Захисний шар бетону для арматури у фундаменті

Фундамент – основа будь-якої будівлі, від якої залежить міцність і довговічність всієї будови в цілому. Тобто значення цього «нульового циклу» будівництва – складно переоцінити: все повинно бути виконано на підставі розрахунків та зі строгим дотриманням всіх встановлених правил.

Найбільш, мабуть, універсальним, і тому найбільш популярним у приватних забудовників є стрічковий фундамент. Досить широко останнім часом застосовується і плитна різновид. Органічне поєднання монолітного бетону і правильно змонтованого армуючого каркаса забезпечує надійність основи для подальшого будівництва. Але арматурні прути, надають необхідну просторову жорсткість залізобетонної конструкції, самі потребують певної захист. Це накладає додаткові вимоги до формування каркасу. А якщо точніше – повинен обов’язково дотримуватися захисний шар бетону для арматури у фундаменті.

Це зовсім не дрібниця, як можуть подумати деякі початківці будівельники. І товщина цього шару теж підпорядковується певним правилам, щодо яких як раз і піде мова в цій публікації.

Для чого необхідний бетонний захисний шар

Якщо подивитися на креслення або фотографії правильно змонтованих армуючих каркасів майбутніх залізобетонних конструкцій, підготовлених до заливання розчину, то можна відразу помітити, що арматурні прути ніколи не торкаються стінок опалубки. Таким чином, після заповнення бетоном і його дозрівання між металевими деталями і краєм конструкції завжди виходить прошарок певної товщини. Саме вона в технічній документації і в практиці будівництва і називається «захисним шаром».

Армуючий каркас компенсує недолік бетону – низьку міцність при навантаженнях на розтяг або злам. Тобто надійність конструкції рівною мірою залежить і від якості бетонування, і від правильності її армування.

Самі по собі арматурні прути, виготовлені відповідно до ГОСТ, володіють необхідним запасом міцності і розраховані на тривалу експлуатацію. Однак, сталь нестійка до впливу на нього хімічних сполук та вологи – від корозії позбутися повністю не вдається. Ну а якщо робити каркас з металу, який не піддається корозії, то таке будівництво стає надзвичайно дорогим – нерентабельним.

Для максимально можливого зниження негативного впливу на метал використовуються способи антикорозійного обробки арматурного прута — оцинкуванням і оксидуванням. Але і такий підхід теж дешевим не назвеш, та й не дає він абсолютної захищенності від виникнення корозійних процесів. Це пов’язано з тим, що захисна плівка не має занадто високою міцністю, так як її товщина становить усього кілька мікрон. Тому неакуратна транспортування або зварювання легко порушують цілісність покриття. Втрачається захист і на торцях у місцях різання прутів.

Ще однією небезпекою для захисного шару на арматурі є наповнювачі бетонного розчину, що представляють собою щебінь або гравій. При заповненні опалубки з встановленим у ній арматурним каркасом грубим бетонним розчином, гострі краї каменю легко ушкоджують або цинковий гальванічний шар.

А так небезпечна корозія арматурного каркасу? Може, особливої біди в цьому немає?

На жаль, але небезпека дійсно велика. І справа навіть не стільки в тому, що самі прути втрачають свої характеристики – щоб така втрата стала відчутною, потрібно чимало часу (хоча і цей аспект не можна скидати з рахунків).

Але вогнища корозії всередині залізобетонної конструкції неминуче ведуть до появи внутрішніх порожнеч. Спочатку, начебто б, невеликих, але досить швидко розширюються, перетворюються в тріщини, які під дією вологи і негативних температур призводять до ерозії, руйнування, осипання бетону. А ось це вже – біда серйозна, що вимагає прийняття термінових заходів.

Тому арматурний каркас, що знаходиться усередині бетонного моноліту, необхідно в максимальній мірі відгородити від проникнення до нього вологи в будь-якому вигляді. Необхідний бар’єр від агресивного впливу різних хімічних розчинів, що утворюються внаслідок стало вже буденним явищем техногенного забруднення повітря і ґрунту. До речі, чималу роль у нейтралізації процесів хімічної корозії грає лужне середовище, притаманна бетону.

Ось в ролі такої перешкоди і виступає прошарок, звана «захисний бетонний шар». Але цим її функції не обмежуються. По суті, правильно створена прошарок забезпечує стабільну комплексну «роботу» сталевого прута і бетону.

Отже, захисний бетонний шар виконує наступні функції:

• Забезпечує необхідний позиціонування арматурного каркаса усередині бетонного масиву.
• Сприяє рівномірному розподілу навантаження на арматуру і основну масу бетону.
• Захищає метал від вологи, хімічних реагентів, інших негативних зовнішніх впливів, що виникають при сезонних змінах погодних умов.
• Створює можливість якісної анкерування (закріплення) арматури в бетоні для облаштування стикування арматурних каркасів сусідніх ж/б конструкцій або переходів на інший рівень.
• Значно підвищує вогнестійкість залізобетонної конструкції.
• Служить надійною основою для подальшого монтажу додаткового захисту (гідро— і термоізоляції), на надземних ділянках фундаменту – цокольної обробки.

Товщина цього захисного шару береться «не з потоку». Якщо вона буде менше встановленої нормативами, то метал все одно почне поступово руйнуватися корозією. У той же час витримувати її надмірно великий (не порушуючи при цьому розрахункових розмірних параметрів арматурного каркаса) – зростуть загальні витрати на будівельні матеріали. Тому, необхідно вибрати єдино вірний варіант цього параметра, який, як говорилося вище, нормується СНиП.

Залежить товщина захисного шару від наступних моментів:

• Діаметр і тип арматурного прута. Чим більше розмір прута в перерізі, тим товщі має бути захисний шар
• Сила і характер механічного навантаження на фундамент.
• Умови навколишнього середовища, в які буде експлуатуватися конструкція. Наприклад, якщо фундамент встановлюється на вологих грунтах, необхідна надійна гідроізоляція конструкції. І в цьому випадку товщина захисного бетонного шару повинна бути максимально допустимої. Більш детальна інформація, що стосується впливу на залізобетонну конструкцію зовнішніх агресивних середовищ, знаходиться в СНиП 2.03.11—85 «Захист будівельних конструкцій від корозії» у пунктах 2.18.- 2.29. і таблицях № 9—11.

Подбайте про фундаменті – він потребує утеплення і гідроізоляції!

На жаль, дуже багато недосвідчені будівельники ігнорують питання додаткового захисту фундаменту від впливу вологи і негативних температур. Щоб забезпечити максимальну довговічність будівлі і комфортність проживання в ньому необхідно провести комплекс робіт з гідроізоляції фундаменту тим чи іншим способом, а потім виконати і утеплення фундаменту. Про все це – в спеціальних публікаціях нашого порталу.

• Тип будови або окремо розташованого залізобетонного виробу. Розміри шару для кожного з типів нормуються спеціальними документами.
• Технічні експлуатаційні умови. В арматурному пруті, що використовується в конструкціях з великим навантаженням, виникає більша напруга, ніж у тих, які мають незначну навантаження. Стало бути, і захист для нього повинна бути більш повноцінним.

• Функціональне навантаження на металеві вироби. Арматура в каркасі може бути конструктивною, розподільної або ж робочого. Кожен тип прута монтується каркас відповідно рекомендаціями, даними у нормативних документах на зведення та облаштування залізобетонних і бетонних конструкцій.

Товщина захисних шарів

Конкретні значення товщини захисного шару бетону встановлюються нормативними документами — СНИП та створеними на їх основі Зводами Правил. При цьому обов’язково враховуються особливості залізобетонної конструкції, про які було сказано вище.

Нормативи «розкидані» по декількох документах, тому спробує все ж зробити якусь «сублімацію», щоб картина вийшла максимально наочною.

• Якщо звернутися до положень СНиП 52—01-2003 «Бетонні і залізобетонні конструкції», пункт 7.3 «Вимоги до армуванню», то в їх підпунктах про захисному шарі сказано, що товщина захисного шару бетону повинна бути не менше діаметра арматурного прута, але при цьому і не менше 10 мм.
• Тепер – Звід Правил СП 50—101-2004 «Проектування і пристрій підстав і фундаментів будівель і споруд». Тут вже інформація – більш конкретна:

— Для поздовжньої робочої арматури фундаментних балок (стрічкових фундаментів) і збірних підстав товщина захисного шару повинна витримуватися не менше 30 мм

— Для монолітних фундаментів рекомендується виконувати бетонну підготовку підстави, товщиною 100 мм Допускається трамбованное піщане або щебенчатое заповнення з подальшою заливкою стяжки. В обох цих випадках товщина захисного шару для поздовжньої робочої арматури в області підошви повинна складати не менше 35 мм.

— Якщо монолітний фундамент, з обґрунтованих міркувань, буде заливатися без згаданої вище бетонної підготовки, тільки на піщано-щебеневу подушку, то захисний шар в області підошви повинен становити не менше 70 мм.

• Наступний регламентуючий документ – Звід Правил СП 52—101-2003 «Бетонні і залізобетонні конструкції без попереднього напруги арматури». Він дає нам наступну інформацію:

— Для залізобетонних конструкцій, розташованих у закритих приміщеннях з нормальним або зниженим рівнем вологості, для робочої арматури достатньо товщини захисного шару-20 мм.

— Те ж, але для приміщень з підвищеним рівнем вологості і без проведення в них спеціальних додаткових захисних заходів, товщина захисного шару зростає до 25 мм.

— Для залізобетонних конструкцій, розташованих на відкритому повітрі, без проведення додаткових захисних заходів, потрібно шар у 30 мм.

— Для конструкцій, розташованих в грунті, в тому числі і в фундаментах при виконанні бетонної підготовки, встановлюється мінімальна товщина шару 40 мм

При використанні збірних елементів товщина захисного шару для них може бути зменшена на 5 мм.

Для конструктивної арматури показники товщини захисного шару також можуть бути зменшені на 5 мм у порівнянні з нормативами для робочих прутів. Але при цьому все одно дотримується жорстке правило, щоб товщина шару не стала менше діаметра самої арматури.

• Ще один дуже цікавий документ. Якщо відвідати форуми професійних будівельників, то можна помітити масу позитивних відгуків про довідковому посібнику «Проектування залізобетонних конструкцій» під редакцією доктора технічних наук А. Б. Голишева. Ця книга вийшла ще в 1985 році в Київському видавництві «Будівельник», потім неодноразово перевидавалася. І, на думку багатьох професіоналів — нічого краще досі для практичних розрахунків не запропоновано. Є сенс ознайомитися з рекомендаціями цього довідкового посібника:

— Товщина захисного шару для збірних фундаментів і фундаментних балок, незалежно від перерізу – 30 мм.

— Для монолітних фундаментів, що влаштовуються на бетонній підготовці або без неї, але на скельній грунті – 35 мм.

— Монолітні фундаменти без попереднього виконання бетонної підготовки – 70 мм.

— Для поперечної, розподільної і конструктивної арматури, якщо мінімальний розмір перетину (висота або ширина) конструкції менше 250 мм, товщина захисного шару повинна становити не менш 10 мм. При розмірах перерізу понад 250 мм цей параметр зростає до 15 мм. Зрозуміло, що їм в цьому випадку діє єдине правило – товщина не може бути менше діаметра арматурного прута.

Цим же посібником рекомендується товщина захисного шару з торцевих сторін поздовжніх і поперечних арматурних прутів, що проходить по все довжині або ширині залізобетонної конструкції.

— Для збірних елементів довжиною до 9 метрів включно – 10 мм.

— Для монолітних елементів довжиною до 6 м, при діаметрі арматури до 40 мм – 15 мм.

— Для монолітних елементів довжиною понад 6 метрів при діаметрі арматурних прутів до 40 мм, а також для конструкцій будь-якої довжини при діаметрі прутів більше 40 мм – 20 мм.

• Нарешті, варто подивитися ще й на СНиП 3.03.01—87 «Несучі та огороджувальні конструкції», в якому окреслено можливі відхилення від заданих параметрів, товщини захисного бетонного шару:

Особливості залізобетонної конструкції	Допустима величина відхилення від рекомендованої товщини захисного шару
При встановленій товщині захисного шару до 15 мм, і лінійних розмірах поперечного перерізу конструкції:
— до 100 мм	+4 мм
— від 101 до 200 мм	+5 мм
При встановленій товщині захисного шару від 16 до 20 мм, і лінійних розмірах поперечного перерізу конструкції:
— до 100 мм	+ 4 мм; -3 мм
— від 101 до 200 мм	+ 8 мм; -3 мм
— від 201 до 300 мм	+ 10 мм; -3 мм
— понад 300 мм	+ 15 мм; -3 мм
При встановленій товщині захисного шару понад 20 мм, і лінійних розмірах поперечного перерізу конструкції:
— до 100 мм	+ 4 мм; -5 мм
— від 101 до 200 мм	+ 8 мм; -5 мм
— від 201 до 300 мм	+ 10 мм; -5 мм
— понад 300 мм	+ 15 мм; -5 мм

Грамотно використовуючи рекомендації всіх перерахованих вище керівних документів, можна правильно спланувати конструкцію армуючого каркаса для фундаменту. Ніяких послаблень на цей рахунок (крім зазначених в останній таблиці) бути не повинно. В іншому випадку збереження і довговічність створюваного фундаменту гарантуватися нічим не буде.

Як забезпечується дотримання необхідної товщини захисного бетонного шару

У даній публікації ми не станемо детально зупинятися на інших правилах монтажу арматурного каркасу для фундаменту. Це – дуже велика тема, і вона добре розглянута в інших статтях нашого порталу.

Якість і правильність монтажу армуючого каркаса – запорука надійності і довговічності фундаменту

Створення армуючого конструкції має ґрунтуватися на проведених розрахунках і виконуватися в суворій відповідності з встановленими нормативами. Питань армування стрічкового фундаменту присвячена спеціальна докладна стаття нашого порталу, у якій наведено приклади розрахунків, і базові креслення найбільш складних вузлів. Технології в’язки арматури під стрічковий фундамент приділена окрема публікація. Ну а якщо в планах — створення монолітного плитного фундаменту і на цей рахунок знайдеться чимало корисної інформації.

Якщо ознайомитися з рекомендованими інструкціями (до якого ведуть посилання), то стає зрозуміло, що величина захисного шару закладається вже при проведенні розрахунків каркаса і складанні креслень майбутньої арматурної конструкції. Але як виконати це вже на практиці?

Зрозуміло, що нижній ярус арматури повинен бути піднятий над рівнем дна траншеї (котловану) на необхідну висоту. Повну безграмотність виявляють ті «майстри», які використовують як підпор залишилися після монтажу опалубки обрізки дошки або бруса. Дерево, по-перше, недовговічне, а по-друге — не стане перешкодою для проникнення вологи. І в таких місцях опор під підошвою неминуче з’являться вогнища поширення корозії сталевої арматури

Допустимий, але, скажімо прямо, не самий ідеальний варіант – використовувати для підкладок уламки цегли або бетону. Все одно «герметичність» захисного шару в точках опори буде недостатньою.

Оптимальним варіантом є застосування спеціальних полімерних стійок. Вони випускаються різної висоти, тобто є можливість підібрати саме такі, які потрібні для даної конструкції. Вартість їх, особливо на тлі загальних витрат на створення фундаменту — зовсім невелика. Але зате вони маю порожнисту конструкцію, яка також заповниться при заливці бетоном, і арматура «запечатана» бетоном по все довжині.

Аналогічним чином зручніше за все надійти і для створення необхідного просвіту між зовнішніми поздовжніми прутами та стеками опалубки. При заливці вельми великовагового бетонного розчину каркас може зміститися, і його потрібно надійно зафіксувати в певному положенні. Для цього застосовуються спеціальні фіксатори—«зірочки» необхідного радіусу. Встановлюються вони буквально одним рухом, і проблема вирішується сама собою.

До речі, можна подивитися цікавий відеосюжет, в якому майстер ділиться секретом самостійного виготовлення бетонних фіксаторів для арматури. Дуже непоганий варіант в тих випадках, коли немає можливості придбати спеціальні «стакани» або «зірочки».

Відео: Як можна самостійно виготовити фіксатори для завдання захисного бетонного шару

Безпосередньо перед заливкою бетону, після закінчення монтажу арматурного каркасу, має сенс ще раз уважно оглянути створену конструкцію. Трапляється, що який-небудь поперечний конструктивний прут своїм торцем «небезпечно наближається» до стінок опалубки. Краще це усунути відразу – підрізати його для завдання необхідного просвіту. В іншому випадку саме в цій точці може утворитися скол бетонної поверхні, з’явитися поверхнева тріщина. І добре, якщо цим обмежиться – гірше, коли така ділянка стає осередком поширення масштабної ерозії бетону.

* * * * * * *

Отже, для того щоб створити рівномірний захисний бетонний шар, необхідно виставити армуючий каркас з урахуванням встановлених норм, тобто розмістити арматурні прути на заданій відстані від дна і від стінок опалубки. При заливці бетонного розчину, його необхідно максимально рівномірно і щільно розподілити по всій ємності опалубки. Цим буде забезпечено рівномірне розподілення навантажень, а метал арматурного «скелета» буде належним образом захищений від зовнішніх впливів, а значить — і від виникнення вогнищ корозії. А це, в свою чергу – запорука загальної довговічності і надійності всього фундаменту в цілому.