Generic selectors
Exact matches only
Search in title
Search in content
Post Type Selectors
Print Friendly, PDF & EmailPDF של המוצר להורדה

תהליך הבדיקות שייתן לכם תשובות לגבי שיקום בטון

מאת דניאל שניידר - מהנדס אזרחי MSc

בפרק הקודם, הנושא "שיקום בטון" חולק לשני חלקים:
חלק 1: גילוי הפגמים, תהליך סריקה, בחינה, הערכה, חקירה.

חלק 2: מתייחס לסדרת הבדיקות (לרוב בדיקות לא הורסות -NDT) הנדרשות לצורך הערכת היקף הפגמים וחומרתם, וזה הנושא של הפרק הנוכחי.

בתרשים זה (מהתקן 1877) ניתן לראות את התהליך כולו, מגילוי הפגמים עד לפתרון כולל בחירת השיקום או תיקון המתאים ביותר לאחר ביצוע בדיקות.

תרשים 1
האם הברזל עבר חלודה רק בקטע הזה?

CASE STUDY

ניקח כדוגמא בניין משרדי, בן 40 שנה, בן 6 קומות, הנמצא במרחק של 450 מטר מהים, בו התגלו אין סוף בעיות של בלייה בשלד הבטון: סדיקה, התקלפויות, התפוררות הבטון. טרם קבלת החלטה האם להרוס את הבניין או לשקם אותו, הוחלט, לפי תהליך הערכת הנזק, לבדוק באופן יסודי את היקף הנזק.

האם הבעיה היא נקודתית, במקום שרואים סדק או הבעיה היא לאורך כל הקורה, בחלודה הלא נראית לעין?

האם הבעיה היא בעובי כיסוי של זיון הפלדה? או של בטון לא צפוף ובחוזק נמוך?

להלן ארבע הבדיקות הראשונות שאינן הורסות (non destructive tests – NDT) ושניתן וחשוב לבצע, לפי תקן 26 חלק 7:

שלב א' – בדיקה להערכה של מיקום, עומק וקוטר של פלדת הזיון הנמצא בתוך הבטון.
שלב ב' – הערכת חוזק הבטון או/ו קביעת חוזק הבטון.
שלב ג' – תכולת הכלורידים בבטון, ובאיזה עומק.
שלב ד' – עומק הקרבונציה.

שלב א'

בדיקה להערכה של מיקום, עומק וקוטר של פלדת הזיון הנמצאת בתוך הבטון באמצעות מד-כיסוי אלקטרומגנטי (electromagnetic covermeter).

ניתן לראות מהתמונה שהבודק מעביר את ראש המכשיר על פני השדה הנבדק. כאשר מוט הזיון נמצא בתוך השדה הזה, קווי השדה מתעוותים. ההפרעה הנוצרת מנוכחות המתכת יוצרת שינוי מקומי בחוזק השדה המזוהה על ידי ראש החיפוש ומופיע על גבי צג מד הכיסוי האלקטרומגנטי. גם הכיוון של המתכת לראש המכשיר וגם המרחק שלה ממנו משפיעים על הקריאה של מד-הכיסוי האלקטרומגנטי. הצבעים השונים מצביעים על עוביים של כיסויי הבטון.

להלן תהליך הערכה של מצב המבנה כפי שראינו בפרק הקודם.

שלב ב'

בעזרת פטיש רטט (פטיש שמידט) ניתן להעריך את חוזק הבטון.

בדיקה זו משמשת לקביעת ערך הרתע (מספר רתע) של אזור מסוים בבטון הקשוי, באמצעות פטיש המונע בקפיץ.
ערך הרתע המתקבל יכול לשמש להערכת אחידות הבטון באתר ולהתוויית אזורים בעלי איכות בטון ירודה או בטון שהתדרדר במבנים.
בגרף הבא ניתן לראות דוגמא של הקשר בין תוצאות הבדיקה (ערך הרטע R ) כנגד חוזק לחיצה במגפ"ס. במקרה זה הדיוק הינו של 85% , מספיק טוב להערכה ולא לקביעת החוזק.

בהמשך, מבצעים קידוח בבטון, אם ניתן ובהתאם לאישור מהנדס קונסטרוקטור, על מנת להוריד גלילים לבדיקות הבאות:
קביעת חוזק לחיצה של גליל הבטון שהתקשה במבנה. זו הבדיקה היחידה המקובלת לקביעה של חוזק הבטון בגיל 28 יום. כל בדיקה אחרת, כולל הבדיקות לא הורסות, הן להערכת החוזק בלבד.
קביעת תכולת הכלורידים בבטון (שלב ב'), לפי עומק החדירה.
קביעת עומק הקרבונציה( שלב ג').

ציינו כבר בעבר שישנם 3 "אויבים גדולים" של הבטון:
סולפטים (שתוקפים את הצמנט הרגיל שבבטון), הכלורידים (מלחים שתוקפים את זיון הפלדה) וה- CO2 (תהליך של קרבונציה, כפי שנראה בהמשך).

שלב ג' – תכולת כלורידים

לפי ת"י 1-466: התכולה הכוללת של יוני כלור מסיסים בחומצה מכל רכיבי תערובת הבטון יחד, באחוזים מכמות הצמנט בתערובת הבטון, לא תהיה גדולה מ:
בטון לא מזוין: 0.8
בטון מזוין: 0.2
בטון דרוך: 0.1
לצורך בדיקה זו, חותכים פרוסות דקות מאחד הגלילים שהוצאנו מהבטון, וקובעים את תכולת הכלורידים בכל פרוסה. אז ניתן לקבוע, לפי התכולה ועומק החדירה של הכלורידים שהתקבל, האם זה מסכן את זיון הפלדה שבבטון.

שלב ד' – עומק הקרבונציה

חדירת CO2 מהאוויר לתוך הבטון, ריאקציה עם הסיד הכבוי והפיכתו לנייטרלי. כאן חשוב לזכור שזיון הפלדה מתקיים מצוין בסביבה של pH גבוה, למשל 12.

שם נוצרת שכבת הגנה הנקראת "פסיווציה". כניסה של CO2 בתוך הצמנט מורידה את ה-pH לרמה של 9-10, דבר הגורם להרס שכבת הפסיווציה ולתחילת תהליך של חלודה.

תלוי בטיב הבטון, תכולת הרטיבות בו, ותנאים סביבתיים. בנוכחות פנולפטלאין, צבע הבטון הופך לוורוד כאשר pH גבוה מעל 9, הצבע הולך ונעלם ב-pH נמוך.
אם עומק הקרבונציה קטן מעובי כיסוי הבטון מעל הפלדה, הטיפול בבטון יהיה פשוט יותר. ואם גדול יותר, יש לבדוק את רמת הנזק שנגרם כבר לזיון הפלדה.

להלן חלק מבדיקות נוספות לא הורסות, שניתן לבצע לפי הצורך:
בדיקה מהירות התפשטות גל על-קולי (ultrasonic pulses). מדידת מהירות הפעימות יכולה לשמש לקביעת אחידות הבטון, לאיתור סדקים וחללים, לזיהוי שינויים בתכונות הבטון לאורך זמן ולקביעת תכונות פיזיקליות דינמיות.

 

בדיקת הפרשי פוטנציאל חשמלי של זיון פלדה:
שיטה זו מוכרת גם כבדיקת חצי תא (half cell).

כמו כן יש אפשרות להיעזר בבדיקת רדאר (GPR מכם חודר קרקע) במקום שלא מקבלים תמונה ברורה על ידי קוברמטר.

סיכום

ביצענו את הבדיקות הבסיסיות ולמדנו:
את מיקום כל פלדת זיון, את קוטרה ובעיקר את עובי כיסוי הבטון מעל פלדת הזיון.
האם יש מספיק חוזק לשיקום שלד הבטון. גם הערכת חוזק וגם קביעת חוזק.
האם עומק חדירת הכלורידים בשטח גדול או קטן מעובי כיסוי הבטון מעל פלדת הזיון.
האם עומק הקרבונציה גדול או קטן מעובי כיסוי הבטון.
אלו הבדיקות הבסיסיות שאינן הורסות, אשר לדעתי חובה לבצע לפני שיקום שלד הבטון. זה כולל גם מבנים המיועדים לתמ"א 38 .