3.5. Захисний шар бетону

Захисний шар бетону забезпечує спільну роботу арматури з бетоном, захищає арматуру від зовнішніх впливів, високої температури, агресивного середовища тощо.

Товщина захисного шару залежить від виду та діаметра арматури, розмірів перерізу, виду та класу бетону, умов роботи конструкції.

Товщина захисного шару для поздовжньої арматури ненапружуваної або напружуваної (при натягу на упори) має бути не меншою за діаметр стержня або каната.

В плитах товщиною до 100 мм захисний шар повинен бути не меншим як 10 мм, а при товщині плити більшій за 100 мм і в балках висотою меншою за 250 мм захисний шар має бути як мінімум 15 мм. В балках висотою більшою за 250 мм товщину захисного шару приймають не менш як 20 мм.

У збірних залізобетонних фундаментах товщина захисного шару має бути 30 мм.

В попередньо напружених конструкціях з натягом арматури на бетон товщина захисного шару бетону має бути не менш як 20 мм і не меншою за половину діаметра каналу.

Товщина захисного шару від торця арматури до торця елемента приймають 10 мм, а для збірних елементів великої довжини — 15 мм.

Мінімальна товщина захисного шару для поперечної арматури при висоті балки до 250 мм — 10 мм, а при висоті балки більшій за 250 мм — 15 мм.

3.6. Корозія бетону і залізобетону

Одна з переваг бетону і залізобетону — довговічність. Проте несприятливе поєднання постійних і змінних навантажень з дією різних фізико-хімічних процесів середовища спричиняє корозію бетону і сталевої арматури, що може призвести до руйнування конструкцій.

Шкідливими реагентами для бетону є вода ( чиста або така, що містить розчини солей і кислот), пара і вологі кислі гази, мінеральні масла, розчин цукру, відходи від переробки м’яса, продукти хімічних виробництв. Статистика твердить, що 50% конструкцій промислових будівель експлуатується в агресивному середовищі різного ступеня і надалі ця цифра збільшуватиметься.

Зовнішні навантаження, спричинюючи утворення тріщин у бетоні залізобетонних конструкцій, прискорюють процес корозії бетону та арматури.

Заморожування і відтавання конструкцій з тріщинами, заповненими водою, веде до руйнування захисного шару бетону. Тиск у середині бетону частково компенсується сусідніми порами, а тому руйнування відбувається в першу чергу на поверхні, по кутах і ребрах конструкцій.

Вода в порах бетону замерзає при температурах, значно нижчих від 0⁰С, оскільки вона звичайно насичена вапном та іншими солями.

Найшвидше руйнуються бетони пористої структури, які мають невелику міцність і дуже насичені водою.

Причиною корозії бетону є також вилущування, спричинене видаленням водою вапна, що виділяється під час реакцій гідролізу. Про те цей вид корозії небезпечний лише за умови безперервної фільтрації води крізь стіни гребель, резервуарів, труб. Дія лужних розчинів може спричинити тимчасове зміцнення бетону, але потім він порівняно швидко руйнується.

Найнебезпечніша корозія бетону під дією кислот або вологих кислих газів, що найчастіше буває під час експлуатації промислових будівель. Кислоти вступають в реакцію зі складовими цементного каменю і утворюють розчинні кальцієві солі. Хлорид або сульфат кальцію утворюють пухкі і нестійкі включення, що легко вилуговуються водою.

Корозія бетону звичайно розвивається під впливом кількох факторів, що діють одночасно.

Щоб запобігти корозії бетону або уповільнити її, слід застосовувати бетони на цементах, які менше піддаються дії даного шкідливого реагенту. Необхідно дотримуватися також таких загальних вимог: використовувати міцні бетони густої структури, дотримуватися технології їх виготовлення, укладання в форми і догляду у період тужавлення. Головна вимога — використання жорстких бетонних сумішей з водоцементним відношенням В/Ц = 0,3...0,4, оскільки тільки 20% води (до маси цементу) хімічно зв’язується під час гідратації клінкеру, а решта води під час тужавлення бетону утворює пори в цементному камені. Найщільніший бетон утворюється при фракціонованих високоміцних щебені і піску.

Досить ефективно захищає бетон від корозії пофарбування його поверхні, обмазування, обклеювання або просочування захисними матеріалами. Успішно захищають бетон поліетиленовими листами з анкерами, закріплюваними під час бетонування.

Корозія залізобетону збільшується в умовах вологого середовища, коли сталева арматура кородує швидше. У звичайних умовах швидкість корозії арматури становить 0,1 мм за рік, а за несприятливих умов — до 1 мм за рік. Об’єм металу, що зазнав корозії, у 2...3 рази перевищує його об’єм до корозії, а тому по периметру арматури виникає радіальний тиск, який викликає утворення поздовжніх тріщин і відколювання захисного шару бетону.

Значну небезпеку становить також електрокорозія арматури під впливом блукаючих струмів.

У нормальних умовах експлуатації захист арматури від корозії в середині бетону забезпечує лужне середовище (гідрооксид кальцію). Не слід добавляти в бетон хлориди, особливо в разі армування конструкцій високоміцним дротом.

На заводах залізобетонних виробів і на будівельних майданчиках необхідно забезпечувати умови зберігання арматури, що виключають можливість корозії, яка може продовжуватися в середині бетону.

Для гарантування довговічності арматуру залізобетонних конструкцій захищають шаром бетону достатньої товщини і щільності. Особливо це стосується силікатних, ніздрюватих бетонів та бетонів на пористих заповнювачах.