Анодный заземлитель, что это такое, устройство, принцип работы, проектирование и установка

ГОСТ Р 58344-2019 Заземлители и заземляющие устройства различного назначения. Общие технические требования к анодным заземлениям установок электрохимической защиты от коррозии

Текст ГОСТ Р 58344-2019 Заземлители и заземляющие устройства различного назначения. Общие технические требования к анодным заземлениям установок электрохимической защиты от коррозии

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТР 58344— 2019

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗАЗЕМЛИТЕЛИ И ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Общие технические требования к анодным заземлениям установок электрохимической защиты от коррозии

Москва Стамдартимформ 2019

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Ресурсосберегающие специальные технологии и системы»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 336 «Заземлители и заземляющие устройства различного назначения»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН 8 ДЕЙСТ8ИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 января 2019 г. № 10-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (но состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стацдартинформ. оформление. 2019

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

5 Классификация анодных заземлений и их маркообразование

6 Технические требования

6.1 Общие требования

6.2.1 Требования назначения

6.2.2 Требования к конструкции

6.2.3 Требования к электрическим параметрам

6.2.4 Требования к стойкости при механических воздействиях

6.2.5 Требования стойкости к внешним воздействующим факторам

6.2.6 Требования надежности

6.2.7 Требования к сырью, материалам, покупным изделиям

6.2.8 Требования к комплектности

6.2.9 Требования к маркировке

6.2.10 Требования к упаковке

7 Требования безопасности

7.1 Требования электробеэоласности

7.2 Требования пожарной безопасности

7.3 Требования экологической безопасности

8 Правила приемки

8.1 Общие требования

8.2 Категории испытаний

8.3 Приемо-сдаточные испытания

8.4 Периодические испытания

8.5 Типовые испытания

9 Методы контроля (испытаний)

9.1 Общие требования

9.2 Проверка материалов конструкции

9.3 Проверка конструкции

9.4 Проверка электрических параметров

9.5 Проверка стойкости к механическим воздействиям

9.6 Проверка стойкости кфакторам внешнего воздействия

9.7 Проверка комплектности, маркировки и упаковки

10 Требования к транспортированию и хранению

11 Указания по монтажу и эксплуатации

12 Гарантии изготовителя

Введение

Настоящий стандарт общих технических требований разработан на основе межгосударственных и национальных стандартов Российской Федерации, отраслевых стандартов, технических условий, определяющих требования к анодным заземлениям установок электрохимической (катодной) защиты от коррозии.

Настоящий стандарт не имеет международного аналога и учитывает положительный опыт эксплуатации и применения (как отечественный, так и зарубежный) современных технических решений в области анодных заземлителей систем электрохимической защиты металлических сооружений от коррозии на таких объектах, как подземный трубопроводный транспорт (магистральные нефте- и газопроводы, тепловые сети, трубопроводы бытового назначения и т. д.), а также существующие и перспективные требования по надежности, безопасности и рискам при эксплуатации объектов магистрального и промыслового трубопроводного транспорта.

Целью разработки настоящего стандарта является обеспечение безопасности и эффективности работы анодных заземлений установок электрохимической (катодной) защиты от коррозии.

ГОСТ Р 58344—2019

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗАЗЕМЛИТЕЛИ И ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Общие технические требования к анодным заземлениям установок электрохимической защиты от коррозии

Grounding conductors and grounding devices for different purposes. General technical requirements for anode grounding of installations of electrochemical protection against corrosion

Дата введения — 2019—06—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на анодные заземления установок электрохимической (катодной) защиты от коррозии (далее — анодные заземления) и устанавливает общие технические требования к анодным заземлителям систем катодной защиты металлических сооружений от коррозии (далее — анодные заземлители), включая подземный трубопроводный транспорт (магистральные не-фте* и газопроводы, тепловые сети, трубопроводы бытового назначения и т. д.), а также классификацию. систему образования марок, требования к конструкции, сырью, материалам, покупным изделиям, комплектности, упаковке, маркировке, требованиям безопасности, требованиям по транспортированию и хранению анодных заземлителей в составе анодных заземлений.

Настоящий стандарт не распространяется на анодные заземления установок катодной защиты судов и внутренней поверхности емкостей и резервуаров, а также на анодные заземления, применяемые в качестве временных (экспериментальных) при коррозионных обследованиях и контроле состояния изоляции подземных сооружений (например, газопроводов и др.).

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

Настоящий стандарт обязателен к применению всеми организациями, осуществляющими проектирование. изготовление, приемку, испытания, поставку и эксплуатацию анодных заземлений и заземлителей.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 9.602 Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии

ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.044 (ИСО 4589—64) Система стандартов безопасности труда. Пожароезрывоопасностъ веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.2.007.0 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.14 Система стандартов безопасности труда. Кабели и кабельная арматура. Требования безопасности

Читайте также:
Железобетонный ленточный фундамент

ГОСТ 12.3.009 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности

ГОСТ 15.309—98 Система разработки и постановки продукции на производство. Испытания и при* емка выпускаемой продукции. Основные положения

ГОСТ 17.2.3.02 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов загрязняющих веществ промышленными предприятиями

ГОСТ 20.57.406—81 Комплексная система контроля качества. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний

ГОСТ 166 (ИСО 3599—76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 515 Бумага упаковочная битумная и дегтевая. Технические условия

ГОСТ 2990 Кабели, провода и шнуры. Методы испытания напряжением

ГОСТ 5151 Барабаны деревянные для электрических кабелей и проводов. Технические условия

ГОСТ 6433.2 Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения электрического сопротивления при постоянном напряжении

ГОСТ 6433.3 Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения электрической прочности при переменном (частоты 50 Гц) и постоянном напряжении

ГОСТ 7229 Кабели, провода и шнуры. Методы определения электрического сопротивления токопроводящих жил и проводников

ГОСТ 7502 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 9142 Ящики из гофрированного картона. Общие технические условия

ГОСТ 10198 Ящики деревянные для грузов массой св. 200 до 20 000 кг. Общие технические условия

ГОСТ 10354 Пленка полиэтиленовая. Технические условия

ГОСТ 12177 Кабели, провода и шнуры. Методы проверки конструкции

ГОСТ 12182.5 Кабели, провода и шнуры. Методы проверки стойкости к растяжению

ГОСТ 14192 Маркировка грузов

ГОСТ 15150 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 15543.1 Изделия электротехнические и другие технические изделия. Общие требования в части стойкости к климатическим внешним воздействующим факторам

ГОСТ 16511 Ящики деревянные для продукции электротехнической промышленности. Технические условия

ГОСТ 17441 Соединения контактные электрические. Правила приемки и методы испытаний

ГОСТ 17675 Трубки электроизоляционные гибкие. Общие технические условия

ГОСТ 18690 Кабели, провода, шнуры и кабельная арматура. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 22261 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия

ГОСТ 22483 (IEC 60228:2004) Жилы токопроводящие для кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования

ГОСТ 23216 Изделия электротехнические. Хранение, транспортирование, временная противокоррозионная защита, упаковка. Общие требования и методы испытаний

ГОСТ 30631—99 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации

ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ Р 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ Р 51164 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии

ГОСТ Р 51908 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части условий хранения и транспортирования

ГОСТ Р 57190—2016 Заземлители и заземляющие устройства различного назначения. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национагъные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт. на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с уметом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение следует применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана осылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

8 настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 57190.

4 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

АЗ —анодное заземление:

ГАЗ — глубинные анодные заземлители:

КИП — контрольно-измерительный пункт;

КС — компрессорная станция;

НПС — нефтеперекачивающая станция;

ТУ — технические условия;

УКЗ —установка катодной защиты:

ЭХЗ —система электрохимической защиты.

5 Классификация анодных заземлений и их маркообразование

5.1 Анодные заземления подразделяются по признакам [1].

По расположению относительно защищаемого сооружения и свойств грунта в местах размещения:

По расположению основного рабочего элемента — анодных заземлителей (далее — анодных заземлителей) в общей конструкции анодного заземления:

• комбинированные (сочетающие вертикальные, горизонтальные и наклонные).

Малорастворимые заземлители АЗК-ОП и АЗК-МП – элементы подповерхностных и глубинных анодных заземлителей. Особенности проектирования. Оформление заказа

Особенности проектирования. Оформление заказа

С. В. НИКИФОРОВ – к.т.н., председатель совета директоров ЗАО «УРАЛИНТЕХ»
А. В. ЕРМАКОВ – к.т.н., генеральный директор предприятия ЗАО «УРАЛИНТЕХ»
Е. С. СТУДЕНОК – к.т.н., директор предприятия ЗАО «УРАЛИНТЕХ»
П. Е. ТИНЬГАЕВ – к.т.н., Начальник лаборатории электро-химических процессов ЗАО «УРАЛИНТЕХ»
Р. И. КИСЕЛЕВ – начальник лаборатории прочности и надежности МГ ИТЦ ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург»
В. А. ЖЕЛОБЕЦКИЙ – ведущий инженер-конструктор ИТЦ ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург»

Предприятием ЗАО «УРАЛИНТЕХ» при участии специалистов ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» разработаны малорастворимые, легкие, компактные, пригодные для ручного монтажа биметаллические заземлители АЗК-МП (с металлическим покрытием) и АЗК-ОП (с оксидным покрытием). Заземлители предназначены для использования в качестве элементов подповерхностных и глубинных заземлений при защите объектов от почвенной коррозии, работоспособны в любых грунтах, в том числе в условиях повышенного уровня блуждающих токов (АЗК-МП). В 2015 году по результатам опытно-промышленных испытаний заземлители включены в «Реестр оборудования электрохимической защиты, разрешенного к применению в ОАО «Газпром»». Разработан Атлас проектных решений возможных вариантов катодной защиты, предложена система условного обозначения при заказе с использованием параметров проекта заземления, удобная для клиентов.

Специалистами ЗАО «УРАЛИНТЕХ» совместно с ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» были разработаны малорастворимые анодные заземлители АЗК-МП и АЗК-ОП, которые уже используются в системах электрохимической (катодной) защиты от почвенной коррозии подземных металлических сооружений.

Читайте также:
10 лайфхаков, как убрать катышки с одежды. Спасаем изношенные вещи!

Цель разработки – создать заземлители, удобные для монтажа в стесненных условиях, на ограниченной площади, например, компрессорных станций, либо на труднодоступных участках линейной части магистрального газопровода с использованием средств малой механизации или вручную.

Результатом разработки стали компактные заземлители из композитного материала – медь-титан – с противокоррозионными покрытиями, металлическим на АЗК-МП (ТУ 3435-043-72386442-2013) и оксидным на АЗК-ОП (ТУ 3435-051-72386442-2013). Были созданы заземлители двух типов.

Закрытое акционерное общество «Уральские инновационные технологии» (ЗАО «УРАЛИНТЕХ») – это молодое (основано в 2008 г.) инновационное предприятие с числом работающих немногим более ста человек, выпускающее продукцию технического назначения преимущественно из драгоценных металлов и их сплавов для предприятий аэрокосмической и оборонной отраслей, специального и химического машиностроения, нефтегазового комплекса и медицины.

Тип I (рис. 1) АЗК-МП(ОП)-КП – заземлитель комплектный подповерхностный анодный композитный с металлическим (оксидным) покрытием.

Он представляет собой электрод (1), защищенный противокоррозионным металлическим или оксидным покрытием и снабженный медным кабелем присоединения (3) марки ВПП 1*10 в усиленной изоляции (длина кабеля расчетная в соответствии с заказом). Торец заземлителя и узел контакта электрод-кабель защищены специальным герметиком и термоусаживаемыми трубкой и колпаком (2), соответственно. Электрод упакован в чехол (5) с коксовой засыпкой (4), которая уменьшает сопротивление растеканию тока анодного заземления, стабилизирует его работу и снижает скорость растворения рабочего электрода. Количество коксовой засыпки в чехле соответствует расчету и обеспечивает работоспособность заземлителя в течение всего заявленного ресурса.

Рис. 1. Заземлитель АЗК-МП (АЗК-ОП)-КП (тип I)

Данные заземлители являются элементом подповерхностных сосредоточенных и распределенных заземлений; устанавливаются горизонтально в траншеи или вертикально в скважины в соответствии с УПР.ЭХЗ-01-2013 «Унифицированные проектные решения по электрохимической защите подземных коммуникаций», применяются во всех типах грунтов. Количество анодных заземлителей в заземлении, расстояние между ними, способ расположения (горизонтальный или вертикальный) определяется проектом катодной защиты. Для присоединения к магистральному кабелю используют термитную сварку или кабельные зажимы.

Тип II (рис. 2) АЗК-МП(ОП)-КГ – заземлитель комплектный глубинный анодный композитный с металлическим (оксидным) покрытием.

Он представляет собой цепочку упакованных в чехлы с коксовой засыпкой электродов, аналогичных типу I. Максимальное количество электродов в цепочке 5 штук. Отвод газов, образующихся при эксплуатации заземлителя, осуществляется с помощью газоотводной трубки, которая вместе с другими кабелями выходит на дневную поверхность. Газоотводная трубка перфорирована на длину размещения цепочек электродов и поставляется из расчета одна трубка на одну скважину. Длина трубки определяется глубиной скважины и указывается при заказе. Длина кабеля присоединения определяется глубиной установки в скважине, не имеет разрывов по длине и выходит на поверхность земли для подключения к кабелю анодной линии.

Заземлитель рекомендуется для установки в любых грунтах, в том числе с удельным сопротивлением (УЭС) более 100 Ом*м. Прианодное пространство рекомендовано заполнять коксовой засыпкой. АЗК-МП(ОП)-КГ устанавливают в скважины в вертикальном положении в соответствии с УПР.ЭХЗ-01-2013 «Унифицированные проектные решения по электрохимической защите подземных коммуникаций».

Массы электродов заземлителей не превышают 0,5 кг, в чехле с коксовой засыпкой – 3,5 кг. Габариты заземлителя (в чехле): длина 1100 мм, диаметр 60 мм. Максимальный рабочий ток – 2 А, максимально допустимый ток – 8 А. Заявленный ресурс: не менее 50 лет в грунте и не менее 35 лет в водной среде.

Рис. 2. Заземлитель АЗК-МП(ОП)-КГ (тип II): 1 – малорастворимый рабочий электрод; 2 – термоусаживаемая трубка; 3 – кабель соединительный; 4 – чехол; 5 – коксовая засыпка; 6 – кабель присоединения.

Преимущества АЗК-МП(ОП)-КП и АЗК-МП(ОП)-КГ:

  • Малые габариты и масса заземлителей позволяют вести монтаж АЗК-МП(ОП)-КП:
    – вручную;
    – с применением средств малой механизации;
    – на малой площади (в стесненных условиях);
  • В одну скважину может быть установлено несколько цепочек АЗК-МП(ОП)-КГ в соответствии с проектом;
  • Высокая степень заводской готовности:
    – существенно сокращает затраты при монтаже;
    – повышает надежность герметизации контактных узлов и заземлителя в целом;
  • АЗК-МП-КП(КГ) применимы в условиях повышенного уровня блуждающих токов, а также устойчивы в полях переменного тока.

Для повышения работоспособности заземлителей рекомендуется их прианодное пространство засыпать коксовой (коксоминеральной) засыпкой. В грунтах с удельным сопротивлением более 100 Ом*м массу коксовой засыпки рекомендуется увеличить вдвое.

Малая масса и компактность заземлителей обеспечили достижение поставленной цели, что позволило при проведении ремонтных работ, работ в труднодоступных условиях снизить трудовые и временные затраты.

Заземлители в 2014 году прошли приемочные испытания и в 2015 году были включены в «Реестр оборудования электрохимической защиты, разрешенного к применению в ОАО «Газпром»».

Для удобства выполнения проектных работ с использованием данных заземлителей были разработаны проектные решения катодной защиты с глубинным и подповерхностным анодным заземлением с горизонтальным и вертикальным расположением электродов АЗК-МП и АЗК-ОП.

Предложена также система условного обозначения при заказе с использованием параметров проекта заземления, удобная для клиентов.

Для оформления заказа на заземлители АЗК-МП(ОП)-КП(КГ) используются следующие условные обозначения:

Для глубинных заземлений

Читайте также:
Идеи подарков для мужчин

Для подповерхностных заземлений

В комплект поставки при таком условном обозначении заказа автоматически включаются не только заземлители с кабелем присоединения требуемой длины, паспорт, инструкция по монтажу, но и все необходимые расходные материалы и монтажные приспособления.

Разработана Программа расчета анодного заземления, размещенная на сайте ЗАО «УРАЛИНТЕХ». Программа позволяет произвести ориентировочный расчет сопротивления растеканию тока с анодного подповерхностного или глубинного заземления, выполненного из заземлителей АЗК-ОП(МП), подобрать оптимальное количество и расположение заземлителей, а также составить условное обозначение данного заказа. Дополнительно Программа позволяет произвести проверку ресурса выбранного заземления, она проста и удобна в использовании.

ЗАО «УРАЛИНТЕХ», разрабатывая свою продукцию, всегда стремится удовлетворить не только требования, но и ожидания клиентов. Заземлители АЗК-ОП и АЗК-МП для подповерхностного и глубинного использования получили одобрение от ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург», как перспективный, удобный при эксплуатации, надежный продукт требуемого качества.

1.6.2 Анодное заземление трубопровода

К анодному заземлению предъявляется ряд требований:

̶ минимальное переходное сопротивление;

̶ наименьшие габаритные размеры;

̶ наиболее долговечный и недефицитный материал;

̶ простота установки;

̶ длительность службы при минимальных восстановительных работах;

̶ наименьшая стоимость.

Принципиально анодный заземлитель может быть изготовлен из любого токопроводящего материала (металла, графита, угля и т.п.), но наибольшее распространение получили заземлители из черных металлов, особенно из стали. Это объясняется тем, что в практических условиях почти всегда можно найти старые трубы, рельсы, уголки и т.п. и использовать их для анодных заземлений. Заземлители из черного металла сравнительно быстро разрушаются проходящим током за счет высокого электрохимического эквивалента (9 – 10 кг/ (А* год)), но форма и механическая прочность этих изделий обычно позволяют легко устанавливать их в почву.

Рисунок 12 – Принципиальная схема катодной защиты трубопровода

Для снижения потерь металла анодные заземления устанавливают в неагрессивные электропроводящие засыпки из измельченной и утрамбованной коксовой или угольной крошки. В некоторых случаях применяют отходы электродного производства ̶ графитовую крошку и шлак. Стекание электрического тока в грунт с прессованной коксовой засыпки не вызывает растворения поверхности засыпки.

(а), засыпку в маловажном грунте (б), грунт насыщенной влажности (в) и образование очагов коррозии заземлителя (г): 1- заземлитель; 2- засыпка; 3- соединительный токопровод; 4- коррозионные повреждения заземлителя; 5- частицы засыпки; 6- почвенный электролит

Рисунок 13 – Схема растекания тока на одиночном вертикальном анодном заземлителе, установленном в грунт

Характер электрохимических процессов, протекающих на поверхности

анодного заземлителя, зависит от количества влаги в приэлектродном слое

заземлителя, определяемого влажностью грунтов. В засыпке не должно быть свободного почвенного электролита. В противном случае на поверхности заземлителя появляется ток ионной проводимости и стальной электрод начинает усилено разрушаться. По этой причине в грунтах повышенной влажности применение коксовой засыпки неэффективно. Здесь стальные электроды разрушаются с той же скоростью, что и без засыпки.

Конструкция поверхностного анодного заземления

Поверхностное анодное заземление сооружается из отдельных заземлителей в трех вариантах: горизонтальном, вертикальном и комбинированном.

Горизонтальное заземление выполняется из нескольких электродов (труб, рельсов, полос), закладываемых на некоторую глубину в один или два ряда.

1 – электрод железокремниевый; 2 – стержень стальной;3 – крышка верхняя; 4 – кабель; 5 – крышка нижняя; 6 – труба;7 – крышка; 8 – шайба; 9 – корпус; 10 – отверстие строповочное; 11 – мелочь коксовая с ингибитором; 12 – смола эпоксидная;13 – шильди

Рисунок 14 – Заземлитель анодный

1-электрод; 2-соединительный кабель; 3- катодное устройство.

Рисунок 15 – Анодное заземление из горизонтальных электродов ЗЖК-12-КА:

Достоинства горизонтального заземления ̶ доступность всех частей заземления для осмотра и сравнительно одинаковые условия их работы, а также сравнительная простота выполнения необходимых земляных работ. Однако под такие заземления требуются большие площадки. Переходное сопротивление горизонтальных заземлений сильно зависят от атмосферных осадков.

1-соединительный кабель; 2- электрод; 3- катодное устройство.

Рисунок 16 – Анодное заземление из вертикальных электродов

Вертикальное заземление выполняется в виде одного или нескольких вертикальных электродов, расположенных в один или два ряда на расстоянии 4 – 5 м друг от друга. Достоинства вертикального заземления – меньшая зависимость переходного сопротивления от атмосферных осадков и меньшие размеры площадки под них.

Однако при выполнении заземления возникают трудности из-за необходимости забивки труб на глубины нескольких метров и обработки окружающей почвы для снижения ее сопротивления. В случае разрушения верхней части заземление полностью выходит из строя.

Комбинированное заземление состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей. При этом удается получить наименьшее сопротивление растеканию тока при наименьших размерах площадки. Комбинированное заземление обычно выполняется из вертикальных заземлителей, забитых в ряд или по контуру, соединяемых по верху одной или несколькими горизонталями.

1- контактный вывод; 2- железобетонный столбик; 3-соединительная шина; 4 битумная заливка сварного соединения; 5-электрод заземлителя; 6-коксобетон; 7-штыри.

Рисунок 17 – Анодный заземлитель конструкции института Башкиргражданпроект.

При этом вертикальные заземлители стремятся расположить на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы снизить до минимума экранирование (взаимное влияние) и не увеличить сопротивление растеканию тока.

1.6.3 Протекторная защита трубопровода

Протекторная защита имеет те же основы, что и катодная, рисунок 6. Разница заключается лишь в том, что необходимый для защиты ток создается крупным гальваническим элементом, в котором роль катода играет металлическая поверхность защищаемого сооружения, а роль анода – более электроотрицательный металл. Протекторную защиту иначе называют катодной защитой гальваническими анодами.

Принцип протекторной защиты основан на следующем: два электрода: (трубопровод и протектор, изготовленного из более электроотрицательного металла, чем сталь), опущены в почвенный электролит и соединены проводником. Так как материал протектора является более электроотрицательным, то под действием разности потенциалов происходит направленное движение электронов от протектора к трубопроводу по проводнику. Одновременно ион-атомы материала протектора переходят в раствор, что приводит к его разрушению. Сила тока при этом контролируется с помощью контрольно-измерительной колонки.

Читайте также:
Двери для душевого уголка

Таким образом, разрушение металла все равно имеет место. Но не трубопровода, а протектора.

Теоретически для защиты стальных сооружений от коррозии могут быть использованы все металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений левее железа, т.к. они более электроотрицательны.

Практически же протекторы изготавливаются только из материалов, удовлетворяющих следующим требованиям:

̶ разность потенциалов материала протектора и железа (стали) должна быть как можно больше;

̶ ток, получаемый при электрохимическом растворении единицы массы протектора (токоотдача), должен быть максимальным;

̶ отношение массы протектора, израсходованной на создание защитного тока, к общей потере массы протектора (коэффициент использования) должен быть наибольшим.

Данным требованиям в наибольшей степени удовлетворяют магний, цинк и алюминий.Протекторную защиту рекомендуется использовать в грунтах с удельным сопротивлением не более 50 Ом.м.

Применяют защиту протекторами, расположенными как поодиночке, так и группами. Кроме того, защита трубопроводов от коррозии может быть выполнена ленточными протекторами.

а- защита одиночными протекторами; б- защита групповыми протекторными установками; 1- трубопровод; 2- соединительный провод; 3- контрольно-измерительная колонка; 4- активатор; 5- протектор

Рисунок 18 – Схема протекторной защиты подземного трубопровода.

Повышение эффективности действия протекторной установки достигается погружением его в специальную смесь солей глины, называемую активатором. Непосредственная установка протектора в грунт менее эффективна, чем в активатор.

Назначение активатора следующее: снижение собственной коррозии, уменьшение анодной поляризуемости, снижение сопротивления растеканию тока с протектора, устранение причин, способствующих образованию плотных слоев продуктов коррозии на поверхности протектора. При использовании активатора обеспечивается стабильный во времени ток в цепи «протектор-сооружение» и более высокое значение коэффициента полезного действия (срока службы протектора)

Одна из положительных особенностей протекторной защиты – ее автономность, она может быть осуществлена в районах, где нет электроэнергии. Эта особенность имеет большое практическое значение, поскольку трассы трубопроводов часто пересекают населенные пункты, где внешние источники тока, если они и есть, не могут быть использованы для катодной защиты.

Катодная защита с помощью гальванических анодов взрывобезопасна и проста в обслуживании.

Затрачиваемый металл (гальваноанода) постепенно растворяется, и с течением времени наступает момент, когда необходимы новые протекторные установки для обеспечения дальнейшей катодной защиты.

Все об анкеровке арматуры

  1. Что это такое и где применяется?
  2. Как рассчитать длину стыка?
  3. Типы анкеровки
    • Прямая
    • Базовая
    • С отгибом

Процесс армирования арматуры является крайне важным элементом, без которого невозможно нормальное создание монолитных конструкций, ведь он влияет на надежность и долговечность будущей постройки. Этот процесс заключается в формировании каркаса из металлических стержней. Он помещается в бетон, которым его заливают. Для формирования применяют вязку либо сваривание. Но при перевязке будет важен правильно просчитанный нахлест для арматуры. Если его недостаточно, то соединительная прочность будет небольшой, что негативно скажется на фундаменте и его эксплуатационных характеристиках, в частности. Поэтому попытаемся разобраться, как делается соединение внахлест при вязке и при сварке, что называют анкеровкой, как правильно производить расчет.

Что это такое и где применяется?

Арматурной анкеровкой в бетоне называют процесс запуска стержней из металла за сечение на длину части передавания усилий с прутов на железобетон. Говоря более простым языком, речь идет о закреплении кончиков прутьев армирования в бетонной толще. Значение данного процесса крайне сложно переоценить по причине того, что от правильности его выполнения будет зависеть прочность, качество железобетонного монолита, а также его способность к выдерживанию различного рода нагрузок.

Арматура должна осуществлять усиление конструкции, выполненной из бетона, принимать на себя нагрузки, повышать надежность, цельность и долговечность монолита. Отметим, что части арматуры обычно бывают как жесткими, так и гибкими. А делают их из материалов композитного характера либо стали. Габариты и вариант закрепления должен определяться характеристиками и эксплуатационными нормами некоторых участков, где происходит передача нагрузки с металлических прутов на сам материал. Методик осуществления анкеровки бывает несколько. Но для подбора правильного метода следует посчитать необходимые параметры и определить ряд характеристик, среди которых можно назвать нормы анкеровки, методику закрепления и так далее.

При осуществлении заливания фундамента дома либо иного сооружения из бетона вопросы долговечности и прочности конструкции будут основными. Если соблюдать все строительные нормативы, то дополнительный каркас, что сделан из металла, окажет укрепляющее воздействие на конструкцию и существенно увеличит ее долговечность. Кроме того, основание будет меньше подвергаться разрушительному воздействию времени и различных природных факторов.

Если же правила и нормы, прописанные в СНиП, не соблюдать, то фундамент дома будет непрочным, что может привести даже к разрушению постройки. А это уже может стать причиной человеческих жертв. Это связано с тем, что неправильно подобранный перехлест арматуры становится причиной того, что бетон в ряде мест попросту не затвердевает. И именно это ослабляет конструкцию.

Чтобы создать качественный и прочный каркас, есть несколько вариантов, один из которых – вязка, для нее используется нахлест.

Как рассчитать длину стыка?

Быстро осуществить расчеты поможет специальная таблица, куда могут входить различные величины. Обычно таблицы подобного типа являются составными частями софта для расчета анкеровки на компьютере. Применение подобной методики подойдет для непрофессионального возведения зданий. В профессиональном строительном секторе таким образом проводят исключительно расчет предварительного типа. А вот финальные результаты получают при использовании специальных формул. Для осуществления расчетов с их применением требуется иметь опыт в строительной сфере и образование инженера. Так что начинающим строителям можно определить лишь приблизительные показатели с применением таблиц, ПО и графиков либо обратиться к профессионалам.

Читайте также:
Еврочехол на диван (66 фото): как надеть универсальный чехол на модель без подлокотников, делаем своими руками, отзывы

Принимая в расчет факт, что от проведения хорошей анкеровки будет зависеть финальный итог работ и прочность полученной конструкции, лучше будет воспользоваться услугами профессионалов. Если говорить о той части, которую можно выполнить самостоятельно, то следует понимать, что для правильного подсчета длины стыковки арматуры требуется принять в расчет вышеупомянутые показатели. Важно поддерживать нужную величину, что будет закладываться в железобетон. Расчет требуется осуществить как можно точнее.

Чтобы определить длину анкеровки проектанты, применяют графики, что составлены на основе групп элементов армирования и показателей напряжения в прутках. Рекомендованную длину стержня арматурного типа вычисляют по следующему алгоритму:

  • требуется определить показатель растяжки по оси абсцисс;
  • линия опускается до требуемого класса бетона;
  • теперь должна быть найдена точка пересечения перпендикуляра от вышеупомянутой оси с найденным отрезком;
  • осуществив обозначения точки Ra, следует провести параллель до ординатной оси;
  • найденная точка даст возможность получить наилучший показатель длины стержня арматуры.

Следует добавить, что такой методикой пользуются для использования иных графиков. Если возможности выдержать минимальный размер длины закрепления нет, то следует разместить на арматурных кончиках спецэлементы.

Делают крепежи такого типа в качестве крючков, углов и пластин.

Типы анкеровки

Теперь поговорим о категориях анкеровки, которые известны сегодня. Речь идет о 3 видах:

  • прямой;
  • базовой;
  • с отгибом.

Прямая

Этот вариант применяется, если его дает возможность применить геометрия части бетона, выполняющей роль защиты и непосредственно конструкции. Этот вариант подойдет исключительно для профиля периодического характера. Тогда можно произвести наращивание несущих характеристик бетонного раствора посредством допобжатия камня от моментов силового характера внешнего типа в анкеровочных местах. Это позволяет существенно увеличить качество схватывания.

При осуществлении процесса прямого варианта продольное усиление пробует осуществить надкол монолита в защитном бетонном слое по причине напряжений касательного характера. Анкеровочная длина тут будет варьироваться от большого количества аспектов, но в защите сцепку не требуется проводить без арматуры поперечного типа либо допмероприятий, что позволяют избежать сколов вышеупомянутого слоя.

Область скалывания части защиты может стать больше через монтаж сверху перпендикулярной арматуры продольного характера. Шаг либо диаметр хомутов в точке прямой анкеровки тут будет высчитываться, исходя категории диаметра и вида арматурного хомута. Говоря о частях из бетонного раствора типа А, что отличается мелкозернистостью, расчетную анкеровочную длину следует увеличить на:

  • 5ds, если бетон сжатый;
  • 10ds, если он растянутый.

Длина анкеровки прямого типа может в ряде случаев уменьшаться исходя из характеристик арматуры поперечного типа и показателей бетонной обжимки вплоть до 30%.

Базовая

Следует сказать, что прямая анкеровка с так называемыми лапками используется исключительно с арматурой, что оснащена периодическим профилем. Гладкие прутья растянутого типа закрепляют с применением петель, крюков, анкеров и так далее. Специалисты не рекомендуют применять данные решения для арматуры сжатого типа. Если говорить о расчетах анкеровочной длины арматуры, то требуется принимать в расчет следующие показатели и аспекты:

  • профиль;
  • тип стали;
  • крепость бетона и марка;
  • сечение;
  • методику анкеровки;
  • конструкционные особенности;
  • напряжение в точке сцепки.

Существует спецформула подсчитывания базовой анкеровочной длины, что призвана осуществлять переход усилий в стали с сопротивлением на бетонный раствор. В ней содержится показатель площади поперечного стержневого диаметра и периметр в одном сечении, что высчитываются по диаметру номинального характера.

Также там присутствует коэффициент сопротивления по расчету сцепки прутов и бетонного слоя, что производится ровно по анкеровочной длине.

С отгибом

Загибание арматурных прутов производится при изготовлении, хотя может и непосредственно на объекте при армировании либо иной операции. Сгибание осуществляют без нагрева во избежание температурных деформаций. Анкеровку прутьев, что уже растянуты, производят при помощи крюка. Тут будет все зависеть от того, на сколько градусов потребуется сформировать отгиб на углах.

При воплощении в жизнь именно этой методики анкеровки продольное усилие растягивающего типа пробует осуществлять разгибание концов стержней и помять бетонный слой по отгибному радиусу. В точке, где возможен разгиб, потребуется произвести монтаж некоторого количества прутов поперечного типа. Производя анкеровку с отгибом на 90-градусный угол, требуется сделать, чтобы длина прямого кончика была не менее 12 мм, а при 180 – не меньше 70.

Прямые области входа прута от границы старта перехода усилий на бетонный раствор до точки, где стартует отгиб, должны быть не менее 3 ds. Расчетную длину при отгибе вычисляют по вышеупомянутой методике. Можно снижать цифру, но не более 30%.

В то же время общий показатель анкеровочной длины не может быть менее расчетного ни при каком случае.

При отгибании кончика арматуры поперечного типа под 135-градусным углом, прямая часть должна быть минимум 75 мм и 6 dsw, а при 90-градусном угле – 8. Арматура поперечного типа должна иметь хороший отгиб крючка на 135 мм. Отгибный диаметр будет варьироваться от наименьшего оправочного диаметра и продольного прута. Хомутовый отгиб должен располагаться в зажатой области конструкции.

Самый маленький оправочный диаметр для пруткового отгиба будет 3 ds, а с гладкой арматурой – 2,5. Следует добавить, что методика анкеровки должна определяться исключительно проектировщиком. Если же произошла ситуация, когда расчетный отгибный диаметр нельзя расположить в сечении конструкции геометрически, то следует увеличить диаметр либо количество арматуры. Еще один неплохой вариант – выбрать иную методику анкеровки.

Читайте также:
Бетонконтакт по краске

Все об анкеровке арматуры смотрите в видео ниже.

Анкеровка арматуры (базовая, прямая и с отгибом).

Базовая длина анкеровки.

Базовая длина анкеровки арматуры в бетоне определяется по СП 52-101-2003 п. 8.3.21 или СП 63.13330.2012 п. 10.3.24 и СП 52-102-2004 п. 5.3.2.

Анкеровка прямого арматурного стержня в бетоне происходит за счет сцепления профиля. Базовую длину анкеровки, необходимую для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления Rs на бетон, определяют по формуле:

,

где A s и u s – соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня;

Rbond – расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки и определяемое по формуле

,

здесь Rbt – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;

h 1 – коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры.

h 2 – коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным:

– для ненапрягаемой арматуры:

h 2 =1,0 – при диаметре арматуры ds £ 32 мм;

h 2 =0,9 – при диаметре арматуры 36 и 40 мм;

– для напрягаемой арматуры:

Откуда можно вывести: , где ds – диаметр арматуры.

h 1 для ненапрягаемой арматуры

Для гладкой арматуры (АI, А240)

1,5

Для холоднодеформируемой арматуры периодического профиля (В500С, А500Схд)

2,0

Для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры периодического профиля (А400С, А500С, А600С)

2,5

Термомеханически упрочненная А500СП (СТО 36554501-005-2006) с эффективным профилем (серповидный четырехсторонний)

2,8

h 1 для напрягаемой арматуры

Для холоднодеформированной арматуры периодического профиля класса Вр1500 диаметром 3 мм и арматурных канатов класса К1500 диаметром 6 мм;

1,7

Для холоднодеформированной арматуры класса Вр диаметром 4 мм и более

1,8

Для арматурных канатов клсса К диаметром 9 мм и более

2,2

Для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры периодического профиля (А400С, А500С, А600С)

2,5

Прямая анкеровка.

Прямая анкеровка арматуры устраивается в местах, где геометрия конструкции позволяет это сделать, и иногда может располагаться в защитном слое бетона. Прямая анкеровка допускается только для арматуры периодического профиля.

Наличие дополнительного обжатия бетона от внешних силовых факторов в зоне анкеровки увеличивает несущую способность самого бетона, тем самым увеличивается эффективность анкеровки (сцепления).

При прямой анкеровке в защитном слое бетона продольное усилие пытается сколоть защитный слой касательными напряжениями.

Рис. 1. Возможность скалывания защитного слоя бетона при анкеровке.

Наши нормы не оговаривают длину анкеровки в зависимости от расположения стержня в конструкции, поэтому анкеровку в защитном слое бетона не рекомендуется выполнять без наличия поперечной арматуры или каких-то других дополнительных мероприятий (увеличенная длина анкеровки, установка верхней перпендикулярной продольной или поперечной арматуры, увеличение защитного слоя, устройство отгиба и т.д.), с помощью которых будут восприниматься касательные напряжения и исключено скалывание защитного слоя бетона.

Установка по верху перпендикулярной продольной арматуры в зоне анкеровки увеличивает зону скола защитного слоя бетона, но при этом ее применение по сравнению с установкой поперечной арматуры менее эффективно.

Шаг и диаметр хомутов в зоне прямой анкеровки в защитном слое бетона определяется в зависимости от типа хомута и диаметра продольной арматуры.

Расчетная длина прямой анкеровки арматуры в бетоне определяется

(СП 52-101-2003 п. 8.3.22 или СП 63.13330.2012 п. 10.3.25):

Для элементов из мелкозернистого бетона группы А требуемая расчетная величина длины анкеровки должна быть увеличена на 10 ds для растянутого бетона и на 5 ds – для сжатого.

Допускается уменьшать длину прямой анкеровки стержней ненапрягаемой арматуры в зависимости от количества и диаметра поперечной арматуры в зоне анкеровки, вида дополнительных анкерующих устройств (приварка поперечной арматуры) и величины поперечного обжатия бетона в зоне анкеровки (например, от опорной реакции), но не более чем на 30%.

В любом случае фактическую длину анкеровки принимают не менее 15 d s и 200 мм, а также не менее 0,3 × l o ,а n .

Расчетная длина прямой анкеровки растянутой (не напрягаемой) арматуры при k=1 класса А400:

Класс бетона на сжатие

Длина анкеровки (мм) в зависимости от диаметра арматуры

6

8

10

12

14

16

18

20

22

25

28

32

В15

В20

В25

В30

В35

Расчетная длина прямой анкеровки растянутой (не напрягаемой) арматуры при k=1 класса А500:

Класс бетона на сжатие

Длина анкеровки (мм) в зависимости от диаметра арматуры

6

8

10

12

14

16

18

20

22

25

28

32

В15

В20

В25

В30

В35

Расчетная длина прямой анкеровки растянутой (не напрягаемой) арматуры при k=1 класса А500СП с эффективным профилем:

Класс бетона на сжатие

Длина анкеровки (мм) в зависимости от диаметра арматуры

6

8

10

12

14

16

18

20

22

25

28

В15

В20

В25

В30

В35

Примечание: отношение в таблицах Lан/ds для не напрягаемой арматуры диметром больше 32 мм нужно разделить на коэффициент 0,9.

Анкеровка отгибом.

Гибку арматурных изделий могут производить как в заводских условиях, так и на строительной площадке, с помощью гибочного станка со сменным гибочным роликом или вручную.

Рабочие арматурные стержни лучше гнуть без применения нагрева, так как на строительной площадке может оказаться не горячекатаная, а термомеханически упрочненная арматура. Тем более на строительной площадке никто не будет контролировать температуру нагрева стержня. Выше определенной температуры нагрева, любая арматура может снизить прочностные свойства. Конструктивную арматуру допускается гнуть в нагретом состоянии.

Анкеровка растянутой арматуры может выполняться петлей ( c отгибом на 180 о ) или крюком (с отгибом на 45 о -135 о ).

Читайте также:
45 пристроек к загородному дому

Размещение отгиба в конструкции имеет важную роль. Крюки могут располагаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

При анкеровке рабочей арматуры с отгибом, продольное растягивающее усилие в арматуре пытается разогнуть загнутый конец и смять бетон по радиусу загиба. В зоне возможного разгиба дополнительно устанавливают поперечную арматуру.

При анкеровке отгибом продольной рабочей арматуры на угол 90 градусов , длина прямого участка кончика должны быть не менее 12ds, а при отгибе на 180 градусов не менее 70 мм и 4ds.

Прямой участок захода стержня от грани начала передачи усилия с арматуры на бетон до начала отгиба должен быть не менее 3 ds, при этом, если прямой участок меньше 10 ds, то его анкеровку на прямом участке в расчете диаметра оправки лучше не учитывать. Так же необходимо исключить возможный выкол бетона в зоне анкеровки отгибом.

Расчетная длина анкеровки при отгибе определяется, как для прямой анкеровки, относительно базовой длины анкеровки. Допускается уменьшать длину анкеровки отгибом, так же как и для прямой анкеровки, но не более чем на 30%. Общая длина анкеровки отгибом не должна быть меньше расчетной длины анкеровки и при этом концы отгиба не должны быть меньше требуемых значений.

При отгибе конца поперечной арматуры (хомута) под углом 135 о , прямой участок должен быть не менее 75 мм и 6 d sw , а при отгибе на 90 о не менее 8 d sw . Для анкеровки поперечной арматуры крюк более надежно отгибать на 135 о .Диаметр отгиба принимается в зависимости от продольного стержня и минимального диаметра оправки. Отгиб хомута лучше располагать в сжатой зоне бетона сечения элемента.

Минимальный диаметр оправки для крюка (отгиба) поперечного стержня для арматуры периодического профиля должен быть не менее 3ds (нормативно это не оговаривается), а для гладкой не менее 2,5ds. В зарубежных нормах фигурирует значение оправки 4ds ( ACI ).

Минимальный диаметр оправки для арматуры принимают в зависимости от диаметра стержня ds не менее (СП 52-101-2003 п. 8.3.30 или СП 63.13330.2012 п. 10.3.33).

для гладких стержней: 2,5ds при ds 4ds при d s ≥ 20 мм ;

для стержней периодического профиля: 5ds при ds В соответствии с рекомендациями к ДСТУ 3760-98 минимальный диаметр загиба петлей и крюков в свету: 6 ds при d s 16 мм и 8 ds при d s > 16 мм .

Минимальные диаметры оправки при анкеровке рабочей продольной арматуры для стержней периодического профиля (без прямого участка анкеровки) не рекомендуется назначать меньше 6…7ds при ds 20 мм, а при ds ≥ 20 мм не менее 9ds. Выбор метода определения диаметра отгиба арматуры при анкеровке ложится на плечи проектировщика. В случае, когда расчетный диаметр отгиба при анкеровке расчетной продольной арматуры геометрически невозможно разместить в сечении конструкции, то можно увеличить количество и/или диаметр арматуры или изменить вид анкеровки или даже изменить сопряжение, устроить вут.

Анкеровка арматуры в бетоне: таблица, длина, расчет, способы (внахлест, прямая, с отгибом, клеевая, сварка)

Анкеровка арматуры в бетоне (таблица, основные стандарты и нормативы будут указаны ниже) представляет собой запуск металлических стержней за сечение на длину отрезка передачи усилий с прутков на железобетон. То есть, это закрепление концов армировочных прутьев в толще бетона.

Анкеровка является очень важным процессом, от правильности которого зависят качество, прочность, способность выдерживать различные нагрузки железобетонного монолита. Арматура призвана усиливать бетонную конструкцию, воспринимать и брать на себя нагрузки, делать монолит долговечным, надежным и цельным. Элементы арматуры бывают жесткими и гибкими, обычно выполняются из стали или композитных материалов.

Размер и тип крепления во многом определяется характеристиками и условиями эксплуатации определенных участков, где нагрузка передается с металлических прутьев на материал. Способов выполнения анкеровки существует несколько, предварительно важно правильно провести расчеты, определив такие ключевые параметры, как метод закрепления, длина анкеровки арматуры и т.д.

Разновидности анкеруемой арматуры

Классификация арматуры довольно обширна, металлические стержни выбирают по нескольким параметрам, расчет учитывает максимум нюансов. По условиям работы арматура бывает напрягаемой и ненапрягаемой. По расположению в ЖБ конструкции может быть поперечной и продольной.

Поперечная арматура не позволяет появляться наклонным трещинам, препятствует скалывающим напряжениям, которые появляются возле бетонных опор. Продольная арматура не дает распространяться вертикальным трещинам в определенных продольных зонах, где сосредоточены в бетоне растягивающие напряжения.

  • Распределительная – закрепляет каркас методом сварки в положении, указанном в проекте
  • Рабочая – воспринимает усилия, появляющиеся под воздействием тяжести конструкции, внешних нагрузок и т.д.
  • Монтажная – повышает жесткость арматурного каркаса при сборке и транспортировке на объект
  • Анкерная – предназначена для крепления к конструкции разного типа закладных деталей

Для создания качественного арматурного каркаса используются только специальные профильные прутки. Чем более прочным будет бетон и подходящей по условиям эксплуатации арматура, тем надежнее и прочнее получится железобетонная конструкция.

Базовая длина анкеровки

Прямая анкеровка и с лапками применяется лишь с арматурой периодического профиля. Гладкие растянутые прутья крепят петлями, крюками, приваренными поперечными элементами, анкерными устройствами. Крюки, петли и лапки мастера не советуют использовать для сжатой арматуры (кроме гладкой, которая иногда подвергается растяжению).

Рассчитывая длину анкеровки арматуры, учитывают класс стали, профиль, сечение, прочность бетона, напряженное состояние монолита в зоне анкеровки, способ анкеровки и конструктивные особенности.

  • Asи us– площадь поперечного диаметра стержня и периметр сечения, которые высчитывают по номинальному диаметру
  • Rbond –сопротивление по расчетам сцепления арматурных прутьев с бетоном, которое принимается равномерно по всей длине анкеровки и высчитывается по формуле Rbond= η1η2Rbt
  • Гладкая (класс А240) – 1.5
  • Периодический профиль, холоднодеформируемая арматура (класс А500) – 2.0
  • Периодический профиль, термомеханически упрочненная и горячекатаная (классы А300-500) – 2.5
  • Диаметр меньше или равно 32 миллиметрам – 1.0
  • Сечение 36 и 40 миллиметров – 0.9
Читайте также:
Как выгодно построить дом. 10 секретов

  • lo,an базовая длина анкеровки
  • As,cal, As,ef площади поперечного диаметра арматуры
  • а – коэффициент влияния на показатель напряженного состояния бетона, прутьев, конструктивных особенностей изделия в зоне анкеровки

  • Прутья периодического профиля, прямые концы, а также гладкая арматура с петлями/крюками (без устройств для растянутых прутьев) – 1.0
  • Сжатые стержни – 0.75

Длина анкеровки может быть уменьшена в соответствии с диаметром и числом поперечной арматуры, а также величиной поперечного обжатия бетона там, где осуществляется анкеровка.

Способы анкеровки

Методов выполнения анкеровки существует несколько. Могут использоваться клеевое и сварочное соединение, прямая анкеровка и с отгибом, разные лапки, крюки, петли и т.д. Длина анкеровки рассчитывается на этапе проектирования и соблюдается точно. Арматура должна быть со всех сторон защищена достаточным слоем бетонного монолита.

  • Если сечение прутьев больше 16 миллиметров, к стандартному добавляют поперечное армирование.
  • Когда используется гнутая арматура, особое внимание уделяют величине загиба прутьев, чтобы бетон в месте загиба не раскалывался.
  • Анкеровка загибом с лапками и прямой метод актуальны лишь для периодического профиля.
  • Гладкие прутья анкеруют специальными приспособлениями, приваренными поперечными прутьями, крюками/петлями.
  • Сжатая арматура – запрещено анкеровать загибом (за исключением применения гладких прутьев).

Прямая

Данный тип анкеровки используется при условии позволения геометрии конструкции и в защитном слое бетона. Подходит исключительно для периодического профиля. Несущая способность бетона может быть увеличена благодаря наличию дополнительного обжатия камня от внешних силовых факторов там, где выполнена анкеровка. Таким образом эффективность сцепления повышается.

При использовании прямой анкеровки продольное усилие старается надколоть монолит в защитном слое бетона из-за работы касательных напряжений. Длина анкеровки зависит от множества факторов, но в защитном слое сцепление не стоит делать без поперечной арматуры или дополнительных мероприятий, которые исключат скалывание слоя защиты бетонной конструкции и воспримут касательные напряжения.

Зона скола слоя защиты может быть увеличена путем установки по верху продольной перпендикулярной арматуры. Диаметр/шаг хомутов в месте прямой анкеровки в слое защиты определяются в соответствии с типом диаметра и хомута арматуры продольной.

Если речь идет об элементах из мелкозернистого бетона А, расчетную длину анкеровки увеличивают на: 5 ds для сжатого бетона и 10 ds для растянутого. Длина прямой анкеровки иногда может быть уменьшена в соответствии с параметрами поперечной арматуры и величиной поперечного обжатия бетона, но максимум на 30%. Фактическая длина анкеровки берется минимум 15 ds и 200 миллиметров.

Отгибом

Гибка арматурных прутьев осуществляется в условиях завода либо на объекте (вручную, гибочным роликом сменного типа или гибочным станком). Гнут без нагрева. Анкеровку растянутых прутьев выполняют крюком (отгиб на 45-135 градусов) либо петлей (отгиб на 180 градусов). Крюки можно размещать вертикально или горизонтально.

Выполняя анкеровку с отгибом на угол 90 градусов, нужно сделать так, чтобы длина прямого участка кончика была минимум 12 ds, при 180 градусов – минимум 70 миллиметров и 4ds. Прямые участки захода прутка от грани начала перехода усилия с металла на бетон до места начала отгиба равны минимум 3 ds. Если же прямой участок равен менее 10 ds, анкеровка в расчете сечения оправки не учитывается.

Длину расчетную при отгибе определяют стандартным методом, используя значение базовой длины анкеровки. Можно уменьшать значение, но максимум на 30%. При этом, общая длина анкеровки ни в каких расчетах не может быть меньше расчетной.

Отгибая конец поперечной арматуры под углом 135 градусов, оставляют прямой участок минимум 75 миллиметров и 6 dsw, для отгиба на 90 градусов – минимум 8 dsw. Поперечная арматура требует надежного отгиба крюка на 135 миллиметров. Диаметр отгиба зависит от минимального диаметра оправки и продольного прутка. Отгиб хомута размещают в сжатой зоне бетонной конструкции (сечения элемента).

Минимальный диаметр оправки для отгиба (крюка) прутка поперечного для периодического профиля составляет минимум 3 ds, для арматуры гладкой – минимум 2.5 ds.

  • Для периодического профиля – 5 dsпри ds менее 20 миллиметров и 8 ds при ds более 20 миллиметров.
  • Гладкая арматура – 2.5 dsпри ds меньше 20 миллиметров и 4 ds при ds больше 20 миллиметров.

Минимальный диаметр загиба крюков и петлей в свету: 6 ds при ds меньше 16 миллиметров и 8 ds при ds больше 16 миллиметров.

Минимальный диаметр оправки (когда армируется продольная рабочая арматура) для прутков периодического профиля (при отсутствии прямого участка анкеровки) назначается от 6-7 ds при ds меньше 20 миллиметров и 9 ds при ds больше 20 миллиметров.

Клеевой

Данный метод предполагает некоторые особенности, которые нужно изучить до начала работ.

  • До нанесения клея сталь выправляется на специальном станке, чистится от ржавчины и грязи, обезжиривается.
  • Компоненты для приготовления клеевого состава взвешивают, отмеряют и измельчают в вибромельнице при температуре максимум 80 градусов. Клей хранится не больше 3 лет в проветриваемом сухом помещении.
  • Состав на прутки наносится в специальной установке. Клей образует пленку толщиной до 2 миллиметров над поверхностью арматуры. Далее на слой роликами наносятся волнообразные рифления с шагом 6-8 миллиметров и высотой волн 2 миллиметра. Этот этап предполагает нагрев прутков до 100 градусов и выполнение прямо перед закладкой в опалубочную конструкцию.
  • После установки в опалубку стержней нужно сделать так, чтобы они не соприкасались с другими элементами.
Читайте также:
Как добавить краситель в цементный раствор для

Следует помнить, что стержни с нанесенным на них клеем нужно защитить от солнца и влаги, транспортировать в защитной упаковке. Если пленка клея повреждается, ее восстанавливают нанесением еще одного слоя мягкого клея (при температуре около 100 градусов или после взаимодействия с ацетоном).

Сварные соединения

Контактной (стыковой или точечной) сваркой соединяются арматура периодического профиля или гладкая горячекатаного типа, закладные детали, арматурная проволока. Иногда используют ручную или дуговую сварку, но только в работе с арматурой класса А500.

Способы и типы сварки прутьев и деталей выбирают, исходя из особенностей эксплуатации конструкции, технологических возможностей, параметров свариваемости стали. Если выполняются крестообразные соединения с применением контактно-точечной сварки, следят за должным обеспечением восприятия сетками напряжения (не должно быть меньше расчетного сопротивления). Обычно такие соединения используют с целью обеспечения нужного расположения прутков друг к другу при транспортировке и укладке в бетонную конструкцию.

В условиях завода создают арматурные каркасы, сетки стыковой или контактно-точечной сваркой. Когда делают закладные детали, используют сварку под флюсом, применяемую для тавровых соединений. А вот нахлесточные можно делать контактно-рельефной сваркой.

Соединение внахлест

Стыки ненапрягаемой арматуры можно стыковать внахлест при вязке/стыковке сеток и каркасов, но диаметр не должен быть больше 36 миллиметров. Стыки делают в растянутых зонах элементов изгиба, в местах полного использования стали.

Важно, чтобы стыки элементов растянутой/сжатой арматуры, сеток имели в рабочем направлении перехлест минимум параметр Lan. Стыки вязаных и сварных конструкций располагаются вразбежку. Без разбежки можно стыковать при выполнении конструктивного армирования и там, где арматура используется максимум на 50%.

Из гладкой стали А1 стыки внахлест арматуры в бетоне делают так, чтобы в месте стыкуемых сеток по всей длине нахлеста находилось минимум 2 поперечных прутка. Так можно стыковать внахлест каркасы, где арматура находится в одностороннем порядке.

Места стыков сеток в нерабочем расположении делают внахлест между рабочими крайними прутками. В процессе вязки перехлест изделий должен находиться в местах минимальных крутящих/изгибающих моментов. Если так сделать не получается, значение нахлеста устанавливают равным минимум 90 диаметрам арматуры. Часто крестообразный перехлест усиливают специальными хомутами, вязальной проволокой.

Длина перехлеста зависит от сечения прутков. Обычно в работе используют рифленые стержни А3, поэтому длину нахлеста арматуры в бетоне можно рассчитать.

  • Арматура 10 – 300 миллиметров
  • Арматура 12 – 380 миллиметров
  • Арматура 16 – 480 миллиметров
  • Арматура 18 – 580 миллиметров
  • Арматура 22 – 680 миллиметров
  • Арматура 25 – 760 миллиметров

Ниже указаны показатели для анкеровки разной арматуры:

Изучив все правила и нормативы, сделать анкеровку арматуры в бетоне можно самостоятельно. Главное – соблюдать технологию и верно выполнить предварительные расчеты.

Какими способами можно выполнить анкеровку арматуры?

Анкеровка арматуры – обязательный элемент в изготовлении ответственных железобетонных конструкций. Пренебрежение этой, казалось бы, незначительной мелочью, нередко завершается плачевно даже для опытных строителей.

В этой статье мы рассмотрим ключевые способы анкеровки и соединения арматуры для придания жесткости каркасу изделия (будь то колонна, лестница или ленточный фундамент), а также правила, регламентирующие нормы анкеровки арматурных изделий.

Анкеровка с загибом

Анкеровка арматуры – это процесс закрепления концов арматурных стержней в массе бетона, который достигается заведением сечения прутка на такую длину, которая была бы достаточна для передачи усилий с арматуры на бетон.

В зоне анкеровки стержень, работающий на растяжение, будет функционировать на выдергивание арматуры из бетона через поверхность сцепления, а работающий на сжатие – наоборот, передает усилия в бетон.

1 Разновидности анкеруемой арматуры

Классификация арматуры достаточно обширна и может рассчитываться по нескольким показателям. Так, в зависимости от условий для применяемой арматуры, различают ненапрягаемую и напрягаемую арматуру. По прямому назначению арматуру можно разделить на следующие виды:

  • рабочая (восприятие таких усилий, которые возникают от воздействия внешних нагрузок и тяжести самой конструкции);
  • распределительная (закрепляет каркас с помощью сварки в проектном положении);
  • анкерная (служит для крепления к изделию закладных деталей);
  • монтажная (придает жесткость арматурному каркасу в процессе его сборки и транспортировки на стройобъект).

По расположению арматуры в пространственном каркасе железобетонной конструкции существует продольная и поперечная арматура. Продольная препятствует возникновению вертикальных трещин в продольных зонах концентрации растягивающих напряжений в бетоне.

Поперечная же предупреждает образование наклонных трещин, которые могут формироваться при действии скалывающих напряжений, что возникают преимущественно вблизи бетонных опор.

Поставляться арматура может несколькими вариациями, которые зависят от диаметра и назначения стали: проволочная (обычно диаметром до 10 мм), стержневая, канатная и арматурные изделия.
к меню ↑

1.1 Правила и нюансы анкеровки

Существует несколько способов закрепить стержни в бетонном изделии, и можно достаточно долго выбирать, какой же лучше, но следует выделить 4 основные:

  • прямая анкеровка с использованием прямого конца стержня;
  • загиб на конце стержня в виде петли, лапки или крюка;
  • способ сварки с установкой поперечных стержней;
  • установка на концах прутов специальных анкерных устройств.

Длину анкеровки арматуры необходимо расчитать еще на стадии проектирования изделия, любые недочёты здесь недопустимы. Изделие будет достаточно надежным только в том случае, если арматуру будет защищать достаточный слой бетона, предохраняющий её от коррозии.

При превышении диаметра стержней более 16 мм, желательно произвести поперечное армирование, в дополнении к стандартному. При использовании гнутой арматуры следует уделить особое внимание размеру загиба каждого стержня, дабы не допустить осыпания либо раскалывания бетона в том месте, где располагается загиб.

Прямая анкеровка арматуры в бетоне, а также анкеровка загибом с лапками разрешена только для арматуры с периодическим профилем. Для гладких стержней растянутого типа рекомендуется применять специальные анкерные устройства, дополнительно приваренные поперечные стержни, либо петли и крюки. При этом анкеровка сжатой арматуры не допускается с применением анкерного способа загибом, кроме случаев, когда используются гладкие стержни.

Читайте также:
Железобетонный ленточный фундамент

Диаметр оправки (загиба) принимает минимальное значение в соответствии с диаметром самого стержня арматуры и составляет: 2,5d для гладких стержней с диаметром стержня менее 20 мм и 4d при диаметре превышающем 20 мм.

Читайте также: чем и как правильно армировать кладку из кирпича или газобетона?

Если существующий стержень имеет периодический профиль, то эти показатели приобретают значения 5d и 8d соответственно. Фактическая длина итоговой анкеровки не должна быть меньше 15d стержня и 200 мм в длину.
к меню ↑

1.2 Как вязать арматуру? (видео)


к меню ↑

2 Клеевой способ соединения арматуры

Перед нанесением клея, арматурную сталь нужно выправить на специальном станке, очистить от грязи и ржавчины, по возможности обезжирить поверхность. Перед приготовлением клея, компоненты взвешиваются, отмеряются и тщательно измельчаются в заданных пропорциях.

Удобнее всего измельчение и перемешивание производить в вибромельнице. Температура нагрева материалов в вибромельнице в процессе измельчения не должна превышать 80 градусов. Изготовленный клей можно хранить в течении трёх лет в сухом, проветриваемом помещении.

На стержни клей наносится с использованием специальной установки. Толщина пленки, которую образует клей, должна составлять 1,5-2 мм над поверхностью арматуры. Затем на клей наносят волнообразные рифления с помощью роликов, высота волн – 2 мм, шаг – 6-8 мм.

Такую операцию рационально производить у выхода установки, где наносится клей, либо непосредственно перед укладкой арматурных стержней в опалубку, перед этим прогрев арматуру до 100 градусов.

Анкеровка клеящей смолой

При хранении стержни с нанесенным клеем должны быть защищены от попадания влаги и прямых солнечных лучей. Транспортировка стержней допускается любым транспортом, с использованием упаковки, которая защищает от ударов и трения.

В случае повреждения пленки клея при транспортировке, её можно восстановить нанесением дополнительного слоя размягченного при температуре 100 градусов клея, либо растворенного в ацетоне. После того, как арматура на эпоксидном клее установлена в опалубку, следует минимизировать её возможные соприкосновения с другими стержнями.
к меню ↑

2.1 Сварные соединения арматуры

Арматура горячекатаного типа с гладким или периодическим профилем, с применением арматурной проволоки, и закладные детали, должны иметь возможность сварного соединения меду собой и плоскими элементами прокатной стали контактной сваркой, которая может быть точечной и стыковой.

В некоторых случаях допускается использование дуговой и ручной сварки, в тех случаях, когда это не противоречит условиям использования стали. Для этого нужно приобретать арматуру свариваемого класса А500С. Арматура А400 не подходит для этих целей.

Типы и способы сварки закладных деталей с арматурой нужно назначать, учитывая правила эксплуатации конструкций, показатели свариваемости стали и технологических возможностей предприятия, что изготавливает стальную продукцию.

Крестообразные соединения, в случае их выполнения контактно-точечной сваркой, должны обеспечить восприятие сетками напряжения, которое будет не меньше расчетного сопротивления. Такие соединения можно применить для обеспечения определенного расположения стержней по отношению друг к другу в процессе как транспортировки, так и укладки в бетон.

Заводские условия предполагают возможность изготовления арматурных каркасов, сеток при помощи контактно-точечной сварки, а также стыковой. При изготовлении закладных деталей – рекомендуется выбрать сварку под флюсом, которая применяется для тавровых соединений. Нахлесточные же можно создать при помощи контактно-рельефной сварки.

В процессе монтажа готовых изделий предпочтительнее использовать полуавтоматические виды сварки, они позволяют произвести должный контроль качества итоговых соединений.
к меню ↑

2.2 Соединение внахлест

Стыки арматуры, которая не напрягается, внахлест, применяется при вязке и стыковке каркасов и сеток, при этом диаметр не должен превышать 36 мм. Стыки стержней внахлест допускаются лишь в растянутых местах элементов изгиба, в зонах полного использования арматурной стали.

Стыки элементов сжатой и растянутой арматуры, а также сеток, должны иметь перехлест в рабочем направлении не менее величины Lan. Стыки сварных и вязаных конструкций в нахлест должны быть расположены вразбежку. Стыкование в нахлест стержней без разбежки может допускаться только при конструктивном армировании, а также в зонах использования арматуры менее чем на 50%.

Стыки в нахлест из гладкой стали А1 должны быть выполнены так, что в зоне стыкуемых сеток по длине нахлеста установлено не менее 2 поперечных стержней. Подобный тип стыков может использоваться при стыковке в нахлест каркасов, в которых арматура расположена в одностороннем порядке.

Стыки сеток в нерабочем расположении требуется выполнять в нахлест между крайними рабочими стержнями. При вязке, перехлест элементов следует располагать в точках минимальных изгибающих и крутящих моментов. При невозможности такой операции, значение нахлеста необходимо установить не менее чем на 90 диаметров арматуры. Крестообразный перехлест может быть усилен вязальной проволокой или специальными хомутами.

Нахлест и связка арматуры

Перехлест и его длина напрямую зависят от диаметра используемой арматуры. Как правило, для таких целей используется рифленая арматура А3, что и дает возможность расчитать протяженность нахлеста. Таблица по СНиП предполагает следующие значения:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Foundation-Stroy.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: