Характеристики бетонного покрытия для арматуры в различных кодах

Бетонное покрытие считается первой мерой по предотвращению воздействия агрессивных элементов на арматурные стержни. Поэтому при проектировании толщины бетонного покрытия и его возведении необходимо соблюдать максимальную осторожность.
Как правило, толщина бетонного покрытия определяется в зависимости от типа железобетонной конструкции и условий, в которых она возводится.
В этой статье будут рассмотрены спецификации бетонных покрытий, основанные на различных наиболее часто используемых кодах.

Спецификация различных кодов в отношении бетонного покрытия обычно зависит от характера конструкции, метода строительства, факторов окружающей среды, окружающих конструкцию, и качества бетона, используемого в строительстве.
Будет рассмотрено определение толщины бетонного покрытия в соответствии со спецификациями следующих кодексов:

• код ACI
• Европейский кодекс
• Британский стандарт
• Специальные спецификации для конструкций, подвергающихся значительному воздействию жестких условий

Характеристики бетонного покрытия согласно кодекс ACI

Американский институт кодов (ACI 318-11) устанавливает минимальную толщину бетонного покрытия для различных элементов железобетонной конструкции. Эти минимальные толщины бетонного покрытия приведены в таблице 1.
Кодекс ACI определяет определенные условия, при которых минимальная толщина покрытия не будет достаточной и, следовательно, ее необходимо увеличить. К таким условиям относятся коррозионная среда, противопожарная защита и будущее расширение.
Например, для железобетонного элемента, подверженного воздействию морской воды, кодекс ACI определяет, что толщина бетонного покрытия должна быть не менее 50 мм.
Желательно установить минимальную толщину бетонного покрытия в 65 мм, чтобы учесть возможные ошибки при строительстве и, следовательно, убедиться, что толщина покрытия 50 мм достигнута.
Кодекс допускает использование толщины покрытия меньше, чем указано в Таблице-1, для сборных железобетонных конструкций.

Таблица-1: Минимальная толщина покрытия для монолитного бетона

Тип конструкции
Толщина бетона, мм
Бетон, залитый в грунт и постоянно находящийся в контакте с грунтом
75
Бетон, находящийся в контакте с грунтом или водой
Стержни от № 19 до № 57
50
№ 16 бар и меньше
40
Бетон, не подверженный атмосферным воздействиям и не контактирующий с землей
Плиты, стены, балки
Прутки № 43 и № 57
№ 36 и меньше
20
Балки, колонны
Первичная арматура, связи, стяжки, спирали
Оболочки, складчатые пластины
№ 19 пруток и больше
№ 16 пруток и меньше
13

Характеристики бетонного покрытия согласно Европейский кодекс

Европейский кодекс дает точные рекомендации и детали относительно толщины бетонного покрытия. В кодексе указана минимальная толщина бетонного покрытия, а также соотношение воды и цемента, прочность бетона и минимальное содержание цемента в зависимости от типа погодных условий, которым подвергается конструкция.
Это хорошо видно из Таблицы-2, где указана минимальная толщина бетонного покрытия вместе с другими параметрами в зависимости от погодных условий.

Таблица-2: Минимальная толщина бетонного покрытия в соответствии с европейским кодексом и британскими спецификациями

Условие воздействия
Максимальное соотношение В/Ц
Минимальное содержание цемента, кг/м3
Минимальное покрытие бетона, мм
Марка бетона
Сухой
0.65
260
15
C30/37
Влажный
Без мороза
0.60
280
Мороз
0.55
25
C35/45
Противообледенительные соли
0.5
300
Морская вода
0.50
Агрессивные химикаты
Незначительно
–
Умеренно
30
Сильно
0.45
Ряд исследователей, таких как Браун и др. и Ван Давер, доказали, что толщина бетонного покрытия в большинстве конструкций меньше, чем указано в проекте.
Например, Браун и др. сообщили, что средняя толщина покрытия наблюдаемых конструкций составила 13,9 мм вместо 25 мм, предусмотренных проектом.
Именно поэтому Европейский кодекс гласит, что минимальная толщина покрытия должна быть увеличена на допустимое стандартное отклонение, которое составляет 5-10 мм для монолитного бетона и 0-5 мм для сборного бетона.

Характеристики бетонного покрытия в соответствии с британским стандартом

Согласно британскому стандарту толщина бетонного покрытия зависит от погодных условий, в которых возводится конструкция. Помимо прочности бетона, и качество бетона зависит от содержания цемента и соотношения воды и цемента.
В таблице-3 приведена минимальная толщина бетонного покрытия, определенная в соответствии с британским стандартом.

Таблица-3: Толщина и свойства бетонного покрытия в соответствии с британским стандартом

Условия окружающей среды
Марка бетона, МПа
35
45
Соотношение воды и цемента
Минимальное содержание цемента, кг/м3
Толщина бетонного покрытия
Умеренная1
Умеренная2
—
Жесткий3
Очень твердый4
Максимальное состояние5
60
1 бетонная поверхность, защищенная от внешних погодных условий или жесткого состояния
2бетонная поверхность, защищенная от дождя или замерзания, а также бетон под водой или бетон, прилегающий к не подверженной воздействию почве
3бетонная поверхность, подверженная воздействию дождя, смачиванию и высыханию
4бетонная поверхность, подверженная воздействию брызг морской воды или таянию льда под воздействием соли или замораживанию
5бетонная поверхность, подверженная абразивному воздействию, например, морской воды, содержащей твердые частицы, или движущейся воды с pH 4,5, машин или автомобилей.

Специальные спецификации для конструкций, подвергающихся значительному воздействию суровых условий

Как правило, морские сооружения непосредственно подвергаются воздействию морской воды, и для предотвращения коррозии встроенных стальных стержней необходимо предусмотреть специальные меры защиты.
Существует три основных области суровых погодных условий, которым может подвергаться железобетонная конструкция.
Эти суровые погодные условия включают воздух, зону брызг и погружение в воду. Наиболее опасным является зона брызг, так как конструкция подвергается воздействию морской воды и воздуха.
ACI 357 дает рекомендации по толщине покрытия в суровых погодных условиях в зависимости от прочности бетона, расположения конструкции и максимального соотношения воды и цемента, см. таблицу 4.

Таблица-4: Рекомендации ACI 357 по толщине покрытия в морских сооружениях

Расположение
Максимальное соотношение в/ц
Минимальная прочность бетона в 28 дней
Толщина покрытия
Армированная сталь
Предварительно напряженная
Воздух
0.4
Зона брызг
65
90
Погружен в воду
Помимо ACI 357, британский стандарт дает рекомендации по выбору толщины бетонного покрытия для частных сооружений.
При определении толщины бетонного покрытия учитываются несколько параметров, например, степень перемешивания для каждого качества бетона, срок службы конструкции и коэффициент диффузии хлоридов в бетоне.
Читать далее: Минимальная толщина бетонного покрытия для арматуры

• Различные коды для испытаний строительных материалов.
• Условия воздействия, влияющие на долговечность бетона.
• Как предотвратить коррозию арматуры на стройплощадке?.
• Что такое арматура? Типы и марки стальной арматуры.
• Бетон, подверженный воздействию морской воды – последствия и меры предосторожности.
• Методы сборных железобетонных конструкций.
• Процесс строительства сборных железобетонных перекрытий, стен и каркаса.