Общая Информация

Покрытие арматуры в значительной степени определяет прочность конструкции. Под "прочностью конструкции" следует понимать выполнение всех эксплуатационных условий на протяжении всего проектного срока службы, без серьезных финансовых вложений и без особого снижения эстетики конструкции. Выбор покрытия арматуры необходимо согласовать на этапе проектирования. Защита конструкции в т.ч. антикоррозионная защита, согласно EC2 должна учитывать "способ эксплуатации, проектный срок службы, программу регламентных работ и взаимодействия."  Отсюда следует, что толщина покрытия каждый раз должна согласовываться с будущим использованием. Согласно EC2 толщина покрытия должна подбираться, чтобы обеспечить:

  • безопасную передачу сил адгезии
  • правильное уплотнение бетона
  • антикоррозионную защиту

Согласно данным рекомендациям минимальная толщина покрытия должна соответствовать следующим условиям:

где:

cmin,b - минимальная толщина покрытия арматуры, учитывая адгезию,
cmin,dur - минимальная толщина покрытия, учитывая условия окружающей среды,
∆cdur,γ - увеличение толщины покрытия арматуры, учитывая безопасность,
∆cdur,st - уменьшение толщины покрытия, учитывая использование  нержавеющей стали или другую антикоррозионную защиту стали,
∆cdur,add - уменьшение толщины покрытия, учитывая защиту поверхности бетона от коррозии.

Согласно EC2 за счет надлежащей передачи сил и обеспечения хорошего уплотнения бетона, минимальная толщина покрытия должна отвечать следующим условиям:

cmin,b ≥  ø, если dg ≤ 32 мм

c min,b ≥  ø + 5 mm, если dg > 32 мм

где:

ø – диаметр одинарного стержня
dg - максимальный размер зерна крошки

Минимальная толщина покрытия арматуры в структуре во многом зависит от класса воздействия окружающей среды. Чтобы покрытие выполняло свои задачи, в качестве слоя, защищающего арматуру от коррозии, необходимо проанализировать рабочую среду конструкции.  При анализе рабочей среды конструкции необходимо учитывать конкретные агрессивные воздействия (растворов кислот, карбонизации, сульфатных солей) или физическое воздействия (истирание, влияние влаги и температуры).
Существующие классы воздействия, в зависимости от условий окружающей среды, влияющие на толщину покрытия, приведены в таблице:

Обозначение класса Описание среды Примеры наличия классов воздействия
1.  Отсутствует опасность коррозионного воздействия и химической агрессивности
X0
неармированный бетон и все несодержащие металлов среды, за исключением случаев замораживания/размораживания или наличия химической агрессивности, очень сухой армированный бетон или бетон, содержащий другие металлические элементы, внутри зданий с очень низкой влажностью воздуха
2. Коррозия, вызванная карбонизацией (имеет место, когда бетон, содержащий арматуру или другие металлические элементы, подвергается воздействию воздуха и влаги)
XC1
сухие или всегда влажные бетон внутри зданий с низкой влажностью воздуха, бетон, постоянно погруженный в воду
XC2
мокрые, иногда сухие бетонные поверхности, подвергающиеся длительному контакту с водой, преимущественно фундаменты
XC3
умеренно влажные бетон внутри зданий
XC4
циклично мокрые и сухие бетонные поверхности, подвергающиеся воздействию воды, кроме класса воздействия XC2
3. Коррозия, вызванная хлоридами не из морской воды (касается случаев, когда бетон, содержащий арматуру или другие металлические элементы, вступает в контакт с водой, содержащей хлориды, в том числе противообледенительные соли из источников, отличных от морской воды)
XD1
умеренно влажные бетонные поверхности, подвергающиеся воздействию хлоридов из воздуха
XD2
мокрые, иногда сухие бассейны, бетон, подвергающийся воздействию промышленной воды, содержащей хлориды
XD3
циклично мокрые и сухие элементы мостов, подвергающиеся воздействию распыленной жидкости, содержащей хлориды, поверхности дорог, плиты автостоянок
4. Коррозия, вызванная хлоридами из морской воды (касается случаев, когда бетон, содержащий  арматуру или другие металлические элементы, подвергается воздействию хлоридов из морской воды, находящихся в воде или воздухе)
XS1
воздействие соли из воздуха, однако без непосредственного контакта с морской водой конструкции, расположенные на побережье или в непосредственной близости
XS2
постоянно погруженные элементы морских конструкций
XS3
области попадания, разбрызгивания и аэрозолей,  элементы морских конструкций
5. Агрессивное воздействие процесса замораживания/размораживания без противообледенительных средств либо с таковыми (касается случаев, когда влажный бетон подвергается значительному агрессивному и повторяемому замораживанию/размораживанию)
XF1
умеренное насыщение водой без противообледенительных средств  вертикальные бетонные поверхности, подвергающиеся воздействию дождя и замораживания
XF2
умеренное насыщение водой с противообледенительными средствами вертикальные бетонные поверхности дорожных конструкций, подверженных замораживанию и воздействию антиобледенительных веществ из воздуха
XF3
сильное насыщение водой без противообледенительных средств вертикальные бетонные поверхности, подвергающиеся воздействию дождя и замораживания
XF4
сильное насыщение водой без противообледенительных средств или морской водой проезжие части дорог и мостов, подверженные воздействию противообледенительных средств, бетонные поверхности непосредственно подверженные воздействию аэрозолей, содержащих противообледенительные средства и замерзанию области морских конструкций, подверженных замерзанию разбрызгивающейся воды
6. Химическая агрессивность (касается случаев, когда бетон, подверженный агрессивному химическому воздействию природных грунтов или грунтовых вод во влажном состоянии, подвергается значительному агрессивному и повторяемому замораживанию/размораживанию)
XA1
слабая химическая агрессивность в соответствии с таблицей 2 в [N2.8] по [ЕС] натуральные грунты и грунтовые воды
XA2
средняя химическая агрессивность в соответствии с таблицей 2 в [N2.8] по [ЕС] натуральные грунты и грунтовые воды
XA3
высокая химическая агрессивность в соответствии с таблицей 2 в [N2.8] по [ЕС] натуральные грунты и грунтовые воды
7. Агрессивность, вызванная истиранием (касается случаев, когда поверхность бетона подвергается механическим нагрузкам)
XM1
умеренный риск истирания полы  и поверхности,  эксплуатируемые транспортными средствами с пневматическими шинами
XM2
высокий риск истирания полы  и поверхности,  эксплуатируемые транспортными средствами со сплошными шинами и погрузочными тележками с эластомерными шинами или стальными роликами
XM3
крайне высокий риск истирания полы  и поверхности, по которым часто ездят транспортные средства на гусеничном ходу, мостовые колонны, поверхности водосбросов, стены сливов и гидротехнических туннелей, водобойные колодцы

Следует отметить, что бетон может подвергаться влиянию нескольких классов воздействия. В этом случае ситуацию следует рассматривать индивидуально, повышая требования к воздействию отдельных факторов. 

 

Минимальные значения толщины покрытия cmin,dur (мм), требуемые с учетом прочности арматурной стали.

Класс
конструкции
Класс воздействия
X0
XC1
XC2/XC3
XC4
XD1/XS1
XD2/XS2
XD3/XS3
S1
10
10
10
15
20
25
30
S2
10
10
15
20
25
30
35
S3
10
10
20
25
30
35
40
S4
10
15
25
30
35
40
45
S5
15
20
30
35
40
45
50
S6
20
25
35
40
45
50
55

Учитывая влияние истирания, необходимо увеличить толщину покрытия на стираемый слой ∆cdev. Минимальное значение:

 

  • 5 мм - класс истирания XM1 (умеренное истирание, напр., в промышленных зонах, где используются автомобили с пневматическими шинами),
  • 10 мм - класс истирания XM2 (сильное истирание, напр., в промышленных зонах, где используются погрузчики с пневматическими или сплошными шинами),
  • 15 мм - класс истирания XM3 (экстремальное истирание в промышленных зонах, где используются погрузчики на пластиковых колесах или транспортные средства на гусеничном ходу).

Согласно EC2 требуется увеличить толщину покрытия, обычно для зданий Δcdev = 10 мм. Толщина cnom = Cmin + Δcdev измеряется от последнего металлического стержня, то есть от вязальной проволоки. EC2 предусматривает уменьшение значения Δcdev, если при производстве используется система контроля качества, тогда значение Δcdev может быть меньше установленных 10 мм, но не больше 5 мм. Если для контроля используются чувствительные приборы, а дефектные изделия отбрасываются, тогда значение Δcdev может быть опущено. 

Увеличение покрытия арматуры обязательно должно иметь место для неровного (волнистого) бетонного покрытия или в случае, если из-за декоративных качеств бетонная поверхность имеет углубления. Тогда оно должно соответствовать глубине предполагаемых углублений. Покрытие для арматуры, укладываемой на фундамент из бетона, должно быть 40 мм. Однако, если дистанционные подкладки укладываются непосредственно на землю, толщина покрытия арматуры должна составлять 75 мм.  

Для обеспечения надлежащего покрытия арматуры все чаще используются пластмассовые подкладки, хотя промышленным методом также могут быть изготовлены из цементобетона (часто армированного стекловолокном) или стали. Независимо от материала,  подкладки должны удовлетворять следующим условиям:

  • должны переносить требуемую нагрузку и одновременно иметь низкую степень пружинистости, благодаря чему после снятия опалубки бетон не будет отрываться подкладкой,
  • не должны деформироваться при изменении температуры (напр., при ускоренном созревании)
  • дистанционные подкладки, используемые с бетоном, где во время эксплуатации имеет место увлажнение и циклическое замораживание и размораживание, должны иметь высокую устойчивость к низкой температуре и низкое водопоглощение,
  • подкладки, используемые в бетоне, подверженному агрессивному химическому воздействию, должны отвечать соответствующим требованиям, в то время уменьшать глубокое проникновения воды по поверхности подкладки,
  • подкладки для бетонных элементов с подверженной воздействию поверхностью должны иметь небольшую точку опоры, что делает их малозаметными в готовом элементе,
  • во время дистанцирования арматуры на мягком основании (напр., минеральная вата), необходимо использовать подкладки с большой площадью опоры. 

 

Преимуществами бетонных подкладок и бетонных подкладок, армированных стекловолокном, является их высокая устойчивость к нагрузкам и отсутствие деформации. Еще одним преимуществом бетонных подкладок является их высокая огнестойкость, а использование соответствующего бетона гарантирует высокую морозостойкость и низкое водопоглощение. Подкладки, оснащенные вязальным проводом, идеально подходят для вертикального дистанцирования арматуры.

Пластмассовые подкладки для строительных работ также очень устойчивые к нагрузке. Характеризуются небольшой деформацией, а благодаря многочисленным клипсам во время бетонирования они чрезвычайно стабильны. Материал, из которого они изготовлены, в значительной степени устойчив к большинству химикатов, морозостойкий и имеет низкое водопоглощение. Благодаря использованию соответствующего покрытия, несмотря на то, что они изготовлены из плавкой пластмассы, достигается огнестойкость всей конструкции. 

Стальные подкладки используются только и исключительно для дистанцирования арматуры в растягивающей и сжимаемой зоне. Дистанционные подкладки данного типа, учитывая материал из которого они изготовлены (сталь), должны полностью покрываться бетоном, а принципы покрытия этих подкладок такие же, как для арматуры.

Перед выбором подкладки необходимо ознакомиться с ее свойствами, условиями, в которых будет работать конструкция, а также знать уровень нагрузки. Принципы размещения подкладок согласно компании BETOMAX говорят, что в случае использования точечных подкладок в балках и колоннах необходимо на каждой кромке устанавливать, по меньшей мере, две такие подкладки, и если высота превышает 1 м, обязательно устанавливать три таких элемента, как в рисунках 1 и 2

 

Рис. 1 Расположение точечных подкладок в балках


 

s = 0,5 м для  ømin ≤ 10мм
s = 1,0 м для  12 мм ≤ ømin ≤ 20 мм
s = 1,25 м для  20 мм< ømin

 

Рис. 2 Расположение точечных подкладок в колоннах

 

Для точечных подкладок в плитах их расстояние не может превышать:  s ≤ 500 мм. Когда диаметр арматурных стержней составляет, по крайней мере, 16 мм, тогда расстояние между подкладками можно увеличить до:  s = 700 мм. В случае использования линейных опор расстояние между ними не может быть больше, чем: s  ≤ 500 мм при диаметре стержней 6 мм, для стержней диаметром от 8 до 14 мм s  ≤ 700 мм, а для стержней диаметром 16 мм принимается, что s = 1000 мм. 

 

Рис. 3 Расположение подкладок в плитах

 

 

Рис. 4 Расположение дистанционных подкладок в щитах

Дистанционные элементы компании FORBUILD, правильно подобранные и использованные, полностью соответствуют вышеизложенным задачам.

Пример расположения дистанционных подкладок в железобетонном элементе.