שיקום בטון: המדריך המקיף לשיפור ותיקון מבנים ראוי

עריכה והגהה מקצועית: אינג'. איתן חביב

מהו שיקום בטון?

שיקום בטון הוא תהליך מקיף ומורכב שמטרתו לשחזר, לתקן ולשפר את המצב הפיזי והמבני של אלמנטים עשויים בטון שניזוקו או התדרדרו עם הזמן. זהו תחום הנדסי מתקדם המשלב ידע מעמיק בחומרים, טכניקות יישום מתקדמות, והבנה של התנהגות מבנית. שיקום המבוצע נכון, מאריך משמעותית את חיי המבנה ושומר על בטיחותו.

המטרות של שיקום בטון

• שחזור תפקוד מבני והגנה מפני הידרדרות נוספת - החזרת היכולת לשאת עומסים כפי שתוכנן במקור ומניעת המשך הנזק.
• שיפור עמידות - הגברת העמידות בפני גורמים סביבתיים מזיקים כמו קורוזיה ,קרבונציה, או התקפות כימיות.
• שדרוג ביצועים - לעיתים, שיקום בטון מאפשר את שיפור הביצועים מעבר למצב המקורי של המבנה.
• שיקום אסתטי - שיפור המראה החיצוני של המבנה, שעשוי להיות חשוב במיוחד במבנים היסטוריים או בעלי חשיבות אדריכלית.
• חיסכון כלכלי - תיקון מוקדם מונע נזקים גדולים יותר בעתיד.
• שמירה על ערך הנכס - מבנה המתוחזק היטב, שומר על ערכו לאורך זמן.

 

סוגי נזקים המצריכים שיקום בטון

• נזקי קורוזיה - פגיעה בפלדת הזיון כתוצאה מחדירת מים, כלורידים או קרבונציה של הבטון.
• סדקים - הנגרמים מעומסים מכניים, שינויי טמפרטורה, או התכווצות הבטון.
• בלייה כימית - נזק הנגרם מחשיפה לחומצות, סולפטים, או כימיקלים אגרסיביים אחרים.
• נזקי קפיאה והפשרה -  סדקים ופירוק הנגרמים ממחזורי קפיאה והפשרה באקלים קר.
• שחיקה - בלייה פיזית של פני השטח כתוצאה משימוש או חשיפה לגורמים שוחקים.
• נזקי אש - פגיעה בחוזק ובמבנה הבטון כתוצאה מחשיפה לטמפרטורות גבוהות.
• נזקי רעידות אדמה - סדקים או כשל מבני כתוצאה מתזוזות קיצוניות של המבנה.

 

השלבים בתהליך שיקום בטון 

1. הערכת מצב ואבחון

תהליך שיקום בטון מתחיל בהערכה מקיפה של מצב המבנה. מהנדסים ומומחים משתמשים במספר כלים ושיטות כדי לזהות את הבעיות:

• בדיקה ויזואלית - סריקה של המבנה לאיתור סדקים, קילופים או סימני נזק אחרים.
• בדיקות לא הרסניות - שימוש בטכנולוגיות לבחינת המבנה הפנימי של הבטון.
• דגימות ובדיקות מעבדה - נטילת דוגמאות קטנות מהבטון, ע"י קידוח גלילים, לבדיקת חוזק וקיום חומרים מזיקים.

 

 2. תכנון השיקום 

לאחר האבחון, מתכננים את אסטרטגיית השיקום. התכנון כולל את בחירת שיטות התיקון המתאימות, קביעת לוח זמנים לעבודה, בחירת חומרים וציוד והערכת עלויות.

3. הכנת השטח - מדובר בשלב קריטי בתהליך הכולל:

• הסרת בטון פגום - מסירים את כל החלקים הרופפים או הפגומים עד להגעה לבטון יציב.
• ניקוי פלדת הזיון - ניקוי הברזל מחלודה בדרגה הנדרשת ע"י המתכנן והגנה מתאימה עליו מפני קורוזיה עתידית. החומרים המתאימים:
  - MAXRITE INHIBITOR - מעכב קורוזיה נוזלי למשטחי בטון.
  - MAXREST PASSIVE - חומר להגנה על פלדת הזיון מפני קורוזיה.
  - KOSTER REPAIR MORTAR R4 - טיט צמנטי לשיקום ותיקון בטון בעל עמידות כימית ומכאנית גבוהה.
  - KOSTER BETOMOR MULTI A  - מלט רב-תכליתי לתיקון מהיר של בטון וקירות בניה
• ניקוי השטח - מסירים אבק, לכלוך וכל חומר זר אחר.
  
  

שיקום בטון - שלב טיפול בקורוזיה


4. תיקון

 יישום טכניקות השיקום הנבחרות, כגון תיקון ידני (החומר - Koster Repair Mortar R4), יציקה מחדש (החומר - MAXGROUT), או התזת בטון.

5. הגנה

יישום שיטות הגנה כמו:

•  ציפויים. חומרים מתאימים - VANDEX UNI MORTAR 1 ,  MAXSEAL FLEX-M ,  KOSTER NB1
• אימפרגנציה (הספגת חומר איטום לעומק תשתית הבטון), למניעת נזקים עתידיים.

6. בקרת איכות

בדיקות ומעקב להבטחת יעילות השיקום.

 

השיטות לשיקום בטון – יישום

ישנן מספר שיטות נפוצות לשיקום בטון, כל אחת מתאימה לסוגים שונים של נזקים ומצבים. נרחיב על השיטות העיקריות, כיצד ליישם אותן נכון ונציין מהם החומרים המתאימים לכל שיטה.

 

תיקון ידני (Patching)

תיקון ידני, או "patching", הוא אחת השיטות הבסיסיות והנפוצות ביותר בשיקום בטון. שיטה זו מתאימה במיוחד לתיקונים מקומיים ושטחיים, כאשר הנזק מוגבל לאזורים קטנים יחסית. היתרון הגדול של שיטה זו הוא הגמישות שלה - ניתן ליישם אותה כמעט בכל מקום, ללא צורך בציוד מיוחד או מורכב. עם זאת, הצלחת התיקון תלויה מאוד במיומנות המבצע ובבחירת החומרים המתאימים.

 

שיקום בטון - יישום ידני

 

כיצד ליישם נכון:

• הכנת השטח - הסרת כל הבטון הפגום עד להגעה לבטון יציב. ניקוי יסודי של האזור.
• טיפול בפלדת הזיון - אם נחשפה, יש לנקותה מחלודה ולצפותה בחומר מגן. (MAXREST PASSIVE)
• הרטבת השטח - לפני היישום, הרטיבו את האזור אך הימנעו משלוליות.
• ערבוב חומר השיקום - הכינו את תערובת חומר השיקום לפי הוראות היצרן.
• יישום - מרחו שכבה דקה של חומר השיקום ע"י הברשה חזקה עם מברשת בעלת זיפים קשים על פני שטח הבטון ואז מלאו את החלל בשכבות בעובי המתאים. הדקו כל שכבה היטב.
• גימור - החליקו את פני השטח לקבלת מרקם אחיד עם הבטון הסובב.
• אשפרה - שמרו על הטלאי לח למשך מספר ימים לפי הנחיות היצרן.

חומרים מתאימים:

• תערובות צמנטיות מתקדמות (VANDEX AM10).
• תערובות על בסיס פולימרים.
• חומרי שיקום מהירי התקשות לתיקונים דחופים. (VANDEX PLUG, MAXPLUG)

 

יציקה מחדש (Recasting)

שיטה מקיפה יותר לשיקום בטון, המתאימה לאזורים גדולים של נזק או כאשר נדרש שחזור של צורות מורכבות. בשיטה זו, מסירים את הבטון הפגום, מוסיפים מוטות זיון במידה שנדרש ויוצקים בטון חדש במקומו. זוהי שיטה יעילה במיוחד כאשר הנזק עמוק או כאשר יש צורך בשיפור משמעותי של חוזק המבנה. כמו כן, היתרון הגדול שלה הוא היכולת לשחזר במדויק את הצורה והתפקוד המקוריים של האלמנט, אך היא דורשת תכנון קפדני וביצוע מקצועי.

 

כיצד ליישם נכון:

• תמיכה - ודאו שהאזור תמוך היטב, במיוחד תקרות או קורות תלויות,  לפני הסרת הבטון הפגום.
• הסרת בטון - הסירו את כל הבטון הפגום, כולל מאחורי מוטות הזיון, עד הגעה לבטון יציב.
• ניקוי וטיפול בזיון - נקו היטב את פלדת הזיון וצפו אותה בחומר מגן אנטי-קורוזיבי.
• הכנת תבניות - בנו תבניות חזקות שיוכלו לשאת את לחץ הבטון הטרי.
• יציקה - השתמשו בבטון בעל מרקם זורם, לעתים עם תוספים מיוחדים להפחתת התכווצות.
• ריטוט - רטטו את הבטון היטב להבטחת מילוי כל החללים.
• אשפרה - בצעו אשפרה ממושכת לפי סוג הבטון, בדרך כלל לפחות 7 ימים.

 

חומרים מתאימים:

• בטון מובא בעל חוזק גבוה
• תערובות בטון מיוחדות עם תוספים להפחתת התכווצות
• בטון עם סיבים לחיזוק נוסף (מוצרי איטום צמנטיים קריסטליים)

 

התזת בטון (Shotcrete)

שיטה מתקדמת המאפשרת יישום של בטון על משטחים גדולים או בעלי צורה מורכבת. בשיטה זו, מתיזים בטון בלחץ גבוה על המשטח המיועד לשיקום. זוהי שיטה יעילה במיוחד לתיקון קירות, תקרות, או מבנים בעלי צורה לא רגולרית. היתרונות העיקריים של שיטה זו הם המהירות והיכולת לכסות שטחים גדולים בצורה אחידה. עם זאת, היא דורשת ציוד מיוחד ומיומנות גבוהה בהפעלתו.

כיצד ליישם נכון:

• הכנת השטח - הסירו בטון רופף וחלש עד הגעה לשכבת בטון יציב, נקו היטב את השטח.
• הכנת הזיון - אם נדרש, התקינו רשת זיון חדשה או חזקו את הקיימת.
• הרטבת השטח - הרטיבו את השטח לפני ההתזה, אך הימנעו מעודף מים.
• התזה - התיזו את הבטון בזווית נכונה ובמרחק מתאים מהמשטח (בדרך כלל כ-1 מטר).
• בניית שכבות - בנו את העובי הרצוי בשכבות, תוך הקפדה על הידוק נכון של כל שכבה. יש לתכנן מראש את גודל האגרגט בבטון לקבלת שכבת בטון רציפה ללא חללים.
• גימור - החליקו את השכבה העליונה לקבלת המרקם הרצוי.
• אשפרה - שמרו על הבטון לח למשך לפחות 7 ימים.

 

חומרים מתאימים:

• תערובות מיוחדות להתזה.
• בטון עם תוספים מאיצי התקשרות.
• תערובות עם סיבים לחיזוק נוסף. (סיינקריט)
  
  

סיינקריט - סיבים סינתטיים לשריון בטון

הזרקת אפוקסי

שיטה מדויקת ויעילה לטיפול בסדקים דקים בבטון (עד כ -0.3 מ"מ). בשיטה זו, מזריקים שרף אפוקסי דו רכיבי  נוזלי לתוך הסדקים, שם הוא מתקשה ויוצר איחוי חזק בין חלקי הבטון. זוהי שיטה מצוינת לשיפור העמידות המבנית ולמניעת חדירת מים ומזהמים דרך הסדקים. היתרון הגדול של שיטה זו, הוא היכולת לטפל בסדקים עדינים מבלי לפגוע במראה החיצוני של המבנה. עם זאת, היא דורשת דיוק רב ביישום ובחירה נכונה של סוג האפוקסי.

 

כיצד ליישם נכון:

• ניקוי - נקו את הסדק מאבק ולכלוך, רצוי באמצעות אוויר דחוס.
• התקנת פיות - התקינו פיות הזרקה לאורך הסדק במרווחים קבועים.
• איטום פני השטח - אטמו את פני השטח של הסדק למניעת דליפת האפוקסי.
• הכנת החומר - ערבבו את האפוקסי לפי הוראות היצרן.
• הזרקה - הזריקו את האפוקסי בלחץ נמוך, החל מהנקודה הנמוכה ביותר.
• סיום - לאחר שהאפוקסי התקשה, הסירו את פיות ההזרקה ותקנו את פני השטח.

חומרים מתאימים:

• אפוקסי דו רכיבי בעל צמיגות נמוכה לצורך חדירה טובה לסדקים צרים.
• אפוקסי מיוחד לשימוש תת-מימי במקרה הצורך.

 

ציפויי מגן

ציפויי מגן הם שיטה חשובה בשיקום בטון, המתמקדת בהגנה על פני השטח של הבטון מפני גורמים מזיקים. שיטה זו משמשת הן כשלב סופי בתהליך השיקום והן כאמצעי מניעה לנזקים עתידיים. ציפויים אלה יכולים להגן על הבטון מפני חדירת מים, כלורידים, פחמן דו-חמצני ומזהמים אחרים. היתרון העיקרי של שיטה זו, הוא היכולת להאריך משמעותית את חיי המבנה ולשפר את עמידותו בתנאי סביבה קשים. בחירת הציפוי המתאים והיישום הנכון שלו הם מפתח להצלחת השיטה.

 

כיצד ליישם נכון:

• הכנת השטח - ניקוי יסודי, הסרת חלקים רופפים, מילוי חורים וסדקים וייבוש מלא של המשטח.
• בדיקת לחות - ודאו שרמת הלחות בבטון מתאימה להנחיות היצרן.
• פריימר - אם נדרש, יישמו שכבת יסוד (פריימר) מתאימה.
• יישום הציפוי - מרחו או רססו את הציפוי בשכבות דקות ואחידות בהתאם להנחיות היצרן.
• זמן ייבוש - הקפידו על זמני ייבוש מתאימים בין השכבות.
• בדיקה - בדקו את עובי הציפוי היבש ואחידותו.

 

חומרים מתאימים:

• ציפויים אקריליים לשימוש חיצוני.
• ציפויי אפוקסי להגנה מפני כימיקלים.
• ציפויים פוליאוריתניים או פוליאוריאה לעמידות בשחיקה.
  
  
  

 
יישום ציפוי מגן פוליאוריאה

האתגרים בשיקום בטון

כאמור, מדובר בתהליך מורכב אשר מציב מספר אתגרים משמעותיים בפני המהנדסים והמבצעים. הבנת אתגרים אלו חיונית לתכנון וביצוע מוצלח של פרויקט שיקום.

 

1. אבחון מדויק של הבעיה

• מורכבות: זיהוי מדויק של סיבת הנזק ומידת חומרתו יכול להיות מאתגר, במיוחד כאשר הסימפטומים על פני השטח אינם משקפים את מלוא היקף הבעיה.
• טכניקות מתקדמות: נדרש שימוש בטכניקות אבחון מתקדמות כמו סריקות אולטרסאוניות או תרמוגרפיה, שדורשות מומחיות וציוד מיוחד.
• היסטוריה של המבנה: לעתים קרובות חסר מידע על ההיסטוריה המדויקת של המבנה ותיקונים קודמים.

  

2. התאמת חומרים

• תאימות: יש להתאים את חומרי התיקון לבטון הקיים מבחינת חוזק, גמישות, מקדם התפשטות תרמית, ותכונות אחרות.
• עמידות לאורך זמן: החומרים החדשים צריכים להיות עמידים לפחות כמו הבטון המקורי ואף יותר.
• תנאי סביבה: יש לבחור חומרים המתאימים לתנאי הסביבה הספציפיים של המבנה (למשל, עמידות בפני מלחים בסביבה ימית).

 

3. תנאי עבודה מאתגרים

• גישה מוגבלת: לעתים קרובות העבודה מתבצעת במקומות קשים לגישה או בגובה.
• מזג אוויר: תנאי מזג אוויר קיצוניים יכולים להשפיע על יישום החומרים ועל תהליך האשפרה.
• מגבלות זמן: במבנים פעילים, יש לעתים חלון זמן מצומצם לביצוע העבודה.

 

4. שילוב נכון בין החלקים החדשים והישנים של המבנה

• המשכיות מבנית: יש להבטיח שהחלקים המשוקמים משתלבים היטב עם החלקים הקיימים של המבנה.
• עומסים דינמיים: במבנים כמו גשרים, יש להתחשב בעומסים דינמיים בזמן השיקום ולאחריו.
• שינויים בהתנהגות המבנה: תיקונים עשויים לשנות את התנהגות המבנה, מה שדורש ניתוח של ההשלכות.

 

5. בטיחות

• יציבות זמנית: במהלך העבודה, יש להבטיח את יציבות המבנה, במיוחד כאשר מסירים חלקים פגומים.
• חומרים מסוכנים: חלק מחומרי השיקום עלולים להיות מסוכנים לעובדים ולסביבה.
• עבודה בגובה: שיקום של מבנים גבוהים מציב אתגרי בטיחות ייחודיים.

 

6. שיקולים כלכליים

• עלות מול תועלת: יש לשקול האם השיקום כדאי כלכלית לעומת הריסה ובנייה מחדש.
• תקציב מוגבל: לעתים קרובות התקציב מוגבל, מה שדורש פתרונות יצירתיים ותיעדוף נכון של העבודות.

 

7. שימור היסטורי

• שמירה על אותנטיות: במבנים היסטוריים, נדרש לשמר את המראה והחומרים המקוריים ככל האפשר.
• תקנות מיוחדות: שיקום מבנים היסטוריים כפוף לעתים קרובות לתקנות מיוחדות ומגבילות.

 

8. אתגרים סביבתיים

• פסולת: ניהול וסילוק של פסולת בטון ופסולת מסוכנת אחרת.
• רעש ואבק: מזעור ההפרעה לסביבה במהלך העבודות.
• קיימות: שימוש בחומרים וטכניקות ידידותיים לסביבה ("ירוקים")

 

9. מעקב ותחזוקה לטווח ארוך

• ניטור מתמשך: יש צורך במערכות ניטור לבדיקת יעילות השיקום לאורך זמן.
• תחזוקה שוטפת: תכנון וביצוע של תחזוקה שוטפת למניעת נזקים חוזרים.