מתנתקים לכם אריחים ? התקפת סולפטים על חומרים צמנטיים ב"תנאים רטובים"

פרופ"ח קונסטנטין קובלר וד"ר סמיון ז'וטובסקי הינם חוקרים במכון הלאומי לחקר הבנייה היחידה להנדסת מבנים וניהול הבנייה בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית - הטכניון. ד"ר סמיון פריימוביץ' הינו הטכנולוג הראשי של חברת תרמוקיר.

--

חומרים צמנטיים הם חומרים המכילים צמנט, חול ופולימר, המתפקדים היטב בכל מקום בו קיימת רטיבות קבועה, במיוחד במקום בו נדרש להדביק אריחי אבן או קרמיקה, כמו מרפסות אמבטיות וכדומה. תכונות אלה הקנו לחומרים אלה פופולאריות רבה בענף הבנייה כפתרון יסוד להדבקת חומרי בנייה קשיחים .

עם זאת, משתמשים רבים בחומרים הללו מדווחים על כשל חוזר הנוגע לשימוש בחומרים באתרי בנייה ב"תנאים רטובים". לשם הבנה טובה יותר של התופעה, כמו גם מציאת דרכים לפתור אותה חברו שני גופים בעלי ידע – חברת תרמוקיר המייצרת ומשווקת מגוון של חומרים צמנטיים והמכון הלאומי לחקר הבנייה בטכניון.

בשלב הראשון של המחקר, נאסף מידע מתיעוד תהליכי העבודה בשטח לפני ואחרי היישום, כמו גם בדיקת החומרים בתנאי מעבדה. שלב זה הראה כי הסיבה העיקרית לכשל היא בתכולה הגבוהה של סולפטים בתערובת הקשויה, אשר בנוכחות רטיבות מגיבים עם צמנט ויוצרים אטרינגיט (קלציום סולפו-אלומינט הידרט) ותאומסיט (קלציום סולפו-סיליקט קרבונט הידרט). גבישי אטרינגיט ותאומסיט נראים בתמונות מיקרוסקופיות כמחטים דקות (איורים 1 ו-2). היווצרותם גורמת לתפיחה ולהתפרקות של החומר הקשוי (איור 3 ואיור 4).

איור 1 - גבישי אטרינגיט

איור 2 - גבישי תאומסיט

איור 3 - התנתקות אריחי פורצלן במערכת הריצוף כתוצאה מהתקפת סולפטים  

איור 4 - התנתקות  אריחי חיפוי במרפסת כתוצאה מכשל במערכת הדבקה כתוצאה  מהתקפת סולפטים

השלב הבא כלל איתור מקורות הסולפטים במוצרים ומציאת  דרכים לפרקם, כאשר ההערכה המוקדמת היתה כי לתערובת המוכנה הוסף טיח גבס. בכדי לאתר את מקורות הסולפטים, נלמד ונותח תהליך הייצור ונוסחה רשימת מקורות  אפשריים. בנוסף, נערכו סיורים באתרי הבנייה שסייעו להתחקות אחר כשלים באופן היישום בשטח. מהתצפיות באתרי הבנייה עצמם נתגלו שיטות עבודה לקויות שעיקרן: אי הקפדה על  הפרדה בין חומרים צמנטיים וחומרים על בסיס קלציום סולפט, כמו טיח גבס, כלים לא נקיים לערבוב החומרים והמצאותם של שקים פתוחים עם חומרים מבוססי גבס וחומרים צמנטיים בסביבת  העבודה. יש לציין כי שני החומרים הם באותו גוון לבן, אך שונים לחלוטין בהרכב הכימי שלהם, והמגע ביניהם יוצר תגובה כימית הרסנית (איור 5). בדיקות המעבדה חיזקו ממצא זה וחשפו את העקבות של טיח הגבס  שהוסף לתערובת המקורית. כך, ברוב הבדיקות שבוצעו ניתן לקבוע על פי אחוז החול הקוורצי כי התערובת המוכנה המקורית מתוצרת תרמוקיר דוללה באמצעות תרכובת של גבס וקלציט, וכמו כן, הרכב החומר שהוסף לתערובת תואם את הרכבו של טיח הגבס.

איור5  - דוגמה לניהול לקוי של אתר בנייה. מצד שמאל בתמונה - שק של טיח גבס. בפינה הימנית בתמונה - שקים של דבקים צמנטים

בכדי לפסול תרחישים חלופיים למסקנה המתגבשת בדבר האחריות לכשל באופן העבודה באתר עצמו, נערכה דגימה לחומר שלא נפגע מאותו האתר ובה לא נמצאו  סולפטים כלל.

מכאן, מסקנתנו העיקרית היא כי ניהול לקוי של אתרי הבנייה ועבודה שלא בהתאם לתקנים ו/או להנחיות ליישום הם שהובילו לכשל הנדון.

להלן המלצות המיועדות למניעת הכשל:

א. יש לנקוט בפעילות הסברתית כדי למנוע שימוש לקוי במוצרים המכילים צמנט פורטלנד, ובמיוחד צמנט פורטלנד לבן, אשר בדרך כלל רגיש יותר להתקפת סולפטים. פעולות אלה יכולות לכלול סימון אריזה באופן בולט המורה על איסור מגע או ערבוב עם גבס בכל צורה, או ייעוץ מקצועי והדרכות טכניות עם דגש על איסור מגע של חומרים צמנטיים עם חומרים מכילים קלציום סולפט, כגון גבס, וטיח גבס.

ב. פרט להקפדה הנדרשת בניהול תקין של אתרי הבנייה, והפרדת חומרים צמנטיים מחומרים על בסיס גבס, יש לשמור על הפרדה כזו גם בהובלת חומרי הגלם למפעל הייצור (שימוש במכליות ייעודיות).

לסיכום, התופעה שתוארה במאמר זה מדגימה היטב את אחד האתגרים העיקריים עימם צריכים להתמודד כל המעורבים בבנייה בישראל והוא הצורך בשיפור תהליכי העבודה וההתנהלות באתרי הבנייה, אשר מהווים את הגורם העיקרי כיום לליקויי בנייה, כפי שעלה בבירור ממחקר שערך הטכניון עבור משרד השיכון ופורסם לפני מספר שנים [2].  

הדרך להתמודד עם אתגר זה הינה על ידי שילוב כוחות מצד כל הגורמים בשרשרת הערך של הבנייה בישראל אשר יבחרו לפעול בתפיסה מערכתית משולבת ובכך יצעידו את ענף הבנייה לעתיד נכון יותר.

פרופ"ח קונסטנטין קובלר וד"ר סמיון ז'וטובסקי הינם חוקרים במכון הלאומי לחקר הבנייה, היחידה להנדסת מבנים וניהול הבנייה בטכניון. ד"ר סמיון פריימוביץ' הינו הטכנולוג הראשי של חברת תרמוקיר.

[1] ס. ז'וטובסקי, ק. קובלר, כשל חומרים צמנטיים לאחר יישומם באתר בנייה בתנאים רטובים, המכון הלאומי לחקר הבנייה, טכניון, חיפה, 2014

[2] י. רוזנפלד, ח. בן-עוז, זיהוי וניתוח של גורמים שורשיים לליקויי בנייה בביצוע של פרוייקטי מגורים, המכון הלאומי לחקר הבנייה, טכניון, חיפה, 2007