أربع نقاط رئيسية للتحكم في فرق درجة الحرارة في أعمال البناء بالخرسانة

1. حساب وتحليل فرق درجة الحرارة

في الوقت الراهن، لم يتمّ وضع نظام نظري متكامل وناضج لشرح تأثير انكماش الخرسانة المسلحة بفعل الحرارة، لا محلياً ولا دولياً، ولم تُستغلّ مزايا حسابات العناصر المحدودة استغلالاً كاملاً. يُمكن لمحاكاة العناصر المحدودة العددية إجراء تحليل دقيق لتأثيرات انكماش الخرسانة بفعل الحرارة، واستخلاص قواعد التوزيع وقيم محددة للإجهاد الحراري. ويمكن لخطط الوقاية والتحكم المُوجّهة لمختلف المناطق الإنشائية، والمُصاغة بناءً على نتائج التحليل، أن تُزيل بفعالية الآثار السلبية للانكماش الحراري على الهيكل، مما يُوفّر مراجع تقنية حيوية لتصميم المنشآت الخرسانية الضخمة والطويلة جداً.

إلى جانب تأثير الانكماش الحراري الذاتي للمنشآت، يجب أيضاً مراعاة فروق درجات الحرارة الإضافية الناتجة عن الوسائط المجاورة. وتشمل الوسائط المجاورة القوالب، والعناصر الإنشائية المجاورة، والتربة، والماء، والهواء، وغيرها من المواد التي تتلامس مباشرةً مع أسطح الخرسانة.

إن فرق درجة الحرارة بين الخرسانة والوسائط المجاورة هو في الأساس فجوة درجة الحرارة بين أقصى درجة حرارة داخلية للخرسانة ودرجة حرارة الوسائط الملامسة لسطحها، وهو ما يساوي أقصى فرق في درجة الحرارة بين لب الخرسانة وسطحها، حيث تظل درجة حرارة سطح الخرسانة متسقة مع درجة حرارة الوسائط الملامسة.

2. مراقبة والتحكم في فرق درجة الحرارة أثناء صب الخرسانة

عند صب الخرسانة الجاهزة بشكل مستمر باستخدام طريقة دفع الطبقة المائلة، يجب تنفيذ تدابير المراقبة التالية لتجنب المخاطر الناجمة عن اختلاف درجة الحرارة:

1. بالإضافة إلى تقرير نسبة خلط الخرسانة في الموقع ودرجة حرارة البيئة المحيطة بالبناء (9 ~ 20 درجة مئوية)، يتم اعتماد برنامج 3D-TFEP لمحاكاة وتحليل تغير درجة حرارة البلاطة الأساسية مع عمر الخرسانة أثناء فترات البناء والمعالجة، وذلك للتنبؤ بوقت ومواقع حدوث أقصى درجة حرارة للخرسانة وأقصى فرق في درجة الحرارة.
   

2. وفقًا لشروط المشروع، تم تثبيت 23 قضيبًا لقياس درجة الحرارة في كامل البلاطة الأساسية، مع توزيع 5 نقاط قياس عموديًا على امتداد سمك البلاطة لكل قضيب. بالإضافة إلى ذلك، تم وضع نقطتي قياس لدرجة حرارة الهواء المحيط، ونقطة قياس واحدة لدرجة حرارة ماء المعالجة، ونقطتي قياس لدرجة حرارة طبقة العزل الحراري، ليصبح المجموع 120 نقطة قياس رسمية وفقًا لمخطط التوزيع. كما تم تركيب 120 نقطة قياس احتياطية لمنع تلف أجهزة الاستشعار أثناء الإنشاء وضمان جمع بيانات دقيقة ومستمرة.
   

3. معدات قياس درجة الحرارة ومعالجة البيانات: أزواج حرارية من النحاس والكونستانتان، مسجل بيانات 7V08، معدات طباعة، موازين حرارة زجاجية قياسية، وفولتميترات رقمية DS-419 DC. جميع أجهزة القياس معتمدة من قبل هيئات القياس الرسمية، وما زالت ضمن فترة صلاحيتها.
   

4. تُغطى أجهزة قياس الحرارة المدمجة داخل الخرسانة بأكمام واقية لتجنب تلفها أثناء الصب وتسرب المياه الجوفية. تُربط هذه الأكمام بإحكام بأقفاص التسليح الفولاذية، وتُركب حلقات مانعة لتسرب المياه على فتحات الأكمام، ويُملأ الفراغ بمادة مانعة لتسرب المياه.
   

   
   

3. حماية المنتج النهائي من اختلاف درجات الحرارة

1. عندما يقل متوسط درجة الحرارة اليومية عن 5 درجات مئوية أو تنخفض درجة الحرارة الدنيا إلى ما دون -3 درجات مئوية، يجب اتباع إجراءات بناء شتوية خاصة. يُمنع رش مواد المعالجة على الأسطح الخرسانية إذا كانت درجة الحرارة المحيطة أقل من 5 درجات مئوية. بدلاً من ذلك، يمكن رش مركبات المعالجة على الأسطح مع اتخاذ تدابير مناسبة للعزل الحراري.
   

2. يجب الحفاظ على إجراءات العزل الحراري طوال فترة المعالجة لتجنب التغيرات الحادة في درجة حرارة أسطح الخرسانة الناتجة عن عوامل خارجية كالتعرض الشديد لأشعة الشمس والانخفاض المفاجئ في درجة الحرارة. خلال فترة المعالجة، يجب ألا يتجاوز فرق درجة الحرارة بين لب الخرسانة وسطحها، وكذلك بين سطح الخرسانة والبيئة المحيطة، 20 درجة مئوية. يجب وضع خطة معالجة خاصة قبل البدء في صب الخرسانة بكميات كبيرة للتحكم بدقة في فرق درجة الحرارة الداخلية والخارجية بما يتوافق مع متطلبات التصميم.
   

3. بعد إزالة القوالب الخشبية في فصل الشتاء والصيف الحار، إذا حدث تغير مفاجئ في درجة الحرارة، يجب وضع غطاء عازل حراري في المواسم الباردة واتخاذ تدابير العزل الحراري في الصيف للحد من إجهاد فرق درجة الحرارة المفرط ومنع التشقق.
   

   
   

4. التفاعل المتسلسل والتحكم في التشقق الناتج عن اختلاف درجة الحرارة

4.1 أعمال التسليح

تُستخدم قضبان التسليح المقاومة للحرارة كإجراءات إنشائية لمنع التشققات الناتجة عن التباين الشديد في درجات الحرارة. في مناطق البلاطات المصبوبة في الموقع ذات درجات الحرارة العالية وإجهادات الانكماش الشديدة، تُركّب قضبان فولاذية إنشائية ثنائية الاتجاه مقاومة للتشقق على أسطح البلاطات، بنسبة تسليح لا تقل عن 0.10% ومسافة بين القضبان لا تزيد عن 200 مم. يمكن تركيب قضبان التسليح المقاومة للتشقق بشكل متواصل باستخدام قضبان التسليح الأصلية، أو بشكل منفصل. تُركّب القضبان المضافة حديثًا مع القضبان الرئيسية الأصلية وفقًا لمعايير تسليح الشد، أو تُثبّت في الكمرات والأعمدة المحيطية. تُركّب قضبان التسليح المقاومة للحرارة عادةً على أسطح البلاطات بين عمودين أو أكثر.

4.2 أعمال القوالب الخشبية

1. يمكن استخدام قوالب ذات بطانات نفاذة إذا لزم غطاء خرساني عالي الجودة. يُنصح باستخدام قوالب عازلة حرارياً عندما يتجاوز فرق درجة الحرارة بين الخرسانة والبيئة المحيطة 20 درجة مئوية أثناء التصلب.
   

2. يجب تحديد وقت فك القوالب والدعامات والإطارات المقوسة بشكل شامل بناءً على الخصائص الهيكلية ومواقع القوالب وقوة الخرسانة الفعلية وفرق درجة الحرارة بين الخرسانة والبيئة المحيطة.