חומרי בניה/אגרגטים

מתוך ויקיספר, אוסף ספרי הלימוד והמדריכים החופשי.

אגרגט הוא חומר חלקיקי, בגודל של 0.15 מ"מ עד מספר עשרות מילימטרים, שתכונתו העיקרית, כחומר בניה היא מילוי נפח. ככול שהאגרגטים תופסים נפח רב יותר במלט או בטון, נדרשת כמות קטנה יותר של צמנט, והמלט או הבטון כלכליים יותר. יתרון נוסף של מילוי נפח על-ידי אגרגטים הוא הפחתת שינויי הנפח בבטון עקב הצטמקות עצמית, זחילה ויבוש. האגרגטים משפיעים גם על תכונות המשקל המרחבי, חוזק, עמידות וקיים של הבטון.

תוכן עניינים 1 סוגי אגרגטים 1.1 מקור 1.2 גודל 1.2.1 שמות וכינויים 1.2.2 דרוג ואנליזת ניפוי 1.2.3 השפעה על תכונות הבטון 1.3 צורה 1.4 מצבי רטיבות 1.5 משקל 2 דרישות התקן מאגרגטים לבטון 3 בדיקות תקניות 3.1 תכולת אבק 3.2 לכלוכת אורגנית 3.3 ספיגות 3.4 צפיפות ממשית במצב רווי יבש פנים

[עריכה] סוגי אגרגטים

אגרגטים לבטון צריכים לעמוד בת"י מס' 3. האגרגטים צריכים להיות קשים, חזקים, בני קיימא, נקיים, ואינרטים, כלומר אינם מגיבים כימית בסביבת הבטון. ניתן לסווג את האגרגטים ע"פ מספר קטגוריות

[עריכה] מקור

אגרגטים יכולים להיות ממקור טבעי או מלאכותי.

אגרגטים טבעיים הם אגרגטים שנמצאים בטבע בצורה בה משתמשים בהם, כגון: צרורות נחל (חלוקי נחל), חול דיונות וכד', או אגרגטים מסלע גרוס (נפוצים יותר בארץ).

אגרגטים מלאכותיים הם מיחזור של תוצר לוואי, כמו שימוש באפר פחם במקום חול, או אגרגטים בעלי תכונות מיוחדות שיוצרו במיוחד לצורך תפקוד מסויים. אגרגטים כאלה הם לרוב אגרגטים קלים כגון חרסית תפוחה, או אפר פחם מסונטר.

[עריכה] גודל

את האגרגטים מסווגים ע"פ גודל האגרגט. את תכונות גודל האגרגט מוצאים ע"י אנליזת ניפוי. בבדיקה זו מנפים את האגרגטים על סט נפות, שגודל העינה (חור ברשת) שלהן הולך וקטן. הנתונים המופקים מאנליזת הניפוי מצומצמים לשני נתונים: אגרגט מירבי וספרת גרגר.

[עריכה] שמות וכינויים

כינויי האגרגטים

גרגר מירבי (מ"מ)	כינוי ע"פ ת"י 3	שם מקובל
25	25/19	אגוזית
19	19/14	פוליה
14	14/10	עדשית / עדש
9.5	10/5	שומשומית / שומשום
9.5	10/0.3	חול מודרג

אגרגט שגודל הגרגר המירבי שלו הוא עד 4.75 מ"מ נקרא אגרגט דק או חול. אגרגט שגודל הגרגר המירבי שלו עולה על 4.75 מ"מ נקרא אגרגט גס, והם נקראים בשמות ע"פ החלוקה המופיעה בטבלה.

ע"פ ת"י מס' 3, כינוי גודל האגרגט הוא על-פי נפה עליונה ונפה תחתונה. הנפה העליונה היא הנפה שעוברים אותה 90% מהאגרגטים או יותר. הנפה התחתונה היא הנפה שמעליה נותרו 90% מהאגרגטים או יותר. אגרגט שהכינוי שלו הוא שתי נפות סמוכות נקרא אגרגט חד-גרגרי, ואגרגט שהכינוי שלו הוא שתי נפות שאינן סמוכות נקרה אגרגט רב-גרגרי. לצורך כינוי האגרגט מעגלים את גודל הנפה למילימטרים שלמים. לדוגמה נפה בעלת עינה של 4.75 מ"מ תכונה 5.

בשטח לא נעשה שימוש בכינויי האגרגטים התקניים. שמות האגרגטים המקובלים מופיעים בטבלה.

[עריכה] דרוג ואנליזת ניפוי

אנליזת ניפוי היא שיטה לקביעת פילוג גודל האגרגטים. פילוג גודל האגרגטים נקרא דרוג אגרגטים. בתהליך הניפוי מעבירים את האגרגטים דרך נפות שגודל העינה שלהן הולך וקטן. מחלקים את משקל האגרגטים שנותר על כל נפה במשקל הכולל בבדיקה על-מנת לקבל את דרוג האגרגטים באחוזים. נהוג להציג את פלוג האגרגטים בצורה גרפית כאשר בציר האנכי מופיע השיור הסכומי, כלומר המשקל הכולל שנותר מעל לנפה (סכום המשקלים שעל כל הנפות הגדולות מהנפה ועוד המשקל שנותר על הנפה, באחוזים). השיור הסיכומי הגרף הוא אפס אחוזים בחלקו העליון ומאה אחוזים בחלקו התחתון (ראה ציור).

כדי להפחית את כמות הנתונים שנמצאת בדרוג האגרגטים, משתמשים בשני מספרים: גרגר מירבי וספרת גרגרים. גרגר מירבי הוא הנפה שעוברים אותה לפחות 85% מהאגרגטים ועל נפה מתחתיה נותרים יותר מ- 15% מהאגרגטים. ספרת גרגר היא הסכום של השיורים הסכומיים של הנפות התקניות בדרוג האגרגטים. ספרת הגרגר מהווה אינדיקציה למידת ה"גסות" של האגרגט.

מקובל להניח שקיים דרוג אגרגטים מיטבי. ניתן להתקרב לדרוג כזה ע"י יצירת תערובת של אגרגטים בעלי דרוג שונה. ניתן למצוא את התערובת האופטימלית על-ידי קומבינציה ליניארית של האגרגטים הזמינים השונים.

[עריכה] השפעה על תכונות הבטון

דרוג אגרגטים משפיע על עבידות הבטון. הגרגר המירבי צריך להיות קטן דיו על-מנת לאפשר לבטון לזרום ברווחים שבין מוטות הזיון והטפסות. אגרגטים דקים דרושים על-מנת לשמור על לכידות הבטון. ככול שהאגרגטים דקים יותר, שטח הפנים שלהם גדול. לכן, אגרגטים דקים מאוד ואבקות גורמים לצריכת מים מוגברת לצורך שמירה על הסומך בבטון ללא מוספים, אבל מונעים הפרשת מים. דרוג נכון של אגרגטים דרוש כדי למנוע סגרגציה של האגרגטים הדקים והגסים (הפרדה בין האגרגטים הגסים והדקים בבטון הטרי). אזור המגע בין העיסה הצמנטית לאגרגט הוא נקודת החולשה בבטון. הסדקים בבטון מתפתחים מאזורים אילו. בקצות הסדקים נוצר ריכוז מאמצים. המאמצים בקצה סדק יכולים להיות גבוהים בעשרות מונים על המאמץ הממוצע בבטון. ככול שהסדק ארוך יותר, ריכוז המאמצים משמעותי יותר. לכן שימוש באגרגטים גדולים יוצר בטון חלש יותר מבטון זהה בהרכבו, למעט גודל האגרגטים הגסים.

[עריכה] צורה

אגרגט יכול להיות עגלגל או זוויותי, מאורך, פחוס, קובי או כדורי. ככול שצורת האגרגט סוטה מהצורה הכדורית, האגרגט יצור בטון בעל תכונות זרימה נחותות יותר. אגרגטים פחוסים ומאורכים כולאים ביניהם חללים רבים וגורמים לעליה בכמות האויר הכלוא והקטנת חוזק הבטון.

[עריכה] מצבי רטיבות

ספיגות האגרגט נובעת מהחללים שבאגרגט. רטיבות האגרגט יכולה להיות מורכבת ממים שנמצאים בתוך האגרגט, ומרטיבות פנים (מים הנמצאים על-פני האגרגט). אגרגט יבש בתנור הוא אגרגט שאינו מכיל מים חופשיים בכלל. אגרגט רווי יבש פנים הוא אגרגט שכל החללים הפנימיים שלו רווים במים, ופני השטח שלו יבשים. אגרגט רווי רטוב פנים הוא אגרגט שכל החללים הפנימיים שלו רוויים ויש שכבה של מים חופשיים על פניו. אגרגט יבש באויר הוא אגרגט שמכיל כמות כל שהיא של מים בחללים הפנימיים שלו. אגרגט יבש באויר ואגרגט יבש בתנור יספגו מים כאשר יכניסו אותם לתערובת בטון, בעוד אגרגט רווי רטוב פנים מוסיף מים לתערובת.

נקודת היחוס הטבעית למדידת רטיבות האגרגט היא מצב יבש בתנור (כלומר ללא מים בכלל). אבל לצורך שימוש באגרגטים לבטון, משתמשים במצב האגרגט הרווי יבש פנים כאל מצב יחוס (מכיוון שבמצב זה האגרגט אינו מוסיף או גורע מים מהתערובת). הספיגות הכוללת של האגרגט היא ההפרש בין תכולת המים במצב היבש בתנור למצב הרווי יבש פנים. ספיגות האגרגט היא ההפרש בין מצב הרטיבות הנתון של האגרגט למצב הרווי יבש פנים. כאשר הרטיבות נמוכה מהרטיבות במצה הרווי יבש פנים, האגרגט סופג והרטיבות שלילית. כאשר האגרגט במצב רווי רטוב פנים הרטיבות חיובית.

[עריכה] משקל

משקל סגולי מרחבי של אגרגטים לבטון נמדד במצב רווי יבש פנים. כלומר, משקל האגרגט, כולל המים שיביכולתו לספוג, חלקי נפח האגרגט, כולל החללים הפנימיים שבו. המשקל הסגולי המרחבי של אגרגטים רגילים לבטון הוא בסביבות 2.6 עד 2.7 ק"ג לליטר. אגרגטים כבדים משמשים לבטון כבד המשמש לחסימת קרינה וליסודות במקרים מיוחדים. אגרגט כבד נפוץ הוא הבריט, בעל משקל סגולי מרחבי של כ- 4 ק"ג לליטר. אגרגטים קלים משמשים להכנת בטון קל. אגרגטים קלים נפוצים הם: חרסית תפוחה, פומיס וסקוריה.

[עריכה] דרישות התקן מאגרגטים לבטון

תכולת אבק מירבית באגרגטים לבטון (%)

אגרגט	סוג א'	סוג ב'
גס	1.5	2.0
דק	3.0	5.0

תקן ישראלי מס' 3 דורש שאגרגטים לשימוש בבטון יהיו קשים, חזקים, בני-קיימא, נקיים ושלא יהיה עליהם קרום של חרסית או כל ציפוי אחר. אסור שהאגרגטים יכילו חומרים הפוגעים בהתקשרות, חוזק או קיים הבטון, לרבות פגיעה בברזל הזיון או בהגנה עליו. האגרגטים צריכים להתאים ליצור בטון תקני ע"פ מבחן התוצאה (כלומר על הבטון לעמוד בתקן).

ת"י 3 דורש התאמה של עקום הדרוג של האגרגטים לתחומים, תכולה מירבית של אגרגטים פחוסים ומוארכים, שיעור גריסות מירבי, ספיגות מירבית, תכולת אבק מירבית ותכולת חרסית מירבית. בארץ, תכולת האבק שנוצר בתהליך הגריסה היא לעיתים הפרמטר הבעייתי בעמידה בתקן. אבק מוגדר כגרגרים שעוברים דרך נפה בעלת עינה בגודל 0.075 מ"מ (75 מיקרון).

[עריכה] בדיקות תקניות

מרבית הבדיקות התקניות לאגרגטים מפורטות בת"י 1865 חלק 2. בדיקת דרוג אגרגטים פורטה למעלה. מרבית הבדיקות נעשות ע"מ לבדוק עמידה בתקן. הצפיפות הממשית במצב רווי יבש פנים (נקראת גם משקל סגולי מרחבי) אינה מוגבלת ע"פ התקן, אך מהווה ערך שידיעתו הכרחית לצורך תכנון תערובת בטון.

[עריכה] תכולת אבק

[עריכה] לכלוכת אורגנית

[עריכה] ספיגות

[עריכה] צפיפות ממשית במצב רווי יבש פנים