כשלי אדהזיה הנגרמים ממעבר אדי מים

מעבר אדי מים הוא הגורם העיקרי לכשל בהדבקה ברצפות תעשייתיות וברצפות חנייה מצופות אפוקסי.
ציפוי בטון או כל רצפה אחרת בחומר אטום שאינו נושם, דורש מחשבה תחילה במטרה למנוע כשלים בעתיד.
 

לכל סוג של משטח בטון ישנה כימיה והתנהגות הייחודיים לו. פורמולת הבטון הספציפית, מיקומו, גימוריו, אופן האשפרה ומצב התשתיות הם גורמים המקשים על חיזוי הדבקות הציפוי. כאשר ציפוי מגן חובר למצע פלדה, חייבים לציית לחוקים בסיסיים בכדי להבטיח אדהזיה - הידבקות  טובה של החומרים זה בזה למשך זמן חייהם. בנוסף, ישנם סטנדרטים ברורים ומוגדרים להכנת המשטחים וניקיון הפלדה בכדי להבטיח הדבקה טובה של הציפוי.

 
במאמר זה אתאר את הצעדים בהם ניתן לנקוט על מנת להימנע מכשלי הדבקה שאינם כתוצאה מהכנה לקויה של המשטח. ניתן להניח כי משטחי הבטון מנוקים ומחוספסים היטב טרם ביצוע ההדבקה, על מנת ליצור  מקסימום פני שטח והדבקה טובה.

שיטות הכנת משטחים מתוארות היטב במדריך הטכני של ICRI מס’ 03732, עם דגש על הכנת משטחי בטון לאיטום, ציפוי וכיסוי פולימרי (international concrete repair institute).
 
הגורם הנפוץ ביותר לכשל בציפוי של משטח בטון הוא גישה ללחות בתוך או מתחת למשטח. למרות שיש לשים לב לקריטריון החשוב של כמות הלחות בבטון בזמן התקנת המשטח, הוא אינו הגורם העיקרי לכשלים כעבור חודשים או שנים. חומרים אפוקסיים רבים מסוגלים להקשר לבטון למרות כמות גדולה יחסית של לחות הקיימת במשטח. זרמים של לחות ואדי מים, הנקראים גם מעבר אדי מים, הם הפגם העיקרי הגורם לבעיות ההדבקה. ישנם גם מקרים מדווחים של כשלי הדבקה בלוחות בטון מעל הקרקע, אך רובם ככולם קשורים למעבר אדי המים, ולא לפגם בהדבקה עצמה. מכל מקום, הבעיה העיקרית היא כיצד לייבש או להקטין את מעבר אדי הלחות במשטחים שעל הקרקע.
 
מדידת מעבר הלחות
ישנן בדיקות רבות אותן ניתן לבצע בכדי לקבוע הימצאות לחות או מעבר אדי לחות. לדוגמא, בדיקת יריעת הפלסטיק (ASTM-4263), בדיקת הסידן הכלורי, בדיקת צפיפות גרעינית, בדיקת מוליכות חשמלית, GRAVIMETRIC TESTING, RADIO FREQUENCY TEST ו-ELECTRO CONDUCTING TESTING. רוב הבדיקות הללו תוכננו במטרה לקבוע הימצאות לחות או לאתר אזורים בהם קיימת לחות יתרה, אך רק שתיים מהן קובעות את מעבר הלחות.
 
בדיקת יריעת הפלסטיק
בדיקת יריעת הפלסטיק תיתן תוצאה איכותית (האם ישנה רטיבות או לא). הבדיקה מתבצעת באמצעות יריעת פלסטיק שקוף בגודל 45 על 45 ס"מ המודבקת באופן אטום למשטח בטון על ידי נייר דבק מכל ארבעת צדדיו. אם תמצא התעבות בחלל שבין היריעה ללוח הבטון, או אם הבטון יתכהה יותר לאחר 16 שעות, ניתן יהיה לומר כי הוא רטוב מדי. בתנאי טמפרטורה קרים יותר, בדיקה זו עלולה שלא לספק תוצאות מהימנות בשל השפעות אפשריות של הטמפרטורה. למרות זאת, זיהוי ברור של רטיבות תמיד יצביע על זרם לחות עודף. חשוב להדגיש כי בעזרת בדיקה זו לא ניתן למדוד כמויות פליטה של אדי מים מהמשטח, ולכן לא יהיה ניתן לקבוע אם הלוח פולט אדים מעבר לגבול המותר של ציפוי אפוקסי.
 
בדיקת הסידן הכלורי
בדיקת הסידן הכלורי תספק ערך איכותי. בבדיקה זו משתמשים בצלוחית קטנה של החומר, אותה מניחים מתחת לכיסוי האטום. באמצעות שקילת הצלוחית לפני ואחרי 48 שעות או יותר בהן היא נחשפה לרטיבות, ניתן לדעת את מידת זרם הלחות בפאונד לאלף רגל רבוע ל-24 שעות (או לחילופין, קילוגרם למ"ר ל-24 שעות). לדוגמא, ערך של 3 פאונד (1.4 ק"ג) או פחות הוא הערך המקובל על פי רוב יצרני הציפויים. רצפות רטובות באופן קיצוני נמדדות בערכים של יותר מ-10 פאונד לאלף רגל רבוע ל-24 שעות (4.5 ק"ג ל-90 מ"ר
ל-24 שעות).

את ערכות בדיקת הסידן הכלורי ניתן להשיג בישראל אצל מספר ספקים, מחירן זניח והשימוש בהן פשוט.
 
מעבר אדי מים
חשוב להבין את השוני בין מעבר מים ולחות לבין רטיבות קיימת. ייתכן מצב בו ישנה מעט רטיבות, ובסופו של דבר יהיה כשל בהדבקה בשל מעבר אדים דרך המשטח. ייתכן גם מצב בו ישנה רטיבות רבה במשטח ולרוב לא תיגרם בעיה, אלא אם כן יתקיימו תנאים אופטימאליים ליצירת מעבר של לחות לפני השטח. אם כן, הבעיה נגרמת כתוצאה ממעבר הלחות לפני השטח ולא כתוצאה מכמות הרטיבות שהייתה קיימת במשטח מלכתחילה.
 
מים, וחשוב יותר - אדי מים, ינדדו אל פני השטח כאשר לחץ האדים בבטון גבוה יותר מלחץ האוויר מעל לפני השטח. במקרים רבים, בדיקת מעבר הלחות בבניינים חדשים נעשית לפני סגירת הבניין, כדי לאפשר לקבלני הרצפות להמשיך בעבודתם. כאשר הבניין אינו סגור, התנאים מעל למשטח דומים לתנאים שבמשטח עצמו ועל כן יש משיכת לחות מינורית אליו, ואז הבדיקה מעידה כי המשטח יבש. בנוסף, מיזוג האוויר מוריד את הלחות ואת הטמפרטורה, מה שגורם לירידה בלחץ האדים הגורם לחוסר שיווי משקל היוצר תנועה של אדים.
 
שליטה במעבר אדי מים
הדרך הטובה ביותר לשלוט במעבר אדי הלחות היא בהתחלה. בעת התקנת משטחי בטון על הקרקע, אשר עתידים להיות מצופים בציפוי אטום, יש להשתמש בחוסם אדים יעיל. חשוב להבין כי בעיות ההדבקה הנגרמות עקב מעבר אדי המים אינן מוגבלות לחומר או דבק אפוקסי. למעשה, כל מעטה אטום אחר (כגון אריחי גומי, יריעות וכדומה) יגיב באותו האופן.
 
מיקום חוסם האדים חשוב אף הוא. המוסד האמריקאי לבטון (ACI) אינו ברור לגבי תנאי הלחות בקרקע הדורשים שימוש בחוסם אדים. סעיף 302.1R-96,  תת סעיף 3.2.3 דן בשימוש בחוסמים, וממליץ למקמם מתחת למינימום של 4 אינץ` (100 מ"מ) של מילוי גרגירי הניתן להידוק (סעיף 4.1.5). דבר זה נועד לסייע באשפור המשטח.
 
נראה כי מטרת הפעולה של התקנת המילוי הגרגירי מעל חוסם האדים היא לצמצם את שברי הכיווץ של הפלסטיק ולשמש כסופג של זרימת המים. אם אכן המילוי הותקן כמתואר, נדרשת תקופת זמן ארוכה יותר (הרבה יותר מ-30 יום, ובמקרים מסוימים אף למעלה משנה) לייבוש מושלם, בכדי לצפות בחומר אטום את המשטח. כאשר משתמשים בחוסם אדים למטרת שליטה בזרם הלחות, יש למקמו היישר מתחת למשטח, וזה עתיד להיות יעיל יותר מ-150 מיקרון של שכבת פוליאתילן (הנקרא בטעות "ניילון" בישראל), אשר יכולה להתנקב בקלות בעת יציקת הבטון.
 
ברגע שחוסם האדים נבחר ומוקם כראוי, יש להשתמש בטכניקת יציקה טובה ובבטון באיכות גבוהה. יש להשתמש ביחס נמוך של מים למלט (מקסימום של 0.5). יחס זה תוכנן כדי להעניק דחיסות, חוזק ואטימות גבוהה לבטון. התצורה והתבנית של הלוח חייבות להיות מתוכננות מראש, כך שניתן יהיה לשלוט בתפרים וליצור תפרי התפשטות. בטון שעבר אשפור טוב ונוצק כהלכה יספק משטח חזק, צפוף ובעל חדירות נמוכה.
 
על מנת לצמצם את מעבר הלחות העודף מהמשטח שעל הקרקע, יש לקיים את התנאים הבאים:
 
1. יש להניח את הבטון ישירות מעל חוסם אדים יעיל (חזק יותר מ-150 מיקרון פוליאתילן עבה ועמיד בפני חירור).
 
2. יש להשתמש ביחס של מעט מים למלט בתערובת הבטון (מקסימום 0.5) ובשקיעה של מקסימום 4 אינץ` ללא פלסטיסייזרים.
 
3. יש לאשפר כראוי את המשטח, כדי לאפשר מקסימום שטח וחדירות נמוכה.
 
4. יש לבצע בדיקות מעבר לחות, כאשר משתמשים בבדיקת הסידן הכלורי כדי לכמת את רמת המעבר. כמו כן, יש לדאוג לתנאים דומים לתנאי הבניין, אחרת התוצאות לא יהיו מהימנות.
 
5. יש לדאוג לכך שביוב חיצוני המקיף את הבניין מזרים את המים הרחק ממנו. כמו כן, יש לוודא כי חוסם האדים מותקן כראוי כך שהוא מונע חדירת לחות חיצונית לרווח שבין החוסם והמשטח.
 
תיקון כשלים
בעיית מעבר אדי הלחות בבטון שעל הקרקע ידועה ומוכרת כבר שנים רבות. היא כונתה בשמות רבים, כגון לחץ הידרוסטאטי, אוסמוזה וכוח הנימיות, ובסופו של דבר נחקרה כראוי, על מנת להתמקד בפתרונות שאינם כרוכים בהסרת המשטח כולו ובנייתו מחדש.
 
יצרני ציפויי רצפות מציעים כי הפתרונות יבוצעו מתחת למערכות המותקנות (הציפויים), במטרה למנוע כשלי הדבקה עתידיים. הם כוללים בתוך הרצפות חוסמי אדים, המפחיתים את קצב מעבר הלחות. גם במקרים אלו, חשוב מאוד לבצע בדיקות במהלך התהליך. חוסמי האדים הרגילים יכולים להפחית פליטה מ-25 פאונד (11.3 ק"ג) לאלף רגל רבוע ל-24 שעות (92.2 מ"רע) ל-3 פאונד (1.4 ק"ג) לאלף רגל רבוע ל-24 שעות (92.2 מ"ר).
 
מסקנות

בעיית הלחות בתוך ומתחת למשטחי בטון שעל הקרקע היא בעיה של הנובעת ממעבר של אדים דרך המשטח. זרימת הלחות אל המשטח היא טבעית ונובעת בשל מעבר אדים מלחץ גבוה לנמוך, במטרה ליצור שיווי משקל. על ידי שליטה או הפחתה של קצב מעבר הלחות במשטחים שעל הקרקע, אנו יכולים להשתמש בהם בהצלחה במערכות אטומות, בכדי להימנע מכשלי ציפוי אשר תוצאותיהם הן הדבקת ציפוי חדש והשבתת המקום.

מסמכים הקשורים לנושא המאמר
 
ASTM-D-4263, Standard Test for Indicating Moisture in Concrete by the Plastic Sheet Method
ASTM F1869 - 11 Standard Test Method for Measuring Moisture Vapor Emission Rate of Concrete Sub floor Using Anhydrous Calcium Chloride
Other ASTM Standards
ASTM C 670, Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials
ASTM F141, Terminology Relating to Resilient Floor Coverings
Resilient Floor Covering Institute Standard - Recommended Work Practices
 
Military Standard - MilSpecB-131HType1, Class III

ביבליוגרפיה
Article of Robert R. Cain
ASTM Standards
ICRI Guides

** כניסה למאמר נוסף מפי אדריכל מריו ליטוין רצפות בטון מלוטש

בתמונה: ציפוי מתקלף

בתמונה: ערכה לבדיקת שחרור אדי מים

בתמונה: שקילת סידן כלוריד (לפני הבדיקה)


בתמונה: שקילת סידן כלוריד (אחרי הבדיקה)

בתמונה: ציפוי תקין