Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте: выясняем необходимую толщину

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.

 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.

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.

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.

• 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:

Особенности железобетонной конструкции	Допустимая величина отклонения от рекомендуемой толщины защитного слоя
При установленной толщине защитного слоя до 15 мм, и линейных размерах поперечного сечения конструкции:
- до 100 мм	+4 мм
- от 101 до 200 мм	+5 мм
При установленной толщине защитного слоя от 16 до 20 мм, и линейных размерах поперечного сечения конструкции:
- до 100 мм	+ 4 мм; -3 мм
- от 101 до 200 мм	+ 8 мм; -3 мм
- от 201 до 300 мм	+ 10 мм; -3 мм
- свыше 300 мм	+ 15 мм; -3 мм
При установленной толщине защитного слоя свыше 20 мм, и линейных размерах поперечного сечения конструкции:
- до 100 мм	+ 4 мм; -5 мм
- от 101 до 200 мм	+ 8 мм; -5 мм
- от 201 до 300 мм	+ 10 мм; -5 мм
- свыше 300 мм	+ 15 мм; -5 мм

Грамотно используя рекомендации всех перечисленных выше руководящих документов, можно правильно спланировать конструкцию армирующего каркаса для фундамента. Никаких послаблений на этот счет (кроме указанных в последней таблице) быть не должно. В противном случае сохранность и долговечность создаваемого фундамента гарантироваться ничем не будет.

Как обеспечивается соблюдение требуемой толщины защитного бетонного слоя

В данной публикации мы не станем подробно останавливаться на иных правилах монтажа арматурного каркаса для фундамента. Это – очень обширная тема, и она хорошо рассмотрена в других статьях нашего портала.

Качество и правильность монтажа армирующего каркаса – залог надежности и долговечности фундамента

Создание армирующей конструкции должно основываться на проведенных расчетах и выполняться в строгом соответствии с установленными нормативами. Вопросам армирования ленточного фундамента посвящена специальная подробная статья нашего портала, в которой приведены и примеры расчетов, и базовые чертежи наиболее сложных узлов. Технологии вязки арматуры под ленточный фундамент уделена отдельная публикация. Ну а если в планах — создание монолитного плитного фундамента – то и на этот счет найдется немало полезной информации.

Если ознакомиться с рекомендуемыми инструкциями (к которым ведут ссылки), то становится понятно, что величина защитного слоя закладывается уже при проведении расчетов каркаса и составлении чертежей будущей арматурной конструкции. Но как соблюсти это уже на практике?

Понятно, что нижний ярус арматуры должен быть приподнят над уровнем дна траншеи (котлована) на необходимую высоту. Полную безграмотность проявляют те «мастера», которые используют в качестве подпорок оставшиеся после монтажа опалубки обрезки доски или бруса. Дерево, во-первых, недолговечно, а во-вторых — не станет преградой для проникновения влаги. И в местах таких опор под подошвой неизбежно появятся очаги распространения коррозии стальной арматуры.

Допустимый, но, скажем прямо, не самый идеальный вариант – использовать для подкладок обломки кирпича или бетона. Все равно «герметичность» защитного слоя в точках опоры будет недостаточной.

Цены на бетономешалку

Оптимальным вариантом видится применение специальных полимерных стоек. Они выпускаются различной высоты, то есть имеется возможность подобрать именно такие, какие требуются для данной конструкции. Стоимость их, особенно на фоне общих затрат на создание фундамента — совсем невелика. Но зато они имею полую конструкцию, которая также заполнится бетоном при заливке, и арматура будет «запечатана» бетоном по все длине.

Аналогичным образом удобнее всего поступить и для создания необходимого просвета между внешними продольными прутьями и стеками опалубки. При заливке весьма тяжеловесного бетонного раствора каркас может сместиться, и его требуется надежно зафиксировать в определенном положении. Для этого применяются специальные фиксаторы—«звездочки» требуемого радиуса. Устанавливаются они буквально одним движением, и проблема решается сама собой.

Ознакомьтесь с особенностями выполнения работ, как заливать фундамент зимой, из нашей новой статьи на нашем портале.

Кстати, можно посмотреть интересный видеосюжет, в котором мастер делится секретом самостоятельного изготовления бетонных фиксаторов для арматуры. Очень неплохой вариант в тех случаях, когда нет возможности приобрести специальные «стаканы» или «звездочки».

Видео: Как можно самостоятельно изготовить фиксаторы для задания защитного бетонного слоя

Непосредственно перед заливкой бетона, после окончания монтажа арматурного каркаса, имеет смысл еще раз внимательно осмотреть созданную конструкцию. Случается, что какой-либо поперечный конструктивный прут своим торцом «опасно приближается» к стенкам опалубки. Лучше это устранить сразу – подрезать его для задания требуемого просвета. В противном случае именно в этой точке может образоваться скол бетонной поверхности, появиться поверхностная трещина. И хорошо, если этим все ограничится – хуже, когда такой участок становится очагом распространения масштабной эрозии бетона.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, для того чтобы создать равномерный защитный бетонный слой, необходимо выставить армирующий каркас с учетом установленных норм, то есть разместить арматурные пруты на заданном расстоянии ото дна и от стенок опалубки. При заливке бетонного раствора, его необходимо максимально равномерно и плотно распределить по всей емкости опалубки. Этим обеспечится равномерное распределение нагрузок, а металл арматурного «скелета» будет должным образом защищен от внешних воздействий, а значит — и от возникновения очагов коррозии. А это, в свою очередь – залог общей долговечности и надежности всего фундамента в целом.