בטון הוא אחד האלמנטים החשובים ביותר בתחום ההנדסה המבנית. הוא משמש לבנייה בשלב השלד, ומיושם בחלקי המבנה אשר מעבירים עומסים. זו הסיבה שהתקינה הנוגעת לחוזקו של הבטון ויכולתו לשאת בעומסים היא קפדנית.

במקרים מסוימים, הבטון, כפי שיושם בשטח, לא עומד בחוזק שקבע לו המהנדס בשלב התכנון. מצב זה, של בטון לא בחוזק, הוא בעיה שיש לפתור ביעילות ובמהירות כדי להתקדם בתהליך הבנייה.

איזה חוזק בטון נדרש? התקינה הישראלית

הבטון הוא תערובת מבוקרת של צמנט, אגרגטים, מים ותוספים לשיפור תכונות התערובת. על מנת לקבוע אם הבטון חזק מספיק כדי לעמוד בעומסים המתוכננים לו, קבע מכון התקנים הישראלי מספר תקנים קפדניים בנושא (העיקריים שבהם: ת"י 26, ת"י 466 חלק 2, ות"י 118).

חוזק הבטון הוא מדד שנקבע לפי החוזק האופייני בלחיצה שבו יכול הבטון לעמוד. חוזק הבטון מסומן באות ב' כאשר לידה מספר המסמל את החוזק לפי יחידות לחץ של מגה-פסקל (מגפ"ס), לדוגמה: הסימול של ב-20 משמעו שחוזק הבטון ללחיצה הוא 20 מגפ"ס (200 ק"ג לסנטימטר רבוע).

החוזק הנדרש לבטון נקבע על ידי המהנדס המתכנן. בדרך כלל, ב-20 הוא חוזק הבטון הנדרש לבניית בתי מגורים, ב-30 משמש לבניית חדרי ביטחון ומקלטים וב-40 לבניית גשרים.

התקן הישראלי מוסיף מרווח ביטחון של 10% למדידת חוזק הבטון. כך, לפי הוראות התקן, כדי להגדיר בטון מסוג ב-30, החוזק הממוצע של הדגימות (fcm) צריך להיות לפחות 33 מגפ"ס.

כיצד מודדים חוזק בטון לאחר יישומו?

את חוזקו של הבטון יש לבדוק בהתאם לאופן שבו הוא נוצק בשטח. הסיבה: עצם היותה של תערובת הבטון מיועדת להגיע לחוזק מסוים לא מבטיח שהיישום בשטח יאפשר לבטון להתקשות למלוא חוזקו הפוטנציאלי. רק בדיקה של הבטון כפי שיושם בשטח תאפשר לדעת מה חוזקו בפועל.

בדיקות הבטון מתקיימות במעבדת בטון. נציג המעבדה לוקח דגימה מהבטון בזמן שהוא מיושם בשטח, ואת הדגימה בודק בתנאים המאתגרים את הבטון. הבדיקות נעשות לאחר 28 יום ממועד היציקה, שכן תהליך התחזקות הבטון נמשך גם לאחר היישום, ובעיקר ב-28 הימים הראשונים.

תוצאות המעבדה מגדירות מהו חוזק הבטון בפועל כך שאפשר להשוותו לחוזק הבטון שקבע המהנדס בשלב התכנון. אם חוזק הבטון בפועל נמוך מחוזק הבטון בתכנון בתוספת 10%, מוגדר המצב כ"בטון לא בחוזק", מצב שבו יש לטפל ברצינות שכן הוא עשוי להשליך על בטיחות המבנה.

בטון לא בחוזק – גורמים ופתרונות אפשריים

מצב של בטון לא בחוזק אינו נדיר. קיימים גורמים רבים שעלולים למנוע מהבטון להגיע למלוא חוזקו הפוטנציאלי. לדוגמה:

1. טעות אנוש: כמו בכל פעולה המצריכה התערבות אנושית, טעויות אנוש יכולות להתרחש. כך, למשל, ייתכנו טעויות לוגיסטיות בשלב אספקת הבטון. לדוגמה – הוזמן בטון בחוזק ב-40 אך בפועל הגיע בטון בחוזק ב-30. עוד דוגמה לטעות אנוש היא כאשר נהג מערבל הבטון התעכב בדרך לאתר הבנייה והוסיף מים למערבל, מה שהשפיע על הרכב הבטון.

2. הכנה לא מלאה: כאשר תהליך ערבול הבטון לא מסתיים בהתאם להוראות ההכנה, יציקתו בטרם עת תגרום לכך שהוא לא יצליח להגיע למלוא חוזקו.

3. פגם בתהליך האשפרה: כיוון שבטון הוא חומר שעובר תהליך התקשות הנמשך זמן, תנאים סביבתיים יכולים להשפיע עליו. כך, למשל, תנאי מזג אוויר חורפיים או כאלה שיוצרים תנאי לחות לא אופטימליים עלולים לפגוע במידת החוזק הסופית של הבטון.
4. יישום שגוי: יישום הבטון בצורה נכונה בשטח הוא קריטי להשגת מלוא חוזקו. כך, למשל, פירוק מהיר מדי של הטפסנות, זו שתוחמת את מתחם היציקה, יכול לגרום לאי ייצוב של הבטון בתבנית היציקה. דוגמה נוספת ליישום שגוי היא יציקת הבטון מגובה של יותר משני מטר, מה שגורם להיפרדות החומר (סגרגציה) ולסדקים אפשריים ביציקה.

לא משנה מאיזו סיבה הבטון לא הגיע לחוזק המתוכנן, ולמעט מקרים חריגים של תוצאות גבוליות, יש לטפל במצב מיידית. עד תחילת השימוש ביריעות סיבי פחמן לחיזוק מבנים, טיפול במצב של בטון לא בחוזק הצריך פתרונות מסורבלים: החל מיציקת שכבת בטון נוספת או הוספת ברזל לחיזוק, וכלה בהרס האלמנט שנבנה ויציקתו מחדש.

שיטות אלה בעייתיות ממגוון סיבות: ראשית, הן מקטינות את המבנה, שכן תוספת הבטון או הברזל מקטינה את גובה החלל שנותר. שנית, היישום, המצריך שימוש בכלים כבדים שעשויים לפגוע באלמנטים שכבר נבנו לאחר היציקה, ולבסוף, הן אורכות זמן, מעכבות את המשך הבנייה ויוצרות מטרדי לכלוך ורעש.

חיזוק ביריעות סיבי פחמן למקרה של בטון לא בחוזק

האלטרנטיבה הפשוטה, המהירה והמתבקשת לטיפול במצב של בטון לא בחוזק היא חיזוק בעזרת יריעות סיבי פחמן.

יריעות סיבי הפחמן הן קלות משקל, דקות מאוד, גמישות ובעלות עמידות גדולה במתיחה. כך, יריעות פחמן בעובי 2 מילימטרים המיושמות נכון בשטח מהוות חלופה יעילה לכמויות גדולות של ברזל ובטון, ומאפשרות עבודה נקייה ומהירה, ללא כלים כבדים, ללא הקטנת חללים, וללא נזק סביבתי.

לדברי אליאל בלום, מנכ"ל חברת בניין הארץ, המתמחה בחיזוק מבנים באמצעות יריעות פחמן, פתרון זה הולך וצובר תאוצה בשוק הישראלי, ובחלק מהמקרים הוא חוסך לקבלנים הרבה מאוד כסף, זמן וכאב ראש. "לאחרונה טיפלנו במקרה שבו חוזק הבטון של בניין מגורים בירושלים עמד על 25.5 מגפ"ס במקום 30, והדבר התגלה רק לאחר יציקת שתי תקרות שכבר נבנו מעל. במקרה כזה, לא הגיוני להרוס שתי קומות שכבר נבנו כדי לצקת בטון מחדש. גם חיזוק בבטון או בברזל נוספים הוא בעייתי, שכן הוא היה מקטין משמעותית את החלל. החלופה של יריעות פחמן, לעומת זאת, נתנה מענה מדויק לחיזוק, ללא הקטנת חלל, ללא עצירת עבודות, ובעלות נמוכה בכ-30-50% מפתרונות אחרים".

לדבריו של בלום, הפתרון מיושם לא רק במבני מגורים רב קומתיים, אלא גם בבניינים מסחריים ואף בצמודי קרקע: "לאחרונה סיימנו עבודה בווילה פרטית בטבריה. חוזק הבטון היה רחוק משמעותית מהמתוכנן ותוספת ברזל הייתה הורסת את התכנון האדריכלי של הווילה, בשל הנמכת התקרה והפרעה לאלמנטים עיצוביים. הפתרון של חיזוק בעזרת יריעות פחמן פתר את הבעיה ללא הנמכות, בעלות נמוכה ובתוך שישה ימים בלבד".

עוד מדגיש בלום כי חיזוק ביריעות פחמן מחייב יישום מקצועי ומדויק בשטח, שיאפשר ליריעות הפחמן להעניק את החיזוק הנדרש. "החברה שמיישמת את הפתרון של חיזוק ביריעות פחמן חייבת להיות מיומנת מאוד בכל שלבי העבודה, החל בתכנון נכון של הכמויות וחומרי ההדבקה, דרך יישום מדויק של ההדבקה והמתיחה, וכלה במנגנון בקרה תהליכית שיוודא שהכול קורה כמו שצריך לאורך הדרך".

בטון לא בחוזק? יש פתרון פשוט ויעיל

בתהליך מורכב כמו בניית מבנים, המתבצע פעמים רבות בלחץ של זמן ובמגבלות תקציב, מצב של בטון לא בחוזק מהווה אתגר של ממש. הוא יכול להשפיע על עמידה בלוחות הזמנים, על התכנון המקורי של המבנה ועל עלות הבנייה, ואי אפשר להתעלם ממנו, שכן הוא משליך ישירות על בטיחות המבנה. במקרים כאלה, יריעות סיבי פחמן הן הפתרון המתבקש.

נתקלתם במצב של בטון לא בחוזק? צרו קשר ונשמח לעזור