في العناصر الخرسانية الضخمة، مثل اللبشات السميكة والقواعد الكبيرة والجدران العريضة، يولّد تفاعل الإسمنت مع الماء كمية كبيرة من الحرارة لا تستطيع الخرسانة التخلص منها بسرعة. فترتفع حرارة قلب العنصر خلال الأيام الأولى بعد الصب، بينما يبرد سطحه بسرعة أكبر.
ما هي الخرسانة الكتلية؟
هي أي حجم من الخرسانة تكون أبعاده كبيرة بما يكفي لتتطلب إجراءات خاصة للتعامل مع حرارة الإماهة وما يصاحبها من تغير في الحجم. وكثيراً ما يُعامل العنصر كخرسانة كتلية إذا تجاوز أصغر أبعاده متراً تقريباً، والمرجع في ذلك مواصفات المشروع.
لماذا نراقب الحرارة؟
- الفرق بين حرارة القلب الساخن والسطح الأبرد يولّد إجهادات شد قد تسبب شروخاً حرارية.
- ارتفاع حرارة القلب أكثر من اللازم قد يضر بخواص الخرسانة على المدى البعيد.
- القراءات تحدد الوقت المناسب لإزالة العزل والشدات دون تعريض الخرسانة لصدمة حرارية.
وتضع كثير من المواصفات، مثل ACI 301، حداً أقصى لحرارة الخرسانة يبلغ نحو 70 درجة مئوية، وفرقاً لا يتجاوز نحو 19 درجة بين القلب والسطح، ما لم تنص مواصفات المشروع على حدود أخرى.
كيف تتم المراقبة؟
- تُثبَّت حساسات حرارة على حديد التسليح قبل الصب: في قلب العنصر، وقرب السطح العلوي، وعند الأطراف والقاع، إضافة إلى حساس لحرارة الجو.
- تُوصل الحساسات بكوابل إلى جهاز تسجيل بيانات (Data Logger) يُثبَّت على حامل خارج منطقة الصب ويُحمى من الشمس.
- يسجل الجهاز القراءات على فترات منتظمة ليلاً ونهاراً، وتُتابع باستمرار.
- تستمر المراقبة حتى تبلغ الحرارة ذروتها ثم تنخفض ويستقر الفرق بين القلب والسطح، وقد يستغرق ذلك من عدة أيام إلى أسبوعين أو أكثر بحسب سماكة العنصر.
وفي الصور فريقنا أثناء تجهيز نظام المراقبة فوق حديد تسليح أحد العناصر قبل الصب.
ماذا لو اقتربت القراءات من الحدود؟
تُتخذ إجراءات مثل زيادة العزل الحراري للسطح بالأغطية لتقليل الفرق بين القلب والسطح، وتأخير إزالة العزل والشدات. أما قبل الصب، فيساعد التخطيط الجيد على خفض الحرارة من البداية: اختيار إسمنت منخفض الحرارة أو استبدال جزء منه بالرماد المتطاير أو خبث الأفران، وتبريد مكونات الخلطة، والصب في الأوقات الأقل حرارة.
التقرير
نسلّم تقريراً يتضمن منحنيات الحرارة لكل حساس، والفرق بين القلب والسطح مع الزمن، ومقارنتهما بالحدود المطلوبة، مع التوصيات اللازمة.