סדקים בבטון מזוין - אבחון ובדיקה

סדיקה בבטון היא תופעה נפוצה ויכולות להיות לה סיבות רבות. קשה לעיתים לנתח את גורמי הסדיקה אך חשוב להתייחס אליה- יש פעמים שסדקים נראים רע אך אין להם כלל השפעה על בטיחות המבנה או קיים הבטון, ויש כי הסדקים נראים אך בקושי אבל למעשה הם תולדה של תהליך מסוכן המחייב טיפול מידי. לפעמים כלל לא צריך לטפל בסדקים, לפעמים הטיפול יהיה במריחת חומרים שונים או הזרקת דבקים, ולפעמים הטיפול צריך שיהיה במבנה עצמו- בחיזוק וכו' שכן הסדקים הם תולדה של כשל בקונסטרוקציה ואין להסתפק בתיקונם בלבד כי אם לטפל בשורש הבעיה.

השאלה הראשונה שעולה עם גלוי סדיקה היא בנוגע לבטיחות המבנה- האם הסדקים קונסטרוקטיביים או רק אסתטיים. השאלה הבאה אם מדובר ב"סדקים פעילים" או "סדקים רדומים". תיקון של סדקים פעילים אינו רלוונטי- יהיה עליך לחזור שוב ושוב ולתקן מה גם שכנראה הולך ומתפתח כשל חמור. לעומת זו סדקים רדומים ניתן לתקן בפעם אחת. השאלות הבאות צריכות לעסוק בעובי פתיחת הסדקים, עומקם כיוונם וכו'... סוגיות אלו ישפיעו על קיים הבטון, על האיטום, על יכולתו להגן מפני קורוזיה ועל האסתטיקה של המבנה.

מעבדת סקאן אין מתמחה במדידות ובאיסוף מידע עבור המהנדס לצורך חישוב השפעת הסדקים על המבנה. המתודולוגיה שלנו מאפשרת להבין את סוגי הסדקים, את הגורמים להם, את מאפייניהם את כמותם ואת חומרתם. מדריך זה נועד לתת הסבר כללי על סוגי הסדקים השונים ומאפייניהם וכן לפרט את שיטות הבדיקה עבור סדקים. אין במדריך זה הסברים על אופן חישוב הסדקים בבטון מזויין כפי שרשום בתקן 466 חלק 1.

תקנים ישראלים בנוגע לסדקים או אזכורים מהותיים ניתן למצוא בת"י 466 חלק 1, ת"י 1877 (חשוב!), ת"י 940 ות"י 252. לקורא המצוי אשר אינו מתמצא בהנדסה נכתוב כי סדיקה בבטון הינה דבר טבעי אשר חייב להתרחש, ולמעשה רוב הסדקים לא מסכנים את המבנה. יחד עם זאת סדקים מסוימים יכולים להוות נורת אזהרה לכשל שהולך ומתפתח, ובכל מקרה יש בסדקים משום פגיעה לטווח ארוך בהיבטים של שמירה על פלדה מפני קורוזיה וקיים הבטון, ולכן מומלץ לטפל בהם.

סדקים נבדלים אלו מאלו לפי כיוונם, מיקומם, תדירותם, עובי פתיחתם, אורכם, עומקם, אופי שבירתם ( קווים ישרים/ זיגזג/ מדרגות) וסגנונם מבחינת שדרות סדקים ראשיות ומשניות. יש סדקים המתהווים בדקות הראשונות ליציקה, עוד בשלב ההתקשרות, ויש שמתהווים שנים לאחר מכן. בהמשך סקירה זו תמצא טבלה עקרונית שעוזרת לסווג סדקים והסבר על מהותו של כל סדק.

אבחון סוגי סדקים בבטון

בדיקות סדקים בבטון

במעבדת סקאן-אין אימצנו שיטה לבדיקה ואבחון של סדקים בבטון. מטרת הבדיקות לאפשר למהנדס לענות על שאלות כגון מה סוג הסדיקה במבנה, האם היא פעילה, האם היא מסוכנת, באיזה חומרים להשתמש, האם נדרש חיזוק קונסטרוקטיבי או רק טיפול בסדיקה עצמה, איזה סדקים דורשים טיפול ואיזה לא ועוד.

השיטה כוללת ארבע שלבים :

א. הקפאת מצב.

ב. בדיקת פליטה אקוסטית.

ג. מדידה פיזית של סדקים.

ד. ניטור התפתחות סדקים.

ב. בדיקות פליטה אקוסטית

פליטה אקוסטית מאפשרת לקבוע בתוך שעות בודדות אם מדובר בסדקים אקטיביים או פאסיביים. חשוב לענות על שאלה זו בטרם מתחילים לטפל בסדקים, שכן אם מדובר בסדיקה אקטיבית אף תיקון לא ישפיע, ויתכן גם כי הסדקים מעידים על כשל קונסטרוקטיבי המחייב חיזוק המבנה או הקטנת עומסים.
פליטה אקוסטית מאפשרת "להקשיב" לאירועי הסדיקה המתרחשים בבטון- ממש כמו רופא המקשיב לליבו של חולה. מצמידים חיישנים פיזיואלקטרים רגישים למשטח הבטון כך שאם תתרחש סדיקה ניתן יהיה לקלוט אותה בחיישנים אלו. בשיטה זו לא ניתן לקבל מידע על כמות הסדקים או רוחב הפתיחה שלהם אלא נתון אחד בלבד- האם הסדקים פעילים או לא.

פליטה אקוסטית היא שיטה תקנית בעולם עם יישומים רבים מאוד- ניתן לקרוא עליה כאן.

א. הקפאת מצב

אירועי סדיקה מאופיינים בעשרות עד מאות רבות של סדקים בשטח וקשה לעקוב אחריהם, לכן מומלץ לסמנם כראוי כבר בשלב ראשון. הסימון יאפשר למהנדס לראות את הסדקים מרחוק (למשל כאשר הם בתחתית תקרה גבוהה) לבחון את כיוונם/ כמותם/ צפיפותם וכו' ולהעריך אותם. כמו כן הוא יאפשר להתייחס לכל סדק באופן ספציפי- כך שאם המהנדס ינחה על תיקון כל הסדקים ברוחב מסוים ניתן יהיה למצוא אותם בקלות.

בעת סימון סדקים יש להשתמש בצבע שאינו סותם אותם ושאינו מפריע לתיקון עתידי. כדאי לסמן בקו מיוחד התחלה וסוף של כל סדק על מנת לבדוק אם האורך משתנה. כמו כן מומלץ לקבוע לכל סדק מספר מזהה בולט. לאחר הדגשת הסדקים וקביעת מזהה לכל סדק מומלץ לבצע צילום איכותי באופן המאפשר להשוות לצילום עתידי.

ג. מדידה פיזית של מידות הסדקים

• בדיקת עומק סדקים בשיטה אולטרסונית -

עומק סדקים בודקים באמצעות מערכות אולטרסאונד המיועדות לבטון. בשלב ראשון מודדים את מהירות ההתפשטות של גל קול בבטון- מצמידים משדר ומקלט במרחק של כמה סנטימטרים זה מזה, המערכת מודדת את הזמן שעובר מרגע השידור ועד לרגע הקליטה, ולפי זה ניתן לחשב את מהירות התפשטות גלי הקול. בשלב הבא מעמידים את המשדר והמקלט משני צדדי הסדק במרחק של כמה סנטימטרים. גלי הקול לא יכולים לעבור באופן ישיר מהמשדר למקלט שכן הסדק מפריע, אך בשל תופעת ה"עקיפה" (דיפרקציה) הגלים שיצאו מהמשדר משנים את זווית ההתקדמות וחוזרים לכיוון המקלט. אנו כבר יודעים את מהירות הגלים, ומכיוון שהמכשיר מודד את הזמן שעובר מרגע השידור ועד רגע הקליטה אנו יכולים גם לחשב את הדרך שהם עברו. עכשיו מדמיינים משולש שווה שוקיים- בסיס המשולש שווה למרחק בין החיישנים, והצלעות שוות לדרך שחושבה קודם. האנך שיורד ממשולש דמיוני זה שווה למעשה לעומק הסדק.

ד. ניטור התפתחות סדקים

ניטור זה מדידה המתקיימת בפרק זמן קבוע ומאפשרת להשוות את התוצאות לבדיקות הקומות. ניתן לבצע ניטור להתפתחות הסדקים באמצעות פוטנציומטר לינארי- מכשיר המבוסס על מוליך בעל התנגדות חשמלית ידועה ליחידת מרחק, ומד התנגדות חשמלית. ההתנגדות החשמלית הנמדדת הינה פונקציה של אורך המוליך, ולכן אם מצמידים את המוליך לשני צדדי הסדק ניתן יהיה לעקוב אחר השינויים בו. פוטנציומטר הינו רכיב מדויק מאוד- ניתן למדוד שינויים בדיוק של 3 אלפיות מ"מ!
חשוב להדגיש כי סדקים בבטון הם רגישים מאוד לשינויי לטמפרטורה- כשחם החומר מתרחב ולכן הסדקים מתכווצים, וכשקר בדיוק ההפך...

גרף המציג שינוי באורך המוליך לאורך 829 שעות. ניתן לראות את המחזוריות של הפתיחה והסגירה בסדק בהתאם לשעות יום/לילה, וניתן גם לראות התקדמות איטית לאורך הזמן בעובי הסדק.

(ניתן ללחוץ על התמונה להגדלה)

*בלבן - סדקים שלרוב אינם מסוכנים.
*בצהוב - סדקים שיכולים להתפתח לסכנה אם לא יטופלו.
*באדום - סדקים מסוכנים שמחייבים התייחסות מידית.

(1)

סדיקה בבטון טרי עקב הצטמקות פלסטית

(ראה 1 בתרשים למעלה)

סדיקה עקב הצטמקות פלסטית היא נפוצה ולא מסוכנת. בתהליך ההידרציה הלחות בבטון מתקדמת לכיוון המעטפת, שם המים נאספים ומתאדים בשל החום הנפלט מהתהליך הכימי. כאשר קצב האידוי גבוה מקצב מעבר הלחות כלפי המעטפת פני השטח מתייבשים, נותרים חללים קטנים בעקבות אידוי המים ועקב כך העיסה הצמנטית מצטמקת ונסדקת. תופעה זו מתרחשת לרוב ביציקה של משטחים אופקיים כגון תקרות/רצפות. סדקי הצטמקות פלסטית אינם נחשבים מסוכנים למבנה, אך הם עלולים לפגוע באיטום, ומשפיעים לרעה על יכולת ההגנה של הבטון מהתקפות כלורידים וחדירת קרבונציה אם הם לא מטופלים.
הצטמקות פלסטית מתרחשת במלוא העוצמה 30 דקות לאחר היציקה ועד כ3 שעות לאחריה. הסדקים יהיו לרוב בצורה אקראית אך מקבילים זה לזה ובמרחקים של 30 עד 100 ס"מ, בעומק של 3-5 ס"מ (ובמקרים חמורים אף עמוקים יותר), וברוחב של 1-2 מ"מ. ככל שהטמפרטורה בחוץ גבוה ההצטמקות מהירה וחזקה יותר שכן הבטון מפסיד יותר מים.

ניתן לשלוט בסדיקה זו ע"י יחס מים צמנט נמוך ומדויק, על ידי בקרה על הלחות של משטח הבטון, על ידי אשפרה טובה ועל ידי השקיה בכמויות נכונות של הבטון. מזג אוויר חם מזרז מאוד את האידוי ובשל כך תורם להיסדקות פלסטית, לכן מומלץ לכסות את משטחי היציקה ביריעות מתאימות. רוחות חזקות תורמות אף הם ליבוש מהיר ולכן מומלץ להתקין קירות הגנה מרוח (במיוחד במבנים גבוהים שם הרוחות חזקות יותר). יש למנוע אובדן מים גם בחלק התחתון של היציקה- כאשר יוצקים בטון על משטחים סופגים כגון ישירות על מצעים או אדמה, או על טפסות עץ מאיכות נמוכה סדיקה פלסטית תתרחש בחלק התחתון של המשטח. ביציקות כאלה חשוב מאוד לצקת "בטון רזה" כהכנה ליציקה הבאה ולמנוע את אובדן המים. ישנם תוספים כלאי אוויר ומונעי הצטמקות אותם ניתן לערב בבטון כדי למנוע סדיקה זו, או לשלב בבטון לוחות בקרה המתרחבים ככל שהבטון מתכווץ.

תמונה של סדיקה עקב הצטמקות פלסטית:

(2)

סדיקה פלסטית בבטון טרי עקב "שקיעה" בעת התקשותו

כמו שכתבנו בסעיף הקודם, בעת התקשות הבטון בשעות הראשונות הוא מאבד מים ומצטמק. המים עוברים דרך הבטון כלפי מעלה ומשקעים כבדים יותר של העיסה יורדים קצת למטה. הפרדה זו יוצרת שכבה מעט חלשה בסמוך לפני השטח. בנוסף בשל הצטמקות הבטון נוצרים מתחת למוטות הזיון האופקיים חללים קטנים ולחללים אלו שוקע בטון גבוה יותר ועקב כך מעל מוטות הברזל נוצרים סדקים המקבילים למוטות. תופעה זו מתרחשת לרוב דווקא ביציקה של אלמנטים גבוהים כגון קירות או קורות.

הסדקים יהיו ארוכים ומקבילים למוטות האופקיים ועומקם יהיה עד לעומק הזיון, לכן סדיקה פלסטית עקב שקיעת הבטון ניתן לזהות כך שהסדקים מקבלים את התבנית של מוטות הזיון. לפעמים יהיו סדקים קצרים המחברים בין הסדקים הראשיים. סדיקה מסוג זה אינה מסוכנת אך עלולה לפגוע באיטום וכן ביכולת הבטון להגן מפני חדירת כלורידים וקרבונציה (אשר בתורם יגרמו למוטות הזיון להיות חשופים לקורוזיה). ניתן למנוע תופעה זו אם מכסים את המוטות בבטון כראוי בשכבה מספיק עבה.

סדיקה פלסטית עקב שקיעת בטון

(3)

סדיקה עקב תזוזה/ שקיעה/ פירוק של טפסות ותמיכות בגיל צעיר

תזוזה של הטפסות בגיל צעיר גורמת לסדקים באזורי הסמיכה של האלמנט אבל חוסר בעמודי תמך עלול לגרום לכפף של הקונסטרוקציה ואז יראו סדקים המתאימים לסדקי כפיפה (10). לרוב, הסדקים נראים בצורה אנכית לכל חתך האלמנט. סדקים אלו מופיעים לרוב כסדק בודד והם יכולים להיות רחבים ועמוקים. כמובן שתזוזה משמעותית הינה מסוכנת ועלולה לגרום לכל האלמנט לקרוס. קשה לאבחן אם סדקי כפיפה המופיעים באלמנט התרחשו עקב בעיה היסטורית בטפסות או בעיה עכשיו הגורמת להמשך סדיקה רצופה- לצורך אבחון זה יש לבצע בדיקת כפף של האלמנט ובדיקות לניטור סדיקה. מומלץ מאוד לבצע ניטור כשלים בשיטת פליטה אקוסטית בכדי להבין תוך כמה שעות אם הסדקים ממשיכים להתפתח או שהם יציבים.

(5)

סדיקה עקב מאמצים טרמיים מוקדמים בבטון טרי

הפרשי טמפרטורה בין ליבת הבטון למעטפת עלולים גורמים לשינויים בנפח במידה שונה. הפרשים אלו נובעים מכך שהטמפרטורה בליבה שומרת על חום גבוה משך זמן רב והטמפ' במעטפת משתנה בייחס לסביבה. הפרשים אלו בין חלקי הבטון יוצרים לחצים במעטפת החיצונית שיובילו למתיחה וסדיקה של הבטון. הסדקים יהיו לרוב בעלי אורך של כמה סנטימטרים ועומק של כמה סנטימטרים. תופעה זאת מתרחשת לרוב ביציקות רב נפח- ראה דוגמא בתמונה שלפניך הבדל בין יציקה של אלמנט צר לעבה.

כדי למנוע סדיקה מסוג זה יש לנטר את חום ההידרציה באופן קבוע בימים הראשנים של היציקה ולפעול בהתאם לנתונים (למשל לכסות ביריעות את היציקה כדי לשמור על החום במעטפת החיצונית, להכין את הבטון עם מי קרח כדי לשמור על טמפרטורת ליבה נמוכה, להשקות את הבטון לאחר היציקה במים חמים/ פושרים כדי לשמור על טמפרטורת הליבה גבוהה). סקאן אין מאפשרת לנטר את תהליך ההידרציה באופן שוטף על ידי הטמנת חיישנים בבטון בטרם היציקה והתחברות אליהם באופן אלחוטי.

(ניתן ללחוץ על התמונה להגדלה)

(6)

סדיקה רשתית

סדיקה רשתית (מכונה באנגלית crazing cracks) מתרחשת עקב חולשה במעטפת החיצונית של הבטון- בדרך כלל עקב כליאת מים רבים במעטפת ומניעת הפרשת מים. סדיקה זו מתרחשת פעמים רבות בעת שמבצעים החלקה עם "הליקופטר" מהר מידי ו/או מוקדם מידי ו/או הרבה מידי... החלקה כזו גורמת לכליאה של מים תחת הקרום החלק והם מתקשים מעט אך לא מספיק- השכבה במעטפת נותרת מאוד חלשה. כמו שכבבנו קודם הבטון מצטמק ונוצרים בו מאמצי מתיחה ובשל חולשת השכבה החיצונית נוצרים בה מהר מאוד סדקים צפופים בעובי מינורי ובעומק מזערי. אילו השכבה החיצונית היתה חזקה יותר היא היתה מתמודדת עם מאמצי המתיחה ומרסנת אותם בתפרים.

סיבות נוספות להיחלשות הקליפה של הבטון- הצטברות הרבה מים ועיסה צמנטית על פני השטח, חשיפת הבטון בגיל מוקדם לשמש חזקה מאוד, לחות נמוכה ורוחות חזקות המייבשות את הבטון מהר ועוד . בסדיקה רשתית צפיפות הסדקים גדולה אך הם שטחיים ולא עמוקים. הם אינם פוגעים בחוזק הבטון אך הוא נראה רע מבחינה חזותית. בריצפות של מרלוג"ים או ברצפות של קווי יצור רגישים סדקים אלו עלולים גם להזיק לתפקודיות המבנה.

(7)

סדקי הצטמקות עקב התייבשות בטון קשוי

גם לאחר התקשות הבטון הוא מוסיף להתכווץ עקב התייבשותו ולא ניתן למנוע התכווצות זו כי היא חלק אינטגרלי מהמכניזם של הבטון. ההתכווצות הינה בשיעור של 1 ס"מ על כל 20 מטר. מוטות הזיון מרסנים את ההתכווצות ומפריעים לה ונוצרים סדקים הניצבים להם (בשל כך ישנה הגבלה בתקן לקוטר המקסימלי של מוטות הזיון). יש לציין כי התכווצות הבטון משפיע על אלמנטים צמודים כגון אבני חיפוי, ולפיכח חשוב מאוד ליצור משקי הרפיה בכל קומה- אך זה כבר קשור לנושא אחר...

אורך הסדקים יכול להגיע לכמה מטרים, עוביים עד 1 מ"מ ועומקם משתנה עד חצית האלמנט. יש משמעות רבה לגובה כיסוי המוטות- כאשר המוטות קרובים מידי לפני השטח או עמוקים מידי הם מהווים גורם מפריע משמעותי יותר. לתהליך התכווצות הבטון. בדרך כלל יש למקם את המוטות במרחק של 3-5 ס"מ מפני הבטון בהתאם לאופי האלמנט ולדרישות תפקודו והגנתו מאש.

ש. מה ההבדל בין הצטמקות פלסטית להתכווצות לאחר הייבוש?

ת. הצטמקות פלסטית נוגעת לאובדן ושחרור כמויות גדולות של מים בתהליך התקשרות הבטון (הידרציה), והצטמקות עקב התייבשות נוגעת לאובדן לחות כשהבטון כבר קשה- בדרך כלל במהלך השנה הראשונה. הצטמקות פלסטית ניתנת לשלוט ולמנוע ואילו הצטמקות עקב התייבשות לא ניתן למנוע כלל.

ש. מה ההבדל בין בטון מזויין לבטון שאינו מזויין מבחינת סדקים עקב התכווצות?

ת. בבטון שאינו מזויין לא נוצרים סדקים בעקבות ההתכווצות לאחר הייבוש כי אין אלמנטים שמפריעים לה ובבטון מזויין נוצרים סדקים כאלו בגלל מוטות הזיון.

מחקרים מוכיחים כי אגרגטים גדולים מפחיתים את שיעור הצטמקות הבטון הקשוי ומקטינים מאוד את הסדיקה שנוצרת בעקבותיו:

סדיקה בשל שינויים טרמיים של בטון קשוי (8)

אחד מגורמי הסדיקה העיקריים הינו שינויים בנפח הבטון בייחס לטמפרטורה בחוץ. נפחו של כל חומר מושפע מטמפרטורה- ככל שחם החומר מתרחב ולהפך. (דרך אגב- אחת הסיבות שברזל ובטון עובדים יחדיו נעוצה בכך כי מקדם ההתפשטות הטרמי שלהם דומה מאוד והם לא משפיעים אחד על השני בעת שינויי טמפרטורה). על כל פנים, סדקים עקב שינויים טרמיים דומים במראה לסדקים שנוצרו בהצטמקות הבטון עקב התייבשות והם יהיו ניצבים לחתך הארוך של משטח הבטון. הסדקים יכולים להתפתח בכל זמן אך לרוב הם נראים בשנה הראשונה של הבטון לאחר סיום מחזור חורף/קיץ ראשון.

סדיקה עקב שינויים טרמיים בבטון יכולה להתרחש באלמנטים החשופים לחום באופן לא שווה- למשל קיר אשר חלקו מוצל וחלקו לא, או תקרות ללא הגנה כאשר השמש מחממת את פני הבטון העליונים בעוד שהצד השני לא חשוף לחום. גם במפעלים ישנם אזורים של פליטת חום ממכונות /תנורים/ מנועים/ צנרת אשר גורמים להפרשי טמפרטורה משמעותיים באלמנטי הבטון.

במקומות החשופים לקפיאה ולנזקי כפור ישנם סדקים המתהווים בשל מחזורי הפשרה/הקפאה- מים נכנסים לסדק קטן בעת ובעת קפיאה הם הופכים לקרח אשר מרחיב את הסדק וחוזר חלילה (בולט מאוד גם בכבישים- בצפון, בירושלים וביישובי גב ההר).

ש. מה ההבדל בין שינויים טרמיים בבטון קשוי להפרשים טרמיים בבטון טרי?

ת. מקור החום של בטון טרי הוא פנימי- תהליך התקשרות הבטון (הידרציה) הינו תהליך כימי אשר מייצר חום רב. בטון קשוי בו הפסיק מזמן תהליך ההידרציה לא משחרר חום אלא מושפע ממקורות חום חיצוניים כגון שמש או מכונות.

(ניתן ללחוץ על התמונה להגדלה)

(11)

סדקי גזירה

סדקי גזירה נוצרים כאשר ישנם כוחות שפועלים כנגד האלמנט בכיוונים מנוגדים- ממש כמו פעולה של מספריים. הסדקים מופיעים בד"כ יחד עם סדקי כפיפה, למעט באלמנטים קונזוליים. בקורות ותקרות סדקים אלו נוצרים עקב עומס חריג, תכנון לקוי או היעדר זיון גזירה (חישוקים). בעמודים נוצרים סדקי גזירה עקב רעידות אדמה ולכן הם פחות נפוצים.

סדקי גזירה נראים בצורת אלכסון שחלקו התחתון פונה לצד הסמך וחלקו העליון פונה למרכז המפתח. הסדקים מתהווים ככל שחתך הקורה קטן מחד, ושפועלים עליה עומסים גדולים מאידך, וככל שחסרה מנת זיון של חישוקים.

סדקי גזירה נחשבים מסוכנים מאוד ויש לטפל בגורם שבגינו הם נוצרים ללא דיחוי.

(10)

סדקי כפיפה

סדקים אלו נוצרים בעת מתיחה של הבטון באזורי כפף חיובי או שלילי, בעיקר בשל חוסר בזיון תחתון או עליון. באזורים של כפיפה חיובית הסדקים מתהווים במרכזו התחתון של האלמנט בניצב לכיוון המתיחה, ובאזורי הסמיכה בהם ישנם מומנטים שליליים הם מתהווים בחלק העליון של האלמנט בקרבת הסמכים.
סדקי כפיפה הם לרוב ישרים, כאשר תחילת הסדק רחב יותר מהמשכו. עומק הסדקים עלול להגיע עד מחצית חתך הגובה של האלמנט, ובאלמנטים קונזוליים הסדק עלול להיות בכל חתך גובה האלמנט.

בתקרות ובקורות הסדקים מתהווים ככל שחתך האלמנט קטן מחד, ושפועלים עליו עומסים גדולים מאידך, וככל שחסרה מנת זיון תחתון/עליון. סדקי כפיפה נחשבים מסוכנים ויש לטפל בגורם שבגינו הם נוצרים ללא דיחוי.

לפני מספר שנים התפרסם אירוע של קריסת מרפסות קונזוליות בעיר חדרה- באירוע זה נמצא כי היו חסרים מספר רב של מוטות זיון עליון והמרפסות קרסו עקב כשל של כפיפה (טעות לתכנן צמ"ג באזורי ריתום של קורות קונזוליות צרות- לא נשאר מקום להעברת מוטות זיון, וכשאין פיקוח והפועל מקבל החלטות בשטח הוא יחליט לחתוך את מוטות הזיון במקום לדווח על בעיה)...

תמונה של סדק כפיפה בקורה קונזולית- מיקום הסדק יהיה באזור הרתום, לרוב יהיה רק סדק אחד בכיוון אנכי, כאשר חלקו העליון של הסדק רחב והחלק התחתון של הסדק צר יותר.

(12)

סדקי פיתול

שיטת התכנון של מבנים מבטון לא מאפשרת היווצרות של כוחות פיתול משמעותיים ולכן סדקים אלו הינם יחסית נדירים. למרות זאת בפסי יצור של מפעלים גדולים , בסכרים, בתחנות כוח ובמקומות בהם מופעלים מערכות כבדות עלולים להיווצר כוחות פיתול ושם בדרך כלל נתקלים בתופעה. ככל שישנם עומסים הפועלים הרחק ממישור הכיפוף הם יגרמו לתנועת פיתול. סדקי פיתול הינם בעלי רוחב קבוע, הם מקבילים אחד לשני ומתהווים לכל אורך האלמנט ומכל הכיוונים שלו.

(13)

סדקי חדירה

סדקי חדירה עלולים להתרחש בתקרות דקות באזורי החיבור עם העמודים. ככל שחתך התקרה קטן מחד ושפועלים על התקרה עומסים גדולים מאידך, וככל שחסר זיון לחדירה עלול להתרחש כשל בבניין. זיון לחדירה נראה בצורת כלובים בהם ישנו זיון אנכי אך במבנים ישנים נהוג היה להשתמש במוטות אלכסוניים (פיגורות).

סדקי חדירה נחשבים כמסוכנים מאוד- באסון חניון הברזל שהתרחש בתל אביב נמצא כי עיקרי הכשל היו בהיעדר זיון כנגד חדירה.

הסדקים יהיו נראים בצד העליון של התקרה כך שמאזור העמוד נשלחים סדקים רבים לכל הכיוונים ב^360. יכול שיהיו סדקים במספר מעגלים – ככל שהחדירה חמורה. במצב חמור מאוד ניתן יהיה לראות התגבהות של התקרה באזורי הסדקים מסביב לעמוד. כאשר מעל לתקרה יש חול וריצוף קשה מאוד להבחין בסדיקה זו.

לפני מספר שנים התפרסם אירוע של קריסת חניון גדול בתל אביב- בבדיקת האירוע נמצא כי הכשל המרכזי היה היעדר זיון לחדירה, מה שהוביל לקריסה בשרשרת של כל התקרות כשהעמודים נשארים עומדים על תילם.

(14)

סדיקה עקב תפיחה/הצטמקות קרקע

"קרקעות עובדות" כגון חרסית וחוואר משנות את נפחן בעונות השונות כתלות במידת הרטיבות שלהן. ברצפות המונחות באופן ישיר על אדמה כזו עלולים להיווצר לחצים גדולים בעת תפיחת הקרקע ועקב כך סדקים בבטון. מיקום הסדקים, כיוונם ורוחבם תלוי בסוג האלמנט ובאופן התכנון שלו. כל עוד הסדקים אינם פוגעים באלמנטים קריטיים של המבנה כגון קורות מסד הם אינם מסוכנים אך מהווים מטרד רציני שקשה מאוד לטפל בו.

משמאל: תמונה של סדק שנוצר לאחר חיפוי בגרנולית על קורות צמודות - אחת נסמכת על עמודים מבוססים ואינה נוגעת בקרקע (מימין), והשנייה הינה למעשה גדר היקפית של מגרש ספורט (משמאל) אשר נוגעת בקרקע. בעקבות תפיחת קרקע התרוממה הגדר בצורה בולטת.

(15)

סדיקה עקב שקיעת יסודות

בבניה של מבנה חדש מערכת הביסוס עלולה לשקוע במעט. תופעה זו הינה טבעית, ובמידה וכל היסודות שוקעים במידה שווה הכול יהיה בסדר. לפעמים ישנם יסודות ששוקעים במידה שונה משאר היסודות ואז עלולים להיווצר סדקים חמורים ברצפות, בקירות ובאלמנטים הקונסטרוקטיביים של המבנה. שקיעת יסודות יכולה להתרחש גם זמן רב לאחר הקמת המבנה בשל שינויים בקרקע כגון בולען או חלחול של חול.

קשה לעצור סדיקה שמתרחשת עקב שקיעת ביסוס וגם אם מטפלים בסדק שוב ושוב הוא יחזור להיראות- לכן לרוב יש לחזק את ביסוס המבנה ולא להסתפק בטיפול בסדק בלבד. סדיקה עקב שקיעת ביסוס לא בהכרח מסוכנת אך היא עלולה להיות כזו ולכן חובה להתייחס אליה, ובעיקר לעקוב ולנטר אחר קצב התפתחות הסדק. פעמים רבות שדרך סדקים אלו יכנסו מים/ חול וכו' ואף צינורות ותשתיות עלולים להינזק בגינה. ברצפות ששוקעות משתנה הפילוס ואזי יכולים להצטבר מים במקומות לא רצויים.

סדקים המתהווים עקב שקיעת יסודות נראים בקירות בטון בקווים אלכסוניים ישרים ארוכים ולפעמים הם רחבים מאוד עד כדי שבר של ממש. בקירות בלוק הם יראו בצורת מדרגות. ברצפות ובתקרות הם יראו בצד העליון של הבטון על ידי סדק לכל אורך האזור ששוקע (באזור בו תיווצר מתיחה). פעמים רבות בעת שהשקיעה הינה משמעותית הסדקים ייראו ככאלו שעוברים מהקירות לתקרות/רצפות.

סקיצה של צורת סדקים בשל שקיעת ביסוס בקירות בטון (משמאל) ובקירות בלוק (מימין):

שקיעות שונות במבנים- שקיעה דיפרנציאלית גורמת לסדקים ומסכנת את המבנה

סדיקה עקב התפתחות קורוזיה (16)

להתפתחות קורוזיה סיבות רבות וניתן לקרוא עליה כאן. תוצר הלוואי של קורוזיה היא החלודה אשר נפחה גדול מנפח הפלדה . החלודה יוצרת מאמצי מתיחה בבטון מסביב למוטות הזיון ומתקבלים סדקים ארוכים ועבים. בדרך כלל אפשר להבחין בצבע החום של החלודה אשר יוצא מסדקים אלו. סדקים אלו ימשיכו להתפתח ככל שהחלודה תתקדם ועצירתן לא אפשרית ללא שיקום הבטון באופן שיחזיר את היכולות שלו להגן מפני קורוזיה. שיקום בטון ניתן לבצע על ידי שימוש באינהיביטורים (בשלבים מוקדמים של הקורוזיה) או במריחת שכבות איטום המונעות חדירת חמצן, אך במצב מתקדם שלה יש להסיר את הבטון הסדוק , לגרד את מוטות הזיון וליישם בטון חדש עם גראוט מיוחד וחומרים מתקדמים.

סדקים בעקבות קורוזיה מגיעים כמובן עד לעומק של הברזל ולא עוברים אותו. הם מקטינים מאוד את חתך האלמנט והתסבולת שלו. הבעיה עלולה להיות חמורה ומסוכנת בעיקר באלמנטים קטנים שהרי כל הקטנה בחתך האלמנט משפיעה עליו באחוזים ניכרים.

תמונות של עמודים סדוקים בעקבות קורוזיה

שברים בתחתית קורה והתנתקות חלקי בטון בעקבות קורוזיה

(ניתן ללחוץ על התמונה להגדלה)

(17)

סדיקה עקב כשל בחוזק הבטון ללחיצה

סדיקה זו אינה נפוצה מאוד משום שהיא מצביעה על כשל כולל ומסוכן מאוד במבנה. היא מתרחשת כאשר על אלמנט ישנו עומס גדול מהתסבולת שלו- בשל עומס חריג או בשל בטון חלש.
בעמודים הסדיקה תהיה מלווה במה שנראה כמו התנפחות של הבטון לצדדים וכן בסדקים ארוכים שהופכים אט אט לשברים של ממש. מוטות הזיון בבטון מתעוותים ומתעקמים. בקורות התסמינים יהיו לרוב דומים לזו של כשל בכפיפה.

(18)

סדקים אופקיים/ אנכיים בחיבור בין קירות בלוק לאלמנטים מבטון

ראה סדר אופקי ואנכי מספר 2 בתמונה משמאל.

סדיקה בתפרים בין קירות בני (בלוקים) לעמודים/קורות מבטון נפוצה וקשה למנוע אותה, אם כי הקפדה על הוראות התקנים מאפשרת לצמצם אותה מאוד. היא מתרחשת בשל התפשטות טרמית שונה של חומרי הבטון והבלוק וכן בשל רעידות ו/או תזוזות מזעריות בקיר הבלוקים עצמו. בתופעה זו נראה סדק יחיד וארוך באזור החיבור בין הבטון לבלוק. בחיבור עם עמודים יהיו סדקים אנכיים ובחיבור עם קורות יהיו סדקים אופקיים. אם רוצים לתקן את הסדקים מומלץ להמתין לפחות שנה עד לריסון השקיעות הטבעיות במבנה ולסיום מחזור חורף/קיץ אחד לפחות ורק אז לתקן את הסדקים.

במבני שלד מסגרות בטון מתרחשים סדקים כאלה כבר בשנה הראשונה לאחר הבניה. הסדקים אינם מצביעים בהכרח על סכנה או החלשה של המבנה אך הם פוגעים באסתטיקה שלו. לפעמים הסדקים מעידים על בניה של הקיר שלא לפי הוראות התקן. ניתן לצמצם מאוד ואף למנוע את הסדקים במידה ומשתמשים בחיבור פרק (מוטות פלדה המחברים את קיר הבלוק עם העמוד/תקרה). על אף הוראות תקן ישראלי ברורות המנחות על ייחס המימדים (גובה/אורך), בנית חגורות אופקיות וחיבור הקיר באמצעות מפרקים, קבלנים רבים טועים בזה ולא מתייחסים/ מתעלמים מחגורות או מפרקים.

בקירות הנבנים בשיטת "שטראבות" התופעה מאוד מצטמצמת. קיר "שטראבות"- בונים את הקיר מבלוקים ורק אחר כך יוצקים את העמודים. בחיבור בין הבלוקים לבטון יש אזורי בטון רחבים יותר ואזורים צרים יותר בהתאם לדירוג הבלוקים וכך נוצר חיבור מושלם בין הבטון לבלוק. שיטה זו חזקה משאר השיטות ואף תורמת להקשחת המבנה בצורה משמעותית אך היא איטית יותר ולכן פחות מקובלת.

(19)

סדקים אופקיים/אנכיים/אלכסונים בתוך קירות בלוקים

התנהגות של סדקים בקירות בלוקים קשורה מאוד ביחס גובה/רוחב של הקיר, מיקומי פתחים, הימצאות חגורות אופקיות ושימוש בחיבורי מפרק. להלן סיבות שכיחות להופעת סדקים בקירות:

סדקים אופקיים בתוך קירות בלוקים-
סדקים אופקיים באמצע גובה הקיר (ראה סדק 1 משמאל) מתרחשים כתוצאה מלחץ שנוצר בין התקרה לרצפה ואשר גורם לכפף בקיר. הסדק נראה בקו אופקי יחיד וארוך באמצע גובה הקיר. במבנים חדשים ישנן שקיעות טבעיות בחודשים הראשונים לאחר בניית שלד מסגרות- לרוב משאירים מרווח קטן בין הקיר לתקרה וסוגרים אותו בהמשך לאחר ריסון השקיעות. מומלץ להמתין כ12 חודשים לפני תיקון סדקים ראשון בבית חדש. במידה והסדקים תוקנו לאחר 12 חודשים והם שבים ומופיעים הם עלולים להצביע על כפף המתפתח בקורה או בתקרה מעל הקיר ויש להתייחס לכך ברצינות ע"י מעקב וניטור. במחיצות פנימיות בהם עובי הבלוק קטן סדקים כאלו עלולים להיגרם גם כתוצאה משימוש טבעי בבית- טריקת דלתות בחוזקה, התנגשות רהיטים בקירות בעת שינוע שלהם ואפילו ילדים שובבים שבועטים בקיר (או מבוגרים עצבניים שבועטים בו J).

סדקים אופקיים בקרבה לחיבור עם הרצפה/ תקרה (ראה סדק 4 משמאל)- עלולים להתרחש בשל עומס אופקי חזק כגון עומסי רוח או רעידות אדמה. סדקים אלו הינם למעשה סדקי גזירה בקיר הבלוקים והם עלולים להיות מסוכנים שכן הם נוטים להתפתח ככל שעובר הזמן. במידה ומזהים סדקים כאלה יש לעקוב אחריהם ולוודא שהתפתחותם נעצרת או להיוועץ עם מהנדס.

(ניתן ללחוץ על התמונה להגדלה)

התייחסות התקינה לסדקים מבניים לפי עובי סדק

להלן מספר טבלאות מתקנים שונים המציגים את רוחב הסדקים המותר לפי סוגי האלמנטים:

(ניתן ללחוץ על התמונה להגדלה)

הקפאת מצב במבנה של מיכל בטון גדול (לחץ להגדלה)

התקנת חישנים פיזיואלקטרים לניטור אקוסטי של אירועי סדיקה בגג בטון

ג• בדיקת רוחב סדקים -

רוחב סדק ניתן לבדוק באמצעות מיקרוסקופ עם שנתות בסדר גודל של 0.05 מ"מ בעל הגדלה קבועה (משתמשים במיקרוסקופ בעל הגדלה X10 עד X40 ולא יותר). מודדים את הסדק באזור הפתיחה המקסימאלי בהתאם לסוג הסדק, ומוודאים כי לא מודדים שברים קטנים על שפת הסדק אלא את הסדק עצמו. מומלץ לסמן את מיקומי הבדיקות לצורך בדיקות חוזרות בהמשך. בדו"ח הבדיקה יופיעו כל מספרי הסדקים והרוחב שלהם וכל ניתן יהיה לדעת באיזה סדקים יש לטפל בהזרקה, באילו סדקים יש לטפל במריחה והיכן לא לטפל כלל.