝土 粘结 滑移 性能 研究 [J].力学, 2015, 32 (2): 190 — 200, 206.

Ли Цзюньхуа, Цю Дунлян, Ю Кай и др. Исследование сцепления-проскальзывания между стальной шпунтованной сталью и бетоном в конструкциях SRC после воздействия высокой температуры [J]. Инженерная механика, 2015, 32 (2): 190 — 200, 206. (на китайском языке)

[16] Ян Юн, Го Цзысюн, Сюэ Цзяньян и др.Экспериментальное исследование поведения сцепления между стальным профилем и бетоном в конструкциях SRC [J]. Журнал строительных конструкций, 2005 (4): 1 — 9. (на китайском языке) doi: 10.3321 / j.issn: 1000-6869.2005.04.001
[17]

郑 山 锁, 邓 国 专, 田 微, 等.型钢 与 混凝土 之间 粘结 强度 的 力学 分析 [J].力学, 2007, 24 (1): 96 — 100, 105.

Чжэн Шаньсуо, Дэн Гочжуань, Тянь Вэй и др. Теоретическое исследование прочности связи между профилированной сталью и бетоном в композитных конструкциях с твердым покрытием [J].Инженерная механика, 2007, 24 (1): 96 — 100, 105. (на китайском языке)

[18]

Пей Пей, Чжэн Шаньсуо, Чжан Исинь и др. Обзор склеивания железобетона в нетронутых, коррозионных условиях и в условиях замерзания-таяния [J]. Журнал Adhesion Science and Technology, 2019, 33 (11): 1-29.

[19]

许崇浩, 郑 子 玥, 郑文忠, 等.型钢 混凝土 结构 构件 破碎 分离 方法 [P].省: CN110029834A, 2019-07-19.

Сюй Чонхао, Чжэн Цзыюэ, Чжэн Вэньчжун и др. Метод дробления и разделения железобетонных элементов конструкций [П]. Хэйлунцзян: CN110029834A, 19 июля 2019 г. (на китайском языке)

[20]

刘鹏, 余志武, 宋 力, 等.一种 电磁 感应 加热 爆破 钢筋 混凝土 结构 的 装置 [P].湖南: CN202544425U, 2012-11-21.

Лю Пэн, Ю Чжиу, Сун Ли и др.Устройство для электромагнитного индукционного нагрева взрывных работ железобетонных конструкций [П]. Хунань: CN202544425U, 21 ноября 2012 г. (на китайском языке)

[21]

Машимо М. Исследование метода демонтажа железобетона индукционным нагревом [J]. 2-й Международный симпозиум RILEM по сносу и повторному использованию бетона и каменной кладки, Чепмен и Холл, Лондон, 1988 (1): 253 — 262.

[22]

林杜.钢筋 通电 加热 破碎 混凝土 结构 [J].世界, 2003, 44 (10): 42.

Лин Ду. Разрушение бетонной конструкции электрическим нагревом [J]. Popular Electricity, 2003, 44 (10): 42. (на китайском языке)

[23]

Касия Ю. Снос бетонной конструкции нагреванием [J]. Concrete International: Design and Construction, 1989 (11): 33 — 37.

[24]

付正博.感应 加热 与 节能 — 感应 加热器 (炉) 的 设计 与 应用 [M].北京: 机械 工业, 2008: 35.

Фу Чжэнбо. Индукционный нагрев и энергосберегающая конструкция и применение индукционного нагревателя [M]. Пекин: China Machine Press, 2008: 35. (на китайском языке)

AF1138_FinalPaper_2015-09-23_18.05.42_LPRINM

% PDF-1.4 % 2 0 obj > / OCGs [51 0 R] >> / Pages 3 0 R / Type / Catalog / ViewerPreferences 48 0 R >> эндобдж 49 0 объект > / Шрифт >>> / Поля 55 0 R >> эндобдж 50 0 объект > поток application / pdf

  • Администратор
  • AF1138_FinalPaper_2015-09-23_18.05.42_LPRINM
  • 2015-09-24T21: 47: 14 + 08: 00pdfFactory Pro www.pdffactory.com2015-10-27T17: 03: 38 + 01: 002015-10-27T17: 03: 38 + 01: 00pdfFactory Pro 3.50 (Windows 7 китайский ( Упрощенно)) uuid: f9e2516f-a538-4cd6-92d0-e5005e73909cuuid: bcf28ada-cbf0-4c86-abea-3b42cf3722ad конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 48 0 объект > эндобдж 5 0 obj > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 11 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 18 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 21 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 27 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 29 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 35 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 152 0 объект > поток HWrI + (Q9 զ 2 Ѩ0ZJER3h ~ * # 2 [«Sa6L [, + tY = LfӬ |? [: ׃ B: f` ׃˭ Gp; Ϊ {ٗ gteg9I9V ‘\ KTNU6 + yXF ~ ӳaxs} YkWLn? WyHv | / 㷆 K KK # / ˬqt) ~ ǙZmfMOe? 㐚 kEJp ֣ y6ʛ ~ IIjw [:

    .