כתבה ממגזין מבנים – שיקום, חיזוק ושימור תשתיות אבן ושיש
שיקום, חיזוק ושימור תשתיות אבן ושיש
מאת: תומר פרי
בשנים האחרונות אנו עדים לכשלים באבני חיפוי בקירות החיצוניים של המבנה. האבנים מתחילות להתפורר ולהישחק עקב אי התאמה של חיפוי האבן לסביבה הגיאוגרפית או מבחירה לא נכונה של אבן שאינה עומדת בתקינה או משום בליה טבעית של האבן והשיש. על התהליכים הגורמים לשחיקה ובליה, ועל הפתרון ודרך יישומו, בכתבה שלפניכם.
אבן ושיש משמשים כחומרים בבנייה המודרנית והשימוש הנפוץ ביותר בהם הוא לצורכי חיפוי קירות חיצוניים בלוחות אבן ושיש, בין שמדובר בשיטת ההדבקה הרטובה, בשיטה הטרומית, בשיטת ברנוביץ, בהדבקה בשילוב קיבוע מכאני ובחיפוי יבש.
בחיפוי באבן משתמשים לרוב באבן מקומית הנחשבת לאבן רכה. נוסף על כך, מבנים רבים סמוכים לקו החוף וחשופים למשטר רוחות המביאות עמן כלורידים הנישאים מהים. כל העובדות שהוזכרו מחייבות אותנו להתאים את האבן והשיש למבנה, ולהתחשב בתנאי הסביבה שהמבנה ממוקם בה. ברוב המקרים האבן או השיש יעברו מערכת בדיקות שתוכתב על ידי יועץ החיפוי מטעם האדריכל. גם כאשר לא הייתה התייחסות לכך, האינטרס של הקבלן הוא לערוך סדרת בדיקות כנדרש בת"י 2378/1.
לפי תקן 2378 חלק 1 יש לבצע מראש סדרת בדיקות שגרתיות כגון: חוזק כפיפה, משקל מרחבי, ספיגות כוללת וספיגות נימית. כמו כן קיימת סדרת בדיקות מיוחדות כגון: עמידות בהתגבשות מלחים בסביבה ימית, עמידות בכפור והפשרה בסביבת כפור, ובדיקות נוספות בהתאם לתנאי המקום בהתאם לתקן. יש לזכור כי ישנם כוחות רבים הפועלים על האבן כגון: כוח הכובד של האבן, עומס הרוחות, שינויים תרמיים ושקיעת יסודות.
הסיבות לשחיקה והתפוררות אבני החיפוי
בשנים האחרונות אנו עדים לכשלים באבני חיפוי שמתחילות להתפורר ולהישחק עקב אי התאמה של חיפוי האבן לסביבה הגיאוגרפית, כמו למשל סמיכות לים או משום בחירה לא נכונה של אבן שאינה עומדת בתקינה או משום בליה טבעית של האבן והשיש. הבליה באבן היא לרוב תהליך איטי המתרחש על פני שנים רבות, אך לעתים אנו עדים לבליה באבן חיפוי עוד בטרם אכלוס המבנה.
בליה באבן רכה באה לביטוי בכמה דרכים: שחיקה, סדיקה והתפוררות. בליה ושחיקה בתשתיות מינרליות יכולות להיגרם מכמה סיבות עיקריות:
מעגל של “הקפאה-הפשרה”
מים מחלחלים לנקבוביות ולחריצים, המים קופאים ומתרחבים בשל האנומליה של המים. בתהליך ההתרחבות הם יכולים להפעיל לחצים גבוהים על האבן.
התגבשות גבישי מלח
כאשר מלחים מומסים מחלחלים לתוך נקבוביות וחריצים באבן, המים מתאדים ומשאירים גבישי מלח. חלק מהמלחים הללו יכולים להתרחב עד פי שלושה או יותר. בתהליך ההתגבשות, הגבישים שגדלו מפעילים לחץ על האבן וזה מביא להתפוררות האבן.
שחיקה כימית
מי גשם שהופכים לחומצה בתהליך כימי, באים במגע עם סלע הגיר וממיסים אותו. חלקי הסלע המומסים ממשיכים לזרום עם המים, ובסלע נוצרים חללים וחורים.
התפוררות
תופעה שכיחה במצבים שבהם מרווח הטמפרטורות היומי הוא רחב. הסלעים המתחממים מתרחבים במהלך היום ומתכווצים במהלך הלילה, דבר שגורם להפעלת לחץ על השכבה החיצונית ולהתפוררות הסלעים.
מבנה גיאולוגי של האבן
אבנים רבות כמו אבן ביר זית מכילות חרסיות. חרסיות הנמצאות באבן הגיר נוטות להתנפח עם ספיחת הרטיבות ותורמות גם הן לתהליך הבליה.
תהליכי בליה נוספים
תמיסות פחמניות – קרבוניזציה
מתרחשות בסלעים שמכילים פחמת הסידן, לדוגמה באבן גיר. תהליך זה מתרחש כאשר גשם ופחמן דו-חמצני או חומצה אורגנית מתחברים יחד ויוצרים חומצה פחמתית חלשה.
הידרוליזה
מתרחשת כשהסלע מכיל פצלת שדה מסוג אורתוקלז, בעיקר בגרניט. פצלת השדה מגיבה למים חומציים ויוצרת קאולין, חומצה צורנית ואשלגן הידרוקסילי.
שחיקה ביולוגית
תשתיות מינרליות שנפגעו משחיקה ביולוגית שהיא פועל יוצא של טחב, אצות, עובש ובקטריות.
כל הסיבות שפורטו עלולות לגרום לליקויים באבן והן למעשה כשלים נפוצים כגון:
- התנתקות האבן מקירות המבנה
- חדירת רטיבות לדירות מגורים
- ליקויים תרמיים ואקוסטיים
- הופעת סדיקה והתקלפות
- פגיעה אסתטית במבנה
הפתרון הנדרש וצורת היישום
לפני שנעסוק בפתרון עצמו, כדאי לציין כי יישום סילר או מילוי החורים לבדם, אין בהם משום פתרון לשיקום האבן וחיזוקה.
לפתרון בעיה של אבן הסובלת משחיקה ובליה נדרש חומר שיאפשר להקנות לתשתית חוזק מכאני שיעצור את תהליך הבליה וההתפוררות.
סיקה גרד 100 הוא חומר סיליקטי על בסיס מינרלי נטול ממיסים אורגניים המשמש לחיזוק, שיקום והגנה על תשתיות אבן שנפגעו עקב שחיקה מכאנית, כימית וביולוגית.
המנגנון הכימי של החומר גורם לריאקציה בין החומר לבין הלחות הקיימת בתשתית ובאוויר והופך לסיליקה אמורפית. סיקה גרד 100 משאיר את האבן נושמת ומחזק את האבן, מעלה את חוזק הכפיפה, מקטין את ספיגות המים ומקטין בהרבה את הספיגות הנימית הקפילארית.
החומר ניתן ליישום על כמעט כל סוגי התשתיות המינרליות למטרות הקשחת התשתית והגדלת עמידותה מפני שחיקה ובליה בסביבות קורוזיביות וכן לשחזור ושיקום.
שיטת היישום הרצויה דורשת הספגה של החומר לאבן ככל הניתן, וזאת על מנת לאפשר אימפרגנציה עמוקה לחיזוק הפנימי של האבן. במידה שהאבן טופלה בעבר בסילר ואינה מאפשרת הספגה של החומר, יש ללטש את התשתית.
הריאקציה ליצירת סיליקה אמורפית אורכת כשלושה שבועות עד חודש. בסוף התהליך מתקבלת אבן חזקה כאשר הסיליקה האמורפית הופכת להיות חלק בלתי נפרד מהאבן.
טיפול באסתטיקה של האבן
בנוגע לטיפול באסתטיקה של האבן, בהינתן חורים ושברים על פני האבן ניתן למלא את החללים ברובה צמנטית בגוון האבן המעורבבת עם תוסף לרובה המשפר את מודול האלסטיות.
לאחר שמסתיים פרק הזמן שבו נוצרה הסיליקה האמורפית והאבן חוזקה, יש לטפל באבן באמצעות סילר מסוג ננוסיל או הידרוסיל.
סילרים אלו נבדקו ונמצאו מתאימים לשילובם במערכת שיקום האבן של סיקה גרד 100.
המוצרים שתוארו מיוצרים על ידי חברת Sika ומשווקים על ידי חברת NTSI.
