ما هو نموذج وسجل ضبط درجات حرارة ومعالجة الخرسانة الكتلية؟
نموذج وسجل ضبط درجات حرارة ومعالجة الخرسانة الكتلية (Mass Concrete Thermal & Curing Compliance Log) هو وثيقة هندسية وفنية إلزامية لإدارة ضبط الجودة (QA/QC) في مشاريع التشييد والخرسانة الإنشائية، تهدف إلى رصد السلوك الحراري للصبات الخرسانية الضخمة (مثل اللبشات المسلحة ذات السماكات الكبيرة، القواعد المشتركة العميقة، وقواعد الجسور والجسور الصندوقية)، والتحقق من التزام المقاول بمتطلبات المعالجة المائية الميدانية وفقاً لمحددات كود معهد الخرسانة الأمريكي ACI 207.1R ودليل المعالجة ACI 308R وكود البناء السعودي SBC 304 واختبارات ASTM C1064.
تُعرّف الخرسانة الكتلية (Mass Concrete) كودياً بأنها أي صبة خرسانية ذات أبعاد هندسية كبيرة تؤدي حرارة إماهة الأسمنت الناتجة داخلها إلى نشوء إجهادات وتدرجات حرارية عالية تتطلب اتخاذ تدابير هندسية للسيطرة على التشققات والتصدعات الحرارية. يؤدي إهمال المراقبة الحرارية إلى تشققات شعرية وشروخ نافذة تقلل ديمومة الخرسانة وتسمح بنفاذ الكلوريدات والكبريتات إلى حديد التسليح.
القيود والحدود الكودية لدرجات حرارة الخرسانة الكتلية
تفرض الأكواد الهندسية العالمية والمحلية قيدين رئيسيين لا يجوز تجاوزهما بأي حال من الأحوال:
أقصى فارق حراري مسموح به بين قلب الصبة وسطحها الخارجي (Maximum Thermal Gradient - $\Delta T$): يجب ألا يتجاوز الفارق الحراري بين نقطة القلب الداخلي الأكثر سخونة (Core) وأقرب نقطة على السطح الخارجي (Surface) حاجز $20^\circ\text{C}$ (أو $19^\circ\text{C}$ وفق بعض المواصفات الصارمة). يؤدي تجاوز هذا الفارق إلى تعرض السطح الخارجي البارد لإجهادات شد ناتجة عن تمدد القلب الساخن، فإذا فاقت إجهادات الشد مقاومة الخرسانة المبكرة للشد تظهر الشروخ الحرارية (Thermal Cracking).
الحد الأقصى المطلق لدرجة الحرارة الداخلية القصوى ($T_{\max}$): يجب ألا تتجاوز أقصى درجة حرارة في قلب الخرسانة حاجز $70^\circ\text{C}$ (وفي بعض المواصفات $65^\circ\text{C}$)، وذلك لمنع حدوث التفاعل الكيميائي المدمر المعروف باسم تكوّن الإترنجايت المتأخر (Delayed Ettringite Formation - DEF)؛ وهو تفاعل تدميري يؤدي إلى تفتت الخرسانة وانتفاخها بعد التصلد بعدة سنوات.
توزيع حساسات الحرارة الميدانية (Thermocouple Locations)
لضمان دقة الرصد الميداني، يتم زرع كابلات الحساسات الحرارية (Thermocouples) قبل الصب وربطها بهيكل التسليح في ثلاثة مستويات رئيسية:
- حساس القلب الداخلي ($T_{\text{core}}$): يُثبت في المركز الهندسي الدقيق للصبة (أعمق نقطة حرارية تتجمع فيها حرارة الإماهة).
- حساس السطح ($T_{\text{surface}}$): يُثبت على عمق 50 ملم (5 سم) أسفل السطح العلوي أو الجانبي المعرض للهواء المحيط.
- حساس الجو الخارجي ($T_{\text{ambient}}$): يُثبت في مكان مظلل بجوار موقع الصب لقياس تقلبات الطقس والرياح.
اشتراطات المعالجة المائية وطرق الحماية (Curing Protocols)
- المعالجة بالخيش الرطب المشبع: تغطية كامل الأسطح بطبقتين من الخيش المشبع بالماء النظيف وترطيبه بصورة متصلة على مدار 24 ساعة.
- التغطية بطبقات البولي إيثيلين: استخدام أشرطة بلاستيكية سماكة لا تقل عن 200 إلى 250 ميكرون لمنع التبخر السريع.
- بطانيات العزل الحراري (Insulation Blankets): في الليالي الباردة أو عند وجود فارق حراري مرتفع، يتم تطبيق بطانيات عازلة فوق البلاستيك لتقليل فقدان الحرارة السريع من السطح الخارجي وضمان بقاء $\Delta T \le 20^\circ\text{C}$.
- مدة المعالجة الإلزامية: لا تقل فترة المعالجة الرطبة عن 7 أيام متواصلة للأسمنت البورتلاندي العادي، ولا تقل عن 14 يوماً للخلطات المحتوية على خبث الأفران (GGBS) أو الرماد المتطاير (Fly Ash).