לחות: אחד הגורמים העיקריים לכשל ציפויים פולימריים של רצפות בטון

הדרך הנכונה למדידת רמת הלחות לפני הציפוי.

עבור אנשי מקצוע בתעשיות הריצוף והבנייה, בעיות הקשורות ללחות הנן איום תמידי המרחף מעל לציפויי רצפה פולימריים. מציאת דרכים לקביעת רמת הלחות הנותרת בבטון, לפני התקנתו של ציפוי רצפה הרגיש ללחות, הנה מציאות מתמשכת מזה עשרות שנים, עמה מתמודדים אנשי מומחים בבנייה ובמסחר. ואולם, עם החומרים, נהלי העבודה והמקצועיות הנכונים, ניתן לבנות רצפות בטון לשנים רבות של עבודה איכותית. ההבנה כיצד ניתן להגן על פני רצפות בטון וציפויי רצפה מפני החשיפה ללחות יכולה לסייע במניעת היווצרות הבעיות.

ההגנה מתחילה בבחירת תערובת הבטון המתאימה. תהליכי יציקה ואשפרה נכונים יסייעו אף הם להבטיח את פוטנציאל ביצועי העמידות והחוזק של המשטח. לרצפות שבפנים המבנה, יש להשתמש במעכב אדים או במחסום אדי לחות יעיל (עובי מומלץ: 0.4 מ"מ) המיושם ישירות מתחת למשטח הבטון. על מנת שרצפות תוכלנה לקלוט ציפויים הרגישים ללחות, יש להקפיד על רמת הלחות של הרצפה במהלך האשפרה ואחריה. 

 

מדוע? משתנים רבים יכולים להשפיע על קצב השחרור והספיגה של לחות בבטון. לכן, יש צורך במספר אמצעים שונים למדידת לחות בבטון. הבדיקות מבוססות השטח הללו כוללים, בין השאר, את שיטת מעטפת הפלסטיק, בדיקת סידן כלורי, ומד-לחות נייד (המוחזק ביד).

 

השיטות הישנות: בדיקות מבוססות-שטח

 

שיטת יריעת הפלסטיק - ASTM D4263 - 83 (2012)

שיטת בדיקה סטנדרטית למדידת לחות בבטון באמצעות שיטת יריעת הפלסטיק: בדיקת יריעת הפלסטיק (3ASTM-D-426) נותנת תשובה איכותית, רטוב/לא רטוב, ובמידה שנמצאה לחות (מי עיבוי) כלשהי בצדו התחתון של הפלסטיק או אם משטח הבטון הוכהה, אזי הבטון ייחשב רטוב מדי. בתנאים קרירים יותר, הבדיקה עלולה לא לעבוד, ואמינות התוצאות יכולה להיות מושפעת על ידי הבדלי טמפרטורה. ואולם, הופעה מובהקת וברורה של לחות מצביעה תמיד על עודף זרימה של לחות.

 

כיצד מבצעים את בדיקת יריעת הפלסטיק?

 

בדיקת הסידן הכלורי - (ASTM F1869 - 98(2010

בדיקת סידן כלורי (CaCl2) הידועה בדרך כלל כבדיקת פליטת אדי מים, הייתה בשימוש עוד לפני שנות הארבעים של המאה ה-20, והייתה ידועה אז בפשטות כ"בדיקת לחות". באמצעות אטימת חומר סופג (desiccant) תחת מכסה בלתי חדיר, ההנחה היא שכל הלחות שהבטון מכיל תיספג על ידי החומר. לאחר חלוף פרק זמן מסוים, או שהחומר יהיה רטוב, מה שמצביע על עודף לחות, או שהחומר יהיה יבש, מה שמראה כי המשטח יוּבש בצורה בטוחה לקראת ריצוף או גימור. מדובר באינדיקציה פשוטה של עובר/לא עובר, ללא שום תוצאה כמותית.

עד שנות ה-60, יצרן מסוים החל לייצר גרסה מסוימת של בדיקה זו, שזכתה לכינוי ערכת הסידן הכלורי, הכוללת מספר תנאים נוספים: טרם הבדיקה, מתחת למשטח הבטון צריך להיות מחסום אדים, וכעת יוחסה לבדיקה זו "משקל". אם מסת גבישי הסידן הכלורי עלתה, ההשערה הייתה שהדבר נגרם בשל לחות ספוגה שהגיעה מהמשטח (העברת אדים) וכי העלייה במשקל מצביעה על כמות הלחות שנמצאת במשטח. ואולם, הקושי היה שלא נבדק (כלומר, בדיקה מתועדת) כיצד נבחר אותו חומר מייבש, כיצד נקבעו טבלאות המשקלים, והאם התוצאות הסתנכרנו עם התוצאות הסופיות (כלומר, האם התקנות הרצפות היו מוצלחות בטווח הארוך).

ואולם, השיטה נעשתה פופולרית דיה כדי שהאגודה האמריקאית לבדיקות חומרים (ASTM) תפתח ותקבע תקן─ASTM F1869─עבור שיטת הבדיקה, כולל דרכים מיטביות לשימוש בה. בדיקות סידן כלורי עדיין שימושיות כיום, אף שנאסרו על ידי ASTMעבור יישומי בטון קלים במשקלם. מעמדה של שיטה זו מתערער ככל שמפותחות שיטות בדיקה מדויקות יותר.

 

כיצד מודדים פליטת אדי  מים באמצעות ערכת סידן כלורי?

בדיקת סידן כלורי מודדת רק את ה-1.25 ס"מ העליונים של המשטח.

 

מכשירים אלקטרוניים למדידת לחות בבטון - אין תקן ASTM

מכשירים למדידת לחות בטון יכולים להיות שימושיים מאוד ככלי לקבלת אינדיקציה. ואולם, הם לא תוכננו לחדירה עמוקה אל תוך המשטח, כדי להימנע מהפרעות של מוטות זיון הפלדה או מרכיבים מבניים אחרים שבתוך הבטון.

 

במונחים של מדידת לחות, פירושו של דבר שהאותות שלהם אינן מגיעות רחוק מספיק אל תוך משטח סטנדרטי כדי לספק קריאה מדויקת עבור כל עומק המשטח. מכשירי לחות בטון מתוכננים לגילוי לחות עד לעומק של 25 מ"מ בלוח בטון, כדי להימנע ממוטות החיזוק שמתחת למשטח. הם מתוכננים כדי לשמש אמצעי לבדיקה יחסית בלבד. המכשירים תוכננו לביצוע בדיקה נקודתית, בנקודה אחת מסוימת על גבי המשטח.

אין בנמצא תקן ASTMלשימוש במכשירים למדידת לחות בבטון, לקביעת קריאה סופית של תכולת לחות. מדי לחות בבטון, מכשירים עם או ללא פין, מושפעים על ידי מה שהם רואים בבטון. זה יכול להיות כל דבר – החל מצפיפות הבטון, גודל האגרגט, ועד לתכונות הכימיות של המשטח.

בטון לא מכוסה מתייבש בכיוון מלמעלה למטה. מדי לחות בבטון מודדים את 2.5 הס"מ (1 אינץ') העליונים לכל היותר, כאשר האזור הזה יבש יותר מהבטון שלמטה יותר. מרגע התקנת הציפוי לרצפה, הלחות שבמשטח משתווה.

 

כיצד מודדים את הלחות במשטח בטון באמצעות מכשיר אלקטרוני?

בדיקת המכסה (Hood Test) - ASTM F2420 (2005)

בדיקת המכסה משמשת בבריטניה עוד מלפני כמה עשורים, טרם הופעתה בארצות הברית בתחילת שנות ה-2000 (תקן ASTM F2420הקשור יצא לאור בשנת 2005). הבדיקה כרוכה באטימת מכסה מבודד ובלתי חדיר ללחות על משטח הבטון. לאחר מכן, מכניסים חיישן אל תוך החלל הסגור כדי למדוד את תכולת הלחות לאחר שזו הגיעה לאיזון עם המשטח. לשיטה זו יתרונות וחסרונות, ובינם גורם הזמן, והעובדה שביצועיה פחות אמינים על גבי משטחים המטויחים בטיח קשה. כמו כן, קיים קושי לפיו המדידות שעל פני השטח אינם עקביים למדידת הלחות הפנימית. לפיכך, הקריאות אינן בהכרח מצביעות על האופן שבו ריצוף הרגיש ללחות עשוי להגיב במרוצת הזמן.

כיצד מודדים לחות באמצעות בדיקת המכסה על פי  ASTM F2420

 

 

השיטה החדשה: בדיקה בתוך משטח הבטון

חיישנים in-situ(במקומם) ובדיקות RH

בדיקת מאפיינים שונים של תנועת הלחות בבטון החלה באוניברסיטת לונד (Lund) בשבדיה במהלך שנות התשעים, והובילה למספר הבחנות מפתח:

• למשטחי בטון יש על פי רוב הצטברות "מדורגת" של אדי לחות; רמות הלחות תהיינה נמוכות יותר בקרבה לפני השטח וגבוהות יותר ליד תחתית המשטח. הדבר הזה אינו מפתיע, בהתחשב בכך שהלחות צריכה לעלות לפני השטח על מנת להתאדות, ולאפשר ללחות נוספת לנוע כלפי מעלה במעגל הייבוש.
• רמת הלחות היחסית ב-40% עומק המשטח (20% במידה שהמשטח יכול להתייבש משני צדדיו) נתנה את המדידה האמיתית ביותר של רמת הלחות הסופית, אם המשטח אמור היה להיאטם בנקודה זו בזמן.
• חיישנים או רגשים המוכנסים לעומק זה של הבטון (המכונים לעתים קרובות חיישניin-situ) יכולים לספק מדידות מדויקות וברי-אימות של רמות הלחות במשטחי הבטון.

 

מהי אם כן חשיבות הדבר עבור תעשיית הריצוף והציפוי?

עם מדידות מדויקות של תנאי הלחות הכוללים במשטח, מתקיני רצפות, מבצעי ציפויים ואנשי מקצוע בבנייה יכולים לצמצם במידה ניכרת את הבעיות בריצוף ו/או ציפוי הקשורות ללחות. הבעיות הללו מהווים עדיין מטרד עבור מומחים המסתמכים על שיטות בדיקה המבוססות על פני השטח.

בדיקת לחות יחסית (RH) מציעה אפשרות מאומתת מדעית עבור מומחים, המבקשים לספק את המדידה המיטבית והמדויקת ביותר של תכולת הלחות במשטחי בטון.

ASTM F2170

בעזרת ההבנה החדשה של תועלות בדיקות הלחות היחסית RH, האגודת האמריקאית לתקינה ASTMכתבה ופרסמה את תקן ASTM F2170החדש, המבוסס על קווים מנחים והמלצות של מומחים מהתעשייה לשיטה זו של בדיקת לחות בבטון. ככל שנמשכות הבדיקות, הם עובדים על מנת לשדרג ולהתאים את התקן כדי שזה האחרון ישקף את ההתקדמות האחרונה בבדיקת לחות בטון, תוך שימוש בבדיקת לחות יחסית RHאו בחיישניי in-situ.

הבדיקה על פי ASTM F2170הנה בדיקה מצוינת לקביעת מצב הלחות בפועל של משטח. כתוצאה מכך, בדיקה מסוג זה מומלצת על ידי תקנים בינלאומיים רבים כולל ASTM, תקנים בריטיים, ומרבית התקנים הסקנדינביים. כמו כן, הבדיקה מצוינת על ידי יצרנים של חיפויי רצפות, ציפויי רצפות ודבקים מכל העולם.

תקן ASTM F2170מכיר באופן רשמי בשימוש בחיישניי in-situכאמצעי לביצוע בדיקות לחות יחסית. תקן ASTM F2170מייצג למעשה שינוי יסודי במדידת לחות.

תקן ASTM F2170-11מספק קווים מנחים לבדיקות מדויקות של לחות יחסית RH, שכן זוהי הדרך הבטוחה ביותר למדידה מדויקת של לחות בבטון, לצורך קבלת החלטות מושכלות בסוגיות הקשורות לריצוף, ציפוי ולבנייה.

על מנת להבין את יישומו של תקן ASTM F2170, חשוב קודם כל להבין כמה מושגים:

 

מהי לחות יחסית בבטון?

לחות יחסית (RH – Relative Humidity) הנה הכמות הממשית של הלחות באוויר, המבוטאת באחוזים, בהשוואה לכמות הלחות שהאוויר יכול היה להחזיק במצב רוויי. בבטון, מודדים את הלחות היחסית של כמות קטנה של אוויר בתחתיתו של חור קדוח אל תוך המשטח.

 

מהן רמות הלחות היחסית המקובלות?

סוג מוצר הריצוף המותקן הוא הגורם הקובע את רמת הלחות היחסית המקובלת. תקני RHשונים חלים על חומרים שונים, כגון ריצוף עמיד (resilient), עץ, ציפויי אפוקסי או פולימרים אחרים. יצרן חיפוי/ציפוי הרצפה ממליץ על מפרט הלחות היחסית. יצרני ריצוף רבים, כמו גם איגודי תעשייה, מכירים בבדיקות לחות יחסית וקובעים עבורן מפרטים. דרישות לחות יחסית אופייניות נעות בטווח של 75% עד 90% RH, תלוי במוצר הריצוף או ציפוי

 

מהו פירושו הדבר איזון, בהקשר של בדיקות לחות?

מצב של איזון או יציבות נוצר כאשר חור קדוח משיג איזון תרמי ואיזון הלחות. למען דיוק המדידות, יש צורך להמתין עד להשבת הלחות לאחר הקידוח. ברוב המקרים, תוך שימוש בחיישן החכם (Rapid RH® 4.0 EX Smart Sensor) של חברת ואגנר או ש"ע, היא תהיה בתחום של 3% מהקריאה הסופית, שעה אחת לאחר ההתקנה. יש להקפיד על הוראות ASTM F2170הנוגעות לזמן ההגעה ל איזון. מרגע השגת איזון, ניתן לבצע מדידות נוספות באופן מיידי בעזרת  Rapid RH® Easy Readerאו ש"ע.

 

האם יש מתאם בין אחוזי הלחות היחסית RHוקצב פליטת הלחות (Lb/1000 Sq Ft/24 Hr)  הנמדד באמצעות בדיקת סידן כלורי?

אין שום קורלציה בין הבדיקות. בדיקת לחות יחסית הנה מדידה של מצב הלחות בבטון. כשחיפוי/כיסוי רצפה מונח מעל למשטח, הוא מגביל את האידוי מפני שטח המשטח; הלחות שבתוך המשטח מתחלק אז כדי להשיג שיווי משקל, בשל האינטראקציות הכימיות והטמפרטורה מחלקו העליון של המשטח עד לחלקו התחתון. בטווח הארוך, הדבק, הריצוף או הציפוי נחשפים אז למצב איזון הלחות המצויים בפני המשטח העליונים. בדיקת הנתרן הכלורי אינה משקפת את מצב הלחות בטווח הארוך שיווצר על ידי איזון, ויכול אפילו למשוך באופן מלאכותי לחות אל מחוץ לסנטימטרים העליונים של המשטח.

 

כיצד מבצעים בדיקת לחות Rapid RH® של חברת וגנר?

יש להשתמש במערכת בדיקת לחות Rapid RH®בכל פרויקט שבו חיפוי או ציפוי רצפה רגישים ללחות מיושמים מעל למשטחי בטון. על כל הגורמים הרלוונטיים (יזמים, קבלנים ראשיים, קבלני/מתקיני ריצוף/ציפוי וחברות בדיקות) לדעת בבטחה שהבדיקות המבוצעות על ידם מדויקות, הדירות וזמינות עבור כל מי שצריך לדעת את מצב הלחות הנוכחי של משטחי בטון.

 

בדיקות Rapid RH®משפרות באופן ניכר את יכולתו של צוות הפרויקט שלך לבצע באופן מיידי בדיקות ו/או מעקב אחר קצב הייבוש של משטח בטון, ללא תוספת עלות לפרויקט. שיטת Rapid RH®מאפשרת לך לבצע מדידות מהירות ומדויקות, העונות במלואן לתקנים התעשייתיים. החיישנים החכמים של Rapid RH®מכוילים במפעל, ומשתמשים בטכנולוגיית CMOSens®כדי להבטיח את דיוקו של החיישן ואת הגעתו המהירה לאיזון.

 

שלב 1: קידוח חור.

 

שלב 2: ניקוי החור.

 

 

שלב 3: הכנסת החיישן החכם.

 

שלב 4: הכנסת פקק אל תוך החור, על פני המשטח.

 

שלב 5: ביצוע המדידות.

 

שלב 6: רישום התוצאות.

 

שלב 7: סגירת החישן החכם.

 

ביבליוגרפיה :

1.                Suprenant, B A and Malisch, W R, ‘Are your slabs dry enough for floor coverings?’ Concrete Construction, August 1998, pp 671–677.

2.                Slab Edge Dampness and Moisture Ingress, Cement Concrete & Aggregates Australia Data       Sheet, January 2005.

3.                Condensations – Design Strategies, Cement and Concrete Association of Australia, July 2000.

4.                Standard Practices for Preparing Concrete Floors to Receive Resilient Flooring, ASTM F 710, 2005.

5.                Brewer, H W, Moisture Migration – Concrete Slab-on-Ground Construction, Bulletin D89, Portland Cement Association, May 1965.

6.                Standard Test Method for Measuring Moisture Vapour Emission Rate of Concrete Subfloor, Using Anhydrous Calcium Chloride, ASTM F1869–04.

7.                Addressing Moisture Related Problems Relevant to Resilient Floor Coverings Installed over Concrete, Resilient Floor Covering Institute, Rockville, Maryland 1995.

8.                Smith, L. An Introduction to Coating Concrete Floors, Journal of Protective Coatings & Linings, December 2001, Technology Pub. Co., Pittsburg, PA, pp 40–43.

9.                Ignoul S, Van Rickstal F, Van Gemert D, Blistering of epoxy industrial floor on concrete substrate: phenomena and case study, Proceedings.  11th. International Congress on Polymers in Concrete – ICPIC 2004, Berlin, June 2–4, 2004.Standards Australia 2000.

10.            ASTM F2170

11.            American Concrete Institute – Advancing Concrete Knowledge –Guide for Concrete Slabs that Receive Moisture Sensitive Flooring Materials.

12.            Moisture Testing of Concrete Slabs When 3 lbs is not 3 lbs by Peter Craig and George Donnelly.

13.            Moisture Mitigation for Concrete Slabs by Peter Craig

14.            Moisture Mitigation Guide Topical Moisture & pH Suppression Systems for Concrete Sub-floors –Starnet, Volume 1.2 – October 2006

15.            ASTM F2170 ASTM F 2170 RH -Relative Humidity) Testing Protocol) Allied Construction Technologies – Technical Bulletin 18

16.            When a Concrete Slab is dry enough? Malcom Cunningham, Branz Principal Scientist.

17.            Why do floors fail? Ian StephensIndustrial and Commercial Territory Manager at Stoncor Group Stonhard & Fibergrate Divisions Alberta