Защитный слой бетона. Анкеровка арматуры в бетоне. Коррозия железобетона и защита от нее

Защитный слой бетона в железобетонных конструкциях создается размещением арматуры на некотором удалении от поверхности элемента. Защитный слой бетона необходим для совместной работы арматуры с бетоном на всех стадиях изготовления, монтажа и эксплуатации конструкций, он защищает арматуру от внешних воздействий, высокой температуры, агрессивной среды и т. п. Толщина защитного слоя бетона устанавливается в зависимости от вида и диаметра арматуры, размера сечений элемента, вида и класса бетона, условий работы конструкции и т.д.

· 30 мм - в сборных фундаментах

· 25 — для продольной рабочей арматуры в однослойных элементах конструкций;

· 20 — в балках высотой 250 мм и более

· 15 — в плитах и стенках толщиной более 100 мм, а также балках высотой менее 250 мм

· 10 — для анкерной арматуры, в плитах и стенках толщиной до 100 мм

· для продольной арматуры ненапрягаемой или с натяжением на упоры - не менее диаметра стержня или каната;

Анкеровка - закрепление концов арматуры в бетоне, для того чтобы бетон при передаче на него усилий с напрягаемой арматуры не раскалывался. Анкеры при натяжении арматуры на бетон должны обеспечивать хорошую передачу усилия с арматуры на бетон. В местах расположения анкеров у конца элементов бетон усиливают дополнительными хомутами, сварными сетками, спиралями, а для равномерной передачи усилий с арматуры на бетон под анкерами размещают стальные плиты.

Ненапрягаемая арматура из гладких стержней класса A-I снабжена на концах анкерами в виде полукруглых крюков диаметром 2,5 d, а в конструкциях из бетонов на пористых заполнителях — диаметром 5 d. Анкерами гладких стержней в сварных сетках и каркасах служат стержни поперечного направления, поэтому их применяют без крюков на концах. Арматурные стержни периодического профиля обладают значительно лучшим сцеплением с бетоном, их применяют без крюков на концах.

Анкеровку стержней арматуры с периодическим профилем осуществляют :

• в виде прямого окончания стержня (прямая анкеровка);

• с отгибом (лапки) на конце стержня (только для растянутой арматуры);

• с приваркой или установкой поперечных стержней;

• с применением специальных анкерных устройств на конце стержня.

Напрягаемая арматура — стержни периодического профиля или арматурные канаты — при натяжении на упоры и достаточной прочности бетона применяется в конструкциях без специальных анкеров; арматура при натяжении на бетон (арматурные пучки) или натяжении на упоры в условиях недостаточного сцепления с бетоном (гладкая высокопрочная проволока) всегда закрепляется в бетоне специальными анкерами. Длина зоны анкеровки напрягаемой арматуры без анкеров принимается равной длине зоны передачи напряжений с арматуры на бетон.

При расчете длины анкеровки арматуры следует учитывать способ анкеровки, класс арматуры и ее профиль, диаметр арматуры, прочность бетона и его напряженное состояние в зоне анкеровки, конструктивное решение элемента в зоне анкеровки (наличие поперечной арматуры, положение стержней в сечении элемента и др.).

Коррозионная стойкость элементов железобетонных конструкций зависит от плотности бетона и степени агрессивности среды. Коррозия бетона, имеющего недостаточную плотность, может происходить от воздействия фильтрующейся воды. Наибольшей растворяющей способностью обладает мягкая вода. Внешним признаком такой коррозии бетона являются белые хлопья на его поверхности. Другой вид коррозии бетона возникает под влиянием кислых газов в сочетании с повышенной влажностью, растворов кислот и др. Наиболее вредны для бетона соли ряда кислот, особенно серной кислоты. Весьма агрессивны грунтовые воды. Морская вода при систематическом воздействии оказывает вредное влияние на бетон, т.к содержит вредные соли.

Мерами защиты от коррозии железобетонных конструкций, находящихся в условиях агрессивной среды, в зависимости от степени агрессии являются:

· снижение фильтрующей способности бетона введением специальных добавок,

· повышение плотности бетона,

· увеличение толщины защитного слоя бетона,

· применение лакокрасочных или мастичных покрытий, оклеечной изоляции,

· замена портландцемента глиноземистым цементом,

· применение специального кислотостойкого бетона.

· Коррозия арматуры (ржавление) обычно протекает одновременно с коррозией бетона, но может протекать и независимо от нее. Продукт коррозии арматуры имеет в несколько раз больший объем, чем арматурная сталь, и создает значительное радиальное давление на окружающий слой. При этом вдоль арматурных стержней возникают трещины и отколы бетона с частичным обнажением арматуры.

18. Сущность предварительного напряжения. Способы предварительного напряжения арматуры. Потери предварительного напряжения первой группы.

Предварительно напряженные - железобетонные конструкции, в которых до приложений нагрузок в процессе изготовления искусственно создаются значительные сжимающие напряжения в бетоне путем натяжения высокопрочной арматуры. Начальный сжимающие напряжения создаются в тех зонах бетона, которые впоследствии под воздействием нагрузок испытывают растяжение. Напряжение бетона натянутой арматурой не только ликвидирует опасность образования и раскрытия микротрещин, но и позволяет значительно экономить металл, сокращать расход составляющих материалов в бетоне, уменьшать массу конструкции, повышать долговечность и снижать стоимость строительства.

В производстве предварительно напряженных элементов возможны два способа создания предварительного напряжения: натяжение на упоры (до бетонирования элемента) и натяжение на бетон (после бетонир-я):

1. В первом случае арматуру вначале натягивают, концы ее прочно закрепляют в бортах формы изделия, после чего приступают к бетонированию. После затвердевания уплотненной бетонной смеси арматуру освобождают от натяжного устройства. Вследствие упругости арматура стремится вернуться в прежнее ненапряженное состояние и, будучи прочно сцеплена с бетоном, обжимает его. В результате этого в железобетоне создаются взаимно уравновешивающие усилия растяжения в арматуре и сжатия в бетоне. Натяжение на упоры как более индустриальное является основным способом в заводском производстве.

2. Во втором случае арматуру располагают в каналах бетонной конструкции, ранее образованных с помощью специальных пустотообразователей, и натягивают ее после того, как бетон приобретает заданную прочность. Затем натянутую арматуру анкеруют на концах конструкции, а каналы замоноличивают цементным раствором или бетонной смесью.

Натяжение арматуры производят с помощью специальных домкратов или методом электротермического воздействия.

Достигается натяжение арматуры несколькими способами – электротермическим, механическим, химическим или электротермомеханическим. Для механического натяжения применяют домкраты и прочие гидравлические устройства. При электротермическом методе арматура нагревается и расширяется при нагреве электротоком. Химический метод подразумевает применение напрягающих цементов, которые обладают высокой энергией расширения. Электротермомеханический метод является комплексным и подразумевает одновременное натяжение арматуры при помощи гидравлического устройства и нагревание при помощи электрического тока.

Армирование железобетонных изделий может быть линейным и непрерывным. Линейное армирование – это метод, при котором отдельные элементы натяжения, выполненные в форме стержней, прядей или пучков, укладываются на изделие. Непрерывное армирование достигается за счет непрерывного наматывания проволочной нити на конструкцию или упоры – в итоге появляется арматурный каркас.

Потери предварительного напряженияпервой группы (расчеты конструкций вып-ся по потере несущей способности или непригодности к эксплуатации)

1. Потеря устойчивости формы

2. Потеря устойчивости положения

3. Вязкое, хрупкое, усталостное или иного характера разрушение

4. Разрушение под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятного влияния внешней среды

5. Резонансные колебания

19. Сущность предварительного напряжения. Способы предварительного напряжения арматуры. Потери предварительного напряжения второй группы.

Предварительно напряженные - железобетонные конструкции, в которых до приложений нагрузок в процессе изготовления искусственно создаются значительные сжимающие напряжения в бетоне путем натяжения высокопрочной арматуры. Начальный сжимающие напряжения создаются в тех зонах бетона, которые впоследствии под воздействием нагрузок испытывают растяжение. Напряжение бетона натянутой арматурой не только ликвидирует опасность образования и раскрытия микротрещин, но и позволяет значительно экономить металл, сокращать расход составляющих материалов в бетоне, уменьшать массу конструкции, повышать долговечность и снижать стоимость строительства.

В производстве предварительно напряженных элементов возможны два способа создания предварительного напряжения: натяжение на упоры (до бетонирования элемента) и натяжение на бетон (после бетонир-я):

3. В первом случае арматуру вначале натягивают, концы ее прочно закрепляют в бортах формы изделия, после чего приступают к бетонированию. После затвердевания уплотненной бетонной смеси арматуру освобождают от натяжного устройства. Вследствие упругости арматура стремится вернуться в прежнее ненапряженное состояние и, будучи прочно сцеплена с бетоном, обжимает его. В результате этого в железобетоне создаются взаимно уравновешивающие усилия растяжения в арматуре и сжатия в бетоне. Натяжение на упоры как более индустриальное является основным способом в заводском производстве.

4. Во втором случае арматуру располагают в каналах бетонной конструкции, ранее образованных с помощью специальных пустотообразователей, и натягивают ее после того, как бетон приобретает заданную прочность. Затем натянутую арматуру анкеруют на концах конструкции, а каналы замоноличивают цементным раствором или бетонной смесью.

Натяжение арматуры производят с помощью специальных домкратов или методом электротермического воздействия.

Достигается натяжение арматуры несколькими способами – электротермическим, механическим, химическим или электротермомеханическим. Для механического натяжения применяют домкраты и прочие гидравлические устройства. При электротермическом методе арматура нагревается и расширяется при нагреве электротоком. Химический метод подразумевает применение напрягающих цементов, которые обладают высокой энергией расширения. Электротермомеханический метод является комплексным и подразумевает одновременное натяжение арматуры при помощи гидравлического устройства и нагревание при помощи электрического тока.

Армирование железобетонных изделий может быть линейным и непрерывным. Линейное армирование – это метод, при котором отдельные элементы натяжения, выполненные в форме стержней, прядей или пучков, укладываются на изделие. Непрерывное армирование достигается за счет непрерывного наматывания проволочной нити на конструкцию или упоры – в итоге появляется арматурный каркас.

Потери предварительного напряжения второй группы (расчеты конструкций вып-ся по непригодности к нормальной эксплуатации) – состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций или снижающие их долговечность вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота), колебаний, трещин и т.д.

Суммарные потери при любом способе натяжения могут составлять около 30 % начального предварительного напряжения. В расчетах конструкций суммарные потери должны приниматься не менее 100 МПа.