בסוף שנת 2008 נכנס לתוקפו תקן ישראלי 118, תקן העוסק בדרגת החשיפה של הבטון.
התקן בא ליישר קו עם התקן הארופאי אשר מדגיש שפרט לחוזקו של הבטון קיימים עוד פרמטרים שיש להתייחס אליהם.

אז מהי בעצם דרגת חשיפת בטון?

מכיוון שתנאי הסביבה משתנים חשוב להתאים את הבטון המשמש לבניית המבנים לתנאי הסביבה,
בתקן ניתן לראות 11 רמות של דרגות חשיפה וכל רמת חשיפה מתארת את תנאי הסביבה של המבנה.
לדוגמא: קיר פנים יוזמן בטון בעל דרגת חשיפה 1 וככל שהסביבה תיהיה יותר אגרסיבית כך תעלה רמת החשיפה,
ניתן לראות בטבלה המצורפת את דרגות החשיפה בהתאם לתנאי הסביבה.

המטרה בסופו של דבר להאריך את חיי המבנה על ידי כך שהבטון לא יפגע ולאחריו הברזל.

כאשר מודיעים למפעל הבטון מהי דרגת החשיפה המבוקשת עליו לשנות את יחס הצמנט למים
ובאמצעות פעולה זאת מתקבל בטון עמיד יותר לתנאים בו המבנה יקום.

באחריות הקונסטרוקטור לציין על גבי התכנית בנוסף לחוזקו של הבטון את דרגת החשיפה
ובאחריות הקבלן בשטח להזמין את הבטון כפי שהופיע בתכנית.

במידה והקבלן לא ציין למפעל הבטון מהי דרגת החשיפה, הבטון יסופק על פי דרגת החשיפה הנמוכה ביותר והיא 1,
לכן מאוד חשוב שתבדקו את תעודת המשלוח המתקבלת ממפעל הבטון.

רוב הזמנות הבטון למבנים בבאר שבע, דרגות החשיפה יהיו בין 2 ל 3.

אין לראות בהסבר זה ייעוץ מקצועי או תחליף לייעוץ מקצועי, הסבר זה אמור לסייע לבונים בתהליך הבניה.

סוגים מיוחדים של בטון

 יש כמה סוגי בטון מיוחדים שכדאי להכיר. בדרך כלל,
ניתן להזמין את התערובות האלו בכל דרגת חוזק, גרגר מרבי, סומך ודרגת חשיפה וגם ניתן לשלב בין הסוגי הבטון המיוחדים. 

בטון להחלקה

 מיועד ליציקה של אלמנטים אופקיים שבהם תידרש רמת גימור גבוהה יותר מאלמנט מבטון רגיל.
הוא בא עם כמות דקים גדולה יותר כך שיותר קל “לסגור” את הבטון ובדרך כלל מוזמן בשקיעה 6″ ומעלה.
ברצפה מוחלקת יש צוות שעולה על הבטון אחרי שהוא מתקשה באופן חלקי,
אבל עדיין ניתן לעבד אותו בחלקו בעליון.

בגלל זה, בטון להחלקה בא עם כמות מוגבלת של מעכב (אם בכלל) כדי לאפשר ביצוע של ההחלקה אחרי כמה שעות. בשל כך, 
בטון להחלקה גם מתאים ליציקות שבהן רוצים לאפשר תנועה קלה מאוד (של בני אדם) על האלמנט תוך זמן קצר יחסית.
הוא גם בשימוש במקומות קרים במיוחד שבהם בטון רגיל לא מתקשה מספיק עד למחרת כדי לאפשר פירוק של התבניות.

SCC – בטון שמצטופף מעצמו

כשמו כן הוא. בטון זה מצטופף תחת משקלו העצמי ומאפשר שחרור של בועות האוויר ללא ריטוט חיצוני. 
הוא דליל אבל צמיגי כך שהוא לא מפריש מים או “מתפרק” כמו בטון רגיל שמדולל יתר על המידה.
בטון SCC יכול לזרום למרחקים גדולים יותר מבטון רגיל כך שהוא מתאים למקומות שבהם יש גישה מוגבלת.
סומך של בטון SCC לא נמדד לפי בדיקת הקונוס אלה בשולחן זרימה (ת”י 26. חלק 2.9) והוא בא ברמות זרימה של SF1-SF3.
בטון SCC גם מתפלס בקלות יתרה ולכן מתאים ליציקות של שכבות דקות.
שים לב שבטון זה דורש טפסות סגורות היטב וחזקות יותר בגלל לחץ הסטטי המוגבר שהבטון מפעיל עליהן.

בטון עם סיבים. סיבים בבטון אמורים לגשר על סדקים בבטון ובכך למנוע את הרחבתם.
ניתן להזמין סיבים בגדלים שונים (סיבי מיקרו או סיבי מקרו) שיכולים לגשר על סדקים בגדלים שונים בהתאם.
הסיבים עשויים מחומרים סינתטים או מפלדה ובאים בצורות שונות.
סיבים יכולים אפילו לשרת בתפקיד קונסטרוקטיבי במבנה אבל זה רק בתכנון ובתיאום עם המתכנן ונכון לעכשיו זה לא מעוגן בתקן ישראלי.

בטון עם אטימות משופרת

 כידוע, מבני בטון חייבים איטום למים, בדרך כלל על ידי חומרים ביטומניים,
כי בנוסף לתפרים בין אלמנטים ולסדקים הבלתי נמנעים, הבטון עצמו לא אטום. למרות זאת,
ניתן להזמין בטון בעל אטימות משופרת כדי לקטין את חדירות המים. אטימות הבטון נמדדת בת”י 26 חלק 5.2 על ידי חדירות של מים בלחץ לתקופה ממושכת לתוך קובייה גדולה של בטון.
לספק הבטון יש כמה אמצעים לשפר את אטימות הבטון – אפשר להוסיף מוספים נוזליים (כמו פלסטוקריט N) שמקטינים את בועות האוויר שקיימות בכל בטון ובכך מקשים על חלחול מים דרכן.
ניתן גם להשתמש במוסף מפחית מים בשיעור גבוה ובכך להקטין את כמות המים בבטון בכלל. זה רצוי כי רוב המים בבטון בסוף יוצאים ומשאירים אחריהם בועות או תעלות אויר.
ניתן להוסיף סיבים קטנים שמגשרים על מיקרו-סדקים ובכך מונעים את הרחבתם לגודל שמאפשר חלחול מים.

יש גם תוספים כמו זייפקס, פנטרון, WT-200P וכו’ שנוספים לבטון הטרי אבל נשמרים בתוך הבטון הקשוי לאורך חיי המבנה.
אם בשלב מאוחר יותר נפתח סדק קטן, בעת מגע עם מים נוצרים גבישים (קריסטלים) שמקטינים או סותמים אותו מחדש.
אפשר גם לשלב בין יותר מאמצעי אחד לאטימות מוגברת. בטון משופר אטימות מתאים לאלמנטים תת-קרקעיים, בריכות שחייה או גגות.

בטון עם הצטמקות מופחתת

 בטון שמצטמק תוך כדי ייבוש והתקשות וגם לאורך טווח הארוך בחיי המבנה.
ההצטמקות הזאת גורמת לסדקים וניתן למזער את התופעה על ידי מוספים או תוספים מיוחדים. בטון כזה מתאים לרצפות מבטון גלוי, מסעות בגשרים ובמיוחד אם הם בממדים גדולים.

בטון גלוי ו/או אדריכלי

יש מקרים שבהם רוצים להשאיר את הבטון גלוי מסיבות כלכליות, תפעוליות או אדריכליות.
בבטון רגיל שעתידו להתכסות בטיח, גבס, או חיפוי אבן או אלומיניום, ספק הבטון לא שם דגש על ייצור בטון בגוון אחיד והוא יכול להשתנות בהתאם לסוג הצמנט או תוספים שיש בתוכו (כמו אפר פחם).
בנוסף לכך, בבטון רגיל יש פחות חשיבות למרקם חלק ומראה נקי באלמנט.
בבטון שמיועד לאלמנט גלוי ספק הבטון מנסה לשמור על אחידות הגוון של הבטון ומגדיל את כמות הדקים על מנת לאפשר מראה יותר יפה אחרי פירוק הטפסות.
גם, ניתן להוסיף לבטון פיגמנטים בצבעים שישתלבו עם צבעו האפור של הצמנט.
ניתן אפילו להחליף את הצמנט האפור בצמנט לבן ובשילוב עם פיגמנטים אפשר לייצר אותו בכמעט כל צבע העולה על הדעת.

1. הגדרה מפורטת של דרגת חשיפה

דרגת חשיפה בבטון מתייחסת למידת החשיפה של הבטון לתנאי סביבה שעלולים לגרום לו נזק. היא מגדירה את רמת ההגנה הנדרשת לבטון כדי לעמוד בתנאי הסביבה הספציפיים שבהם הוא נמצא.

משמעות המושג:

• מדד לאגרסיביות הסביבה כלפי הבטון
• קובע את הדרישות המינימליות לתערובת הבטון
• משפיע על עובי כיסוי הבטון על הזיון

השפעה על תכנון המבנה:

• קביעת סוג הצמנט המתאים
• הגדרת היחס מים-צמנט המקסימלי
• קביעת חוזק הבטון המינימלי הנדרש

2. פירוט נרחב על סוגי הסביבות

סביבה ימית:

• חשיפה לכלורידים מי הים
• סכנת קורוזיה מוגברת לפלדת הזיון
• דוגמא: מזחים, גשרים מעל הים, מבנים לחוף הים

סביבה תעשייתית:

• חשיפה לכימיקלים אגרסיביים
• סכנת התקפה כימית על הבטון
• דוגמא: מפעלי כימיקלים, מתקני טיהור שפכים

סביבה עירונית:

• חשיפה לזיהום אוויר ופחמן דו-חמצני
• סכנת קרבונציה של הבטון
• דוגמא: בנייני מגורים, משרדים במרכזי ערים

סביבה כפרית:

• חשיפה מופחתת לזיהומים
• סיכון נמוך יותר לנזקי בטון
• דוגמא: מבנים חקלאיים, בתים פרטיים באזורים כפריים

3. טבלה השוואתית

4. תקנים ורגולציות

תקנים ישראליים:

• ת”י 118: דרישות תפקוד ותכן של בטון
• ת”י 466: חוקת הבטון

תקנים בינלאומיים:

• EN 206: התקן האירופאי לבטון
• ACI 318: התקן האמריקאי לבטון מזוין

השפעה על תכנון ובנייה:

• הגדרת דרישות מינימום לכל דרגת חשיפה
• קביעת שיטות בדיקה ובקרת איכות
• הנחיות לתכנון ולביצוע של מבני בטון

5. שיטות הגנה על בטון

ציפויים:

• יתרונות: הגנה מפני חדירת מזהמים
• חסרונות: עלות גבוהה, צורך בחידוש תקופתי

תוספים לבטון:

• יתרונות: שיפור עמידות הבטון מבפנים
• חסרונות: השפעה על תכונות אחרות של הבטון

הגנה קתודית:

• יתרונות: הגנה יעילה מפני קורוזיה של הזיון
• חסרונות: מורכבות ביישום, עלות גבוהה

6. השפעות כלכליות

עלויות ישירות:

• בטון באיכות גבוהה יותר
• תוספים מיוחדים לבטון
• שיטות יישום מתקדמות

עלויות עקיפות:

• הארכת משך חיי המבנה
• הפחתת עלויות תחזוקה לטווח ארוך
• הגדלת ערך הנכס לאורך זמן

השוואת עלויות:

• בטון רגיל vs. בטון בעל דרגת חשיפה גבוהה
• עלות ראשונית vs. עלות מחזור חיים

7. חידושים טכנולוגיים

בטון עצמי-ריפוי:

• שימוש בחיידקים או פולימרים לסתימת סדקים
• יתרונות: הארכת חיי המבנה, הפחתת תחזוקה

ננו-טכנולוגיה בבטון:

• שימוש בחלקיקי ננו לשיפור צפיפות ועמידות
• יתרונות: חוזק גבוה יותר, עמידות משופרת בפני חדירת מזהמים

בטון ירוק:

• שימוש בחומרים ממוחזרים או תחליפי צמנט
• יתרונות: הפחתת פליטות CO2, שיפור קיימות

8. מקרי בוחן

גשר המפרץ, חיפה:

• אתגר: סביבה ימית אגרסיבית
• פתרון: שימוש בבטון בעל דרגת חשיפה גבוהה ותוספים מיוחדים

מגדלי עזריאלי, תל אביב:

• אתגר: סביבה עירונית וגובה רב
• פתרון: תכנון מדוקדק של תערובת הבטון והגנה מפני קרבונציה

9. השפעות סביבתיות

פליטות CO2:

• ייצור צמנט אחראי לכ-8% מפליטות CO2 עולמיות
• שימוש בבטון בעל דרגת חשיפה גבוהה עשוי להגדיל פליטות בטווח הקצר

פתרונות ירוקים:

• שימוש בתחליפי צמנט כמו אפר פחם או סיגים
• פיתוח בטון הסופח CO2 מהאוויר

10. תחזוקה לטווח ארוך

תוכנית תחזוקה:

• בדיקות תקופתיות לאיתור נזקים מוקדם
• טיפולים מונעים כמו איטום וצביעה

טיפים לשמירה על עמידות:

• ניקוי שוטף של המבנה
• תיקון מיידי של סדקים או פגמים
• הגנה מפני חדירת מים ולחות

11. שאלות נפוצות

1. מהי ההשפעה של דרגת חשיפה על עלות הבנייה? תשובה: דרגת חשיפה גבוהה יותר עשויה להגדיל את העלות הראשונית ב-10-20%, אך מפחיתה עלויות תחזוקה לטווח ארוך.
2. האם ניתן לשנות את דרגת החשיפה של מבנה קיים? תשובה: קשה לשנות את דרגת החשיפה של מבנה קיים, אך ניתן לשפר את ההגנה באמצעות ציפויים וטיפולים מיוחדים.
3. כיצד משפיעה דרגת החשיפה על זמן הבנייה? תשובה: דרגת חשיפה גבוהה עשויה להאריך מעט את זמן הבנייה עקב צורך בתערובות בטון מיוחדות ותהליכי אשפרה ארוכים יותר.