מאת: מערכת האתר

מאמרים חומרי איטום, חומרי אטימה והדבקה

חומרי איטום והדבקה – סיליקון, פוליאוריטן, אקרילי, פולימר MS

תקציר ממאמרו של מהנדס כריס סטרוגיליס- יוון.
הסבר על סוגי חומרי איטום והדבקה (מסטיקים) ורקע על התפתחות שוק חומרי האטימה בעולם.

התקציר שלהלן סוקר תכונות בולטות של חומרי איטום והדבקה נפוצים בענף הבנין. 

תחום חומרי האטימה וההדבקה הנו תחום עתיר ידע אשר משלב בתוכו את מדעי הכימיה, המכניקה, הנדסת הבנין , הפיסיקה ועוד. תקציר זה שופך מעט אור על ההבדלים בין חומרי האיטום השונים ועל ההתקדמות שחלה בפיתוחם במרוצת השנים.  

חומרי האטימה וההדבקה המתוארים בתקציר זה הנן משחות דביקות המכונות לעיתים בשם "מסטיק" והמשמשות לאטימת מישקים (תפרים) או להדבקת חיבורים שונים בבנין. רוב החומרים המוזכרים משווקים לציבור בשפופרות (כגון שפופרות סיליקון). בעוד שלאנשי מקצוע משווקים חלק מהחומרים בשרוולים בעלי קיבולת גדולה יותר אשר מיועדים לישום באמצעות אקדחי הזרקה מקצועיים. 

מטבע הדברים, לא ניתן לתאר את תכונותיהם של חומרי אטימה מבלי להשתמש ולו במעט, במונחים השייכים לעולם הכימיה. לבאור מונחים בסיסיים בנושא ניתן לגשת אל מילון מונחי איטום באתר זה. לנוחיותך – מסומנות במאמר בצבע כחול אותן מילים אשר להן ניתן למצוא הגדרות במילון המונחים.  

                                                     ============

חומרי האטימה המוזכרים להלן משתייכים למשפחת חומרי ההדבקה וחלקם מיועדים הן לאיטום והן להדבקת אלמנטים שונים בבנין.

באופן כללי, חומרי הדבקה מתאפיינים בכך שהנם יותר קשיחים - בעוד שחומרי האיטום מתאפיינים בתכונות גמישות / אלסטיות המאפשרות להם לגשר על פני מירווחים וחיבורים בבנין, תוך שמירה על כושר ההידבקות שלהם אל התשתיות שבינהן הם מגשרים. עם סיום תהליך הייבוש של החומרים נוצרת מסה גמישה אשר מגשרת בין התשתיות ומסוגלת לעמוד בפני תזוזות תרמיות ותזוזות מבניות, מונעת מעבר רטיבות, לחות ועוד.

לחומרי האטימה השונים המגינים על המבנה ישנו תיפקוד גם מבחינת בידוד תרמי ואקוסטי, הגנה מפני חדירת אבק, מניעת מעבר אש ועשן - ועוד. 

על מנת למלא את תפקידם כיאות על חומרי איטום אלו להיות בעלי התכונות הבאות :

1. כושר הידבקות חזק אל התשתית. (לעיתים בעזרת חומרי יסוד - פריימרים). 

2. כושר אלסטיות מספק, על מנת שיוכלו להמתח ולהתכווץ בנוחיות בהתאם לתזוזתהתשתית ומבלי להינזק.

תנאי הכרחי הוא שהחומרים ישמרו על תכונות אלו למשך זמן רב ככל האפשר. יש גם לזכור כי החלפת חומרי איטום ישנים והוצאתם מהתשתית הינה מלאכה יקרה וקשה לבצוע.

באופן עקרוני, החומרים מיועדים לשם -

1. גישור על פני מירווחים / תפרים.
2. יצירת מחסום אטום. 

להלן מספר דוגמאות ליישומים טיפוסיים בענף הבנין : 

• איטום תפרי התפשטות ביציקות בטון.
• איטום תפרי בקרה / ריסון ברצפות בטון יצוקות.
• אטימת חיבורים סביב משקופי חלונות, בינם לבין המבנה.
• הדבקת ואטימת חיבורים בין פנלים מסוגים שונים.
• אטימת מרווחים סביב אלמנטים חודרים.
• איטום ו/או הדבקת חיבורים בין לוחות קירוי של גגות ולוחות טרומיים - קירות.
• איטום סביב חיבורי אמבטיות, מקלחונים, כיורים.
• הדבקת ואיטום חיבורים בקירות מסך, לוחות זיגוג.
• איטום תפרים במאגרי מים ובריכות- הנתונים תחת לחץ הידרוסטטי מתמיד.
• אטימה הרמטית של חיבורים במעבדות ובמפעלים כימיים – בהן נחוצה עמידות מפני תקיפת כימיקלים.
• ועוד...

סוגים עיקריים של חומרי איטום והדבקה בענף הבנין

מסטיקים אקריליים

סיליקונים

מסטיקים מסוג פוליסולפיד

מסטיקים פוליאוריטנים

MS פולימר 

מסטיקים אקרילים 

חומרים אקריליים נמצאים בשימוש שכיח ביותר באירופה וארה"ב והנם מסוגלים לעמוד בתזוזות בתחום של ה 10 עד 15 אחוזים. חומרים אלו מסווגים כחומרים פלסטומרים. 

מספר יצרנים אף השיגו כושר גמישות MAF (movement accommodation factor) של כ 25 אחוז וחומרים מסוג זה ניתנים כנראה לסיווג כ-אלסטומרים, יותר מאשר כפלסטומרים. 

באופן כללי, חומרי איטום אקרילים מציגים כושר הידבקות גבוה אל מירב תשתיות המבנה, כאשר על גבי תשתיות פורוזיביות (בטון, טיח וכדומה) החומר עצמו, מדולל עם מים, יכול לשמש כפריימר (שכבת יסוד). 

לחומרים האקריליים יכולת עמידות גבוהה למדי מפני קרינת UV, אך עמידות ירודה יחסית בפני לחות ורטיבות מתמדת. לפיכך מועדפים חומרי האטימה האקריליים לשימוש בפנים המבנה ובכל מקרה אינם מומלצים לשימוש במקומות בהם קיימת היקוות מים רבה. 

משחות ומסטיקים אקריליים נוטים להתכווץ בכ 15 אחוז , כחלק מתהליך הייבוש שלהם, מה שמצריך לעיתים תכופות בצוע של שכבות מילוי נוספות להשלמת האיטום עד למפלס המתבקש. 

יתרונם : 

החומרים מאוד נוחים לשימוש, אינם רעילים / ידידותיים לסביבה ולמשתמש, ניתנים לצביעה, מסופקים במבחר גוונים עצום ומחירם - זול במיוחד. 

שימושים שכיחים: 

בשימוש פנימי – איטום בין מחיצות / פנלים.

איטום סדקים בשכבות טיח פנימיות

גישור חיבורים ו/או תיקוני סדקים בקירות גבס,

איטום חיבורים שונים , תפרים בין וסביב חלונות, משקופים, מסגרות. 

הוספת חומר מסוג silane ע"י יצרני התרכובות האקריליות משפר את תכונתם של החומרים ואת היצמדותם למשטחים פורוזיביים (בטון / טיח / אבן וכדומה).

סיליקון , סיליקונים

 סיליקונים הנם חומרי האטימה המוכרים והנפוצים ביותר ברחבי העולם. קיימים סוגים רבים של חומרים סיליקונים וטווח היישום שלהם פשוט עצום. 

באופן כללי , סיליקונים מציגים את התכונות הבאות – 

עמידות גבוהה במים ורטיבות.

עמידות מעולה תחת טמפרטורות קיצוניות , הן בחום והן בקור.

גמישות הנשמרת לאורך שנים רבות.

כושר גמישות גבוה יותר מחומרים אחרים, המגיעה אף לכדי MAF 50. 

מחירם הנמוך, ביחס לשאר החומרים, ואפשרויות הבחירה בין מגוון רחב של מוצרים לשם ישומים שונים ומגוונים, הפכו את הסיליקונים לחומרים הפופולרים והנפוצים ביותר בשווקי העולם. 

מבחר סוגי הסיליקונים הנו עצום – 

* סיליקון חד-קומפוננטי ודו קומפוננטי. (האחרון מקובל יותר לשימוש בענף הזיגוג).

* סיליקונים בעלי מודול אלסטיות משתנים.

* סיליקון אצטי (מדיף ריח של חומצה אצטית בתהליך ההיתפלמרות של החומר).

* סיליקונים אוקסימים (סוג של תרכובת אורגנית) וסיליקונים אלקוקסידים (תרכובת

  אלכוהול, העדיפה על הקודם מהבחינה הבריאותית).

* סיליקונים להדבקה המיושמים בלחץ ( PSA- Pressure Sensitive Adhesives) ואשר נותרים

  "טריים" למשך כל חייהם.

* סיליקונים "תרמוסטיים" (מיושמים בחום).

* סיליקונים העמידים בטמפרטורות גבוהות במיוחד והמשמשים כאטמים בתעשיית המכונות

  (עמידים עד טווח טמפרטורה של 270 – 300 מעלות צלסיוס).

* סיליקון עמיד בעובש עבור איטום מקלחות, חדרים רטובים, מטבחים.

* סיליקונים מיוחדים לאקווריומים, בעלי כושר הדבקה חזק ואשר אינם רעילים לדגה.

* סיליקונים מיוחדים אשר אינם מכתימים אבן או שיש.

* סיליקונים במבחר עצום של גוונים, על פי העדפות עיצוביות שונות.

* סיליקונים מיוחדים אחרים הניתנים לצביעה והניחנים בכושר איטום מצויין. 

רוב סוגי הסיליקונים אינם ניתנים לצביעה כלל, וזהו חסרון בולט.

חומרי איטום והדבקה על בסיס פוליסולפיד 

חומרים פוליסולפידים פותחו לראשונה כבר בשלהי 1960, ע"י חברת Thiokol (ארה"ב) ונחשבים לחומרי האיטום האלסטומרים הראשונים בשוק.

אלסטומרים פוליסולפידים נצמדים היטב למרבית חומרי הבניה. בשימוש תחת מאמצי מתיחה או על גבי תשתיות פורוזיביות , כגון תפרי התפשטות בבטון, יש להשתמש בחומרי יסוד (פריימרים) על מנת לוודא היצמדות חזקה של החומר אל דפנות התפרים. ישום תת מימי מחייב אף הוא שימוש בפריימר יעודי.

החומרים הפוליסולפידים אינם מתאימים לשימוש על גבי מוצרי פלסטיק שונים כגון PVC, פוליקרבונט, פלקסיגלס, ABS. 

חומרים פוליסולפידים ניחנים בעמידות מצויינת תחת שהייה רציפה ומתמדת במים , הנם עמידים מפני קרינת UV ותחת תנאי אקלים קשים. 

טווח הגמישות של החומרים MAF) ) נע סביב ה 20 – 25 אחוזים. קצב הייבוש איטי יחסית ודרגת הקשיות של החומר נעה בטווח ה 25 ל 50 ((Shore Hardness.  

תרכובות מיוחדות של פוליסולפיד אשר משולבות עם אפוקסי הנן בעלות תכונות משופרות. בנוסף לכושר האחיזה החזק אל התשתיות ותכונות גמישות טובות, לחומרים מסוג זה עמידות חריגה בתנאים קשים , במיוחד כנגד תקיפת כימיקלים ודלקים. 

שימושים: 

איטומים בתחנות דלק, שדות תעופה.

איטום ובידוד סביב חלונות ופתחים.

איטומים בענף הזיגוג - החומר מונע מעבר אדי לחות באופן מוחלט.

תפרי התפשטות בבנין, מבנים טרומיים.

חיבורים סביב מסגרות ואלמנטים מסוגים שונים.

איטומים פנימיים וחיצוניים, גם תחת תקיפת כימיקלים אגרסיביים. 

החומרים הפוליסולפידים החלו מאבדים בעשור האחרון את מקומם לטובת החומרים הפוליאוריטנים. 

חומרי איטום / מסטיקים - פוליאוריטנים

 חומרי אטימה פוליאוריטנים משווקים כחומר חד רכיבי או דו-רכיבי. 

השימוש הנפוץ ביותר הנו בחומרים הפוליאוריטנים החד-רכיבים אשר משווקים בשפופרות או שרוולים. החומרים החד רכיביים נוחים מאוד ליישום ויעילים למספר עצום של מטרות.  

יישומים – 

איטום תפרי התפשטות ברצפות- עמידות גבוהה בשחיקה.

תפרי התפשטות בחזיתות מבנים, קירות חיצוניים.

איטום סדקים וחיבורים בקירות בטון / טיח / גבס ועוד.

לאטימה סביב מסגרות , חלונות, פתחים.

להדבקה חזקה וחיבור בין לוחות העשויים ממגוון עצום של חומרים.

להדבקה ואטימה בתעשיות הרכב והספנות.

תכונות - 

כושר התארכות לתחום של עד 500- 600 אחוזים.

משווקים במבחר רחב של מודול אלסטיות המאפשר שימושים למגוון רחב מאוד של מטרות.

התאוששות אלסטית (Elastic Recovery) בתחום של מעל ל 95 אחוזים.

אחיזה חזקה אל סוגים רבים של תשתיות תוך שימוש בפריימרים יעודיים לתשתיות פורוזיביות וישומים מיוחדים אחרים.

התכווצות נמוכה מאוד בעת תהליך הייבוש.

עמידות מצויינת ולאורך זמן רב ( כ 20-25 שנה) מפני פגעי מזג האויר והתיישנות.

כושר גמישות (MAF) של 25 אחוזים ואף הרבה למעלה מכך - במוצרים החדשניים.

עמידות גבוהה מפני שחיקה (בשימוש ברצפות מתועשות).

ניתנים ליישום כחומר משחתי סמיך או כחומר נוזלי –בשפיכה.

מסופקים במבחר דרגות קשיות (Shore Hardness).

ניתנים לעיבוד באמצעות חיתוך או שיוף, לאחר התקשותם.

ניתנים לצביעה.

מסטיקים פוליאוריטנים מתקשים בקצב של כ 2 מ"מ ביום. תחילה מתייבש הקרום העליון של החומר בתהליך המגע עם הלחות שבאויר. לאחר מכן ממשיך תהליך הייבוש באמצעות פולימריזציה – עד לכל עומקו / עוביו של החומר. 

החומרים הפוליאורטנים מובילים כיום את שוק חומרי האטימה בכל ענפי הבניה. בשנים האחרונות הם החלו להידחק ע"י החומרים על בסיס MS פולימר, ותהליך זה עתיד כנראה להחריף במהלך השנים הבאות.

חומרי אטימה מסוג פולימר MS  

פולימר MS הינה הטכנולוגיה החדשנית ביותר בתחום החומרים האלסטומרים המשמשים הן לאטימה והן להדבקה.

טכנולוגיה זו פותחה לראשונה ע"י תאגיד Kaneka היפני. החומרים מיוצרים כיום ברחבי אירופה וארה"ב ומאיימים במיוחד על נתחי השוק אשר היו נחלתם הבלעדית של חומרי האטימה הפוליאוריטנים.

בנוסף לתכונות המקבילות לתכונותיהם של החומרים הפוליאוריטנים, לחומרים מסוג MS פולימר תכונות נוספות משופרות. 

תכונתם הבולטת היא כושר ההידבקות המעולה שלהם אל מספר גדול יותר של סוגי תשתיות. חומרי MS פולימר הוכיחו עצמם במקומות בהם חומרים אחרים כשלו בהידבקות וניתן ליישם אותם על מגוון רחב ביותר של חומרים, לרוב ללא חומר יסוד (פריימר). הסיבה הטכנית לכך היא שמשום הרכבם הכימי ניתן היה להוסיף לתרכובות מוספי הדבקה אשר לא ניתן היה להוסיפם לתרכובות אחרות (פוליאוריטניות).  

תכונה בולטת נוספת היא בכך שחומרי MS פולימר אינם מכילים חומרים רעילים ואינם מדיפים ריח בעת הייבוש, בעודם טריים. (אינם מכילים חומר מסוג Isocanates). 

תכונות נוספות: 

• כושר עמידות ארוך יותר מפני הזדקנות / התיישנות.
• ייבוש מהיר יותר (קצב ייבוש של כ 4-5 מ"מ עובי חומר, לאחר 24 שעות).
• ניתנים לצביעה (לרוב בצבעים על בסיס מים).
• התכווצות נמוכה ביותר בעת תהליך הייבוש.
• אינם גורמים להכתמה של שיש או אבן טבעית (אינם "מדממים" לתוך האבן / השייש).
• ניתנים לעיבוד בקלות ובנוחות בעודם טריים, גם בעבודה תחת טמפרטורות נמוכות. 

================ 

תודתנו למהנדס Chris Strogilis על הסכם שיתוף הפעולה בין אתרי האינטרנט ועל הרשות לתרגם ולערוך תכנים פרי עטו המוצגים באתר Maconwaterproofing, יוון. 

מקורות נוספים – חברת Kaneka   טקסס.

תורגם ונערך ע"י גבי פייר , איטומן - מומחי איטום ושיקום מבנים. ניתן להפנות שאלות בנושא באמצעות הפורום שבאתר איטומן. 

ראה באתר זה סקירות נוספות של חומרי איטום ומאמרים. 

איטום –

מדריך איטום ישראלי