Защитный слой бетона и минимальные расстояния между стержнями

Арматура, расположенная внутри сечения конструкции, должна иметь защитный слой бетона (расстояние от поверхности арматуры до соответствующей грани конструкций) чтобы обеспечивать:

- совместную работу арматуры с бетоном;

- анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов;

- сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в том числе при наличии агрессивных воздействий);

- огнестойкость и огнесохранность.

Толщину защитного слоя бетона назначают с учетом типа конструкций, роли арматуры в конструкциях (продольная рабочая, поперечная, распределительная, конструктивная арматура), условий окружающей среды и диаметра арматуры.

Минимальные значения толщины слоя бетона рабочей арматуры следует принимать по таблице 4.1.

Таблица 4.1.

Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры, указанные в табл.4.1, 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.

Минимальные расстояния между стержнями арматуры

Виды железобетона

Для железобетонных конструкций наибольшее распространение получил тяжелый железобетон с гибкой арматурой.

Плотность такого железобетона принимается равной =25 кН/м³ (при проценте армирования 3 %). При большем проценте армирования плотность железобетона принимается как сумма плотностей бетона и арматуры.

Все большее применение находит легкий железобетон из различных видов бетона.

Армоцемент – армированный часто расположенными стальными мелкоячеистыми ткаными или сварными сетками (дисперсно армированнный) бетон на мелком заполнителе класса В25…В50. (П.Л. Нерви). Это однородный по свойствам материал, обладает повышенной растяжимостью, малым раскрытием трещин, высокой несущей способностью, водонепроницаемостью, повышенным сопротивлением ударной нагрузке. Применяется в тонкостенных пространственных конструкциях, при строительстве емкостных сооружений и в судостроении. Однако коррозионная стойкость и огнестойкость армоцемента ниже, чем железобетона.

Фибробетон – дисперсноармированный короткими обрезками (стальными. стеклянными или синтетическими) бетон в количестве от 1,5 до 3 % объема бетона. Повышенная прочность, ударная вязкость, взрывоустойчивость.

Армополимербетон – в качестве вяжущих фенолформальдегидные и другие смолы. Арматура – стальная или неметаллическая. Высокая растяжимость, повышенная прочность, коррозионная стойкость, но большая ползучесть. Высокая стоимость. Предназначен для работы в агрессивной среде, при высоком гидростатическом давлении, при необходимости в электронепроницаемости, радиопрозрачности.

1. условия совместной работы арматуры с бетоном.

Совместная работа арматуры и бетона в железобетонных конструкциях обеспечивает:

– надежную и длительную защиту арматуры от коррозии и высоких температур;

– равномерность образования трещин в бетоне растянутой зоны железобетонных конструкций;

– сохранность повышенной жесткости изгибаемых элементов по сравнению с элементами с нарушенным сцеплением арматуры с бетоном;

– равномерное распределение усилий по длине рабочих стержней и между отдельными стержнями.

Сцепление арматуры при продавливании стержня значительно больше, чем при выдергивании, так как при сжатии арматурного стержня поперечное сечение его увеличивается и тем самым повышается сцепление стержня с бетоном вследствие сопротивления окружающего бетона поперечному расширению. В среднем сцепление при растяжении арматуры на 40 % меньше по сравнению со сцеплением при ее сжатии. Диаметр сжатых стержней также необходимо ограничивать, хотя в меньшей степени, чем растянутых стержней.

Основными условиями, обеспечивающими надежную совместную работу бетона и стальной арматуры в железобетонных конструкциях, являются:

1. Сцепление арматуры с бетоном по площади их контакта, исключающее продергивание (сдвиг) арматуры в бетоне;

2. Примерное равенство коэффициентов температурного удлинения (укорочения) бетона = (0,7...1)∙10^-5 град^-1 и стальной арматуры = 1,2∙10^-5 град^-1. Небольшая разница коэффициентов линейных температурных деформаций бетона и стали исключает появление собственных напряжений в них и надежное сцепление арматуры с бетоном сохраняется при изменениях температуры до 100 ºС;

3. Способность бетона при соответствующей его плотности, достаточной толщине защитного слоя, кратковременном раскрытии трещин не более 0,4 мм и содержании цемента не более 250 кг/м³ надежно предохранять арматуру от коррозии и непосредственного действия огня.

Защитное действие бетона на стальную арматуру основано на способности щелочной среды поддерживать химически пассивное состояние стали неопределенно длительное время. Основным фактором, определяющим надежные защитные свойства бетона, является непроницаемость его для газов и для агрессивных ионов в водных растворах.