طرق مكافحة التشققات في السدود الخرسانية

ما هي أسباب التشققات في السدود الخرسانية؟

يجب أن تكون السدود المصنوعة من الخرسانة قادرة على تحمل كميات هائلة من الضغط الناتج عن حجم المياه التي تحتويها، كما يحتاجون أيضًا إلى التعامل مع التغيرات في درجات الحرارة الساخنة على السطح الخارجي وباردة على السطح الداخلي تحت الماء. هذان العاملان، الضغط ودرجة الحرارة، هما السببان الرئيسيان للشقوق في الخرسانة.

قد تتطوّر التشققات داخلياً أو خارجياً على السد، تُشكّل الشقوق الخارجية خطراً على السدود الخرسانية أكثر من الشقوق الداخلية. فهي تسمح للماء باختراق الخرسانة ويمكن أن تنتشر بسهولة أكبر عبر سطح السد، ممّا يُضعفها مع انتشار الشقوق الخارجية. لحسن الحظ، هناك طرق لمنع تشقق السدود الخرسانية.

في السدود الخرسانية، تتشكّل الشقوق بشكل رئيسي بسبب انكماش الخرسانة بسبب التغيرات في درجات الحرارة، قد تتطوّر هذه التشققات داخليًا في جسم السد أو خارجيًا على سطح السد. تشققات السطح أخطر من التشققات الداخلية، تم شرح الطرق المختلفة للتحكّم في التشقق في السدود الخرسانية في هذه المقالة.

ما هي طرق التحكم في التشقق في السدود الخرسانية؟

فيما يلي طرق التحكم أو التقليل من حدوث التشققات في السدود الخرسانية.

  • باستخدام أسمنت منخفض الحرارة.
  • عن طريق التبريد المُسبق للخرسانة.
  • عن طريق التبريد اللاحق للخرسانة.
  • بتقليل نسبة الأسمنت.
  • من خلال توفير وصلات الانكماش.
  • الفاصل الزمني بين المصاعد الخرسانية.
  • عن طريق تحديد ارتفاع المصعد الخرساني.

1- استخدام الأسمنت منخفض الحرارة:

في الهياكل الخرسانية الجماعية مثل السدود، تتبدّد الحرارة التي تطوّرت أثناء عملية الترطيب ببطء شديد، سيؤدي ذلك إلى زيادة درجة الحرارة داخل كتلة الخرسانة وسيحدث تشققات حرارية. لمنع حدوث ذلك، كما يجب استخدام الأسمنت منخفض الحرارة بدلاً من الأسمنت البورتلاندي العادي.

من المعروف أن سليكات ثلاثي الكالسيوم و ثلاثي ألمونيات الكالسيوم في الأسمنت البورتلاندي مسؤولان عن توليد الحرارة أثناء الترطيب. ويتكون الأسمنت منخفض الحرارة من كمية عالية من سليكات ثلاثي الكالسيوم وكمية أقل من ثلاثي ألمونيات الكالسيوم. نتيجة لذلك، يكون معدل إنتاج الحرارة، وكذلك معدل التصلّب بطيئًا في هذه الحالة. وبالتالي، يتم التحكّم في درجة الحرارة داخل كتلة الخرسانة ويمكن منع التشقق.

2- طريقة التبريد المسبق للخرسانة:

يمكن منع التكسير عن طريق التبريد المُسبق لمكونات الخرسانة مثل الركام الناعم والركام الخشن، يتم ذلك عن طريق نفخ الهواء في الركام أو غسلها بالماء المبرد. ويمكن أيضًا تبريد الخرسانة مُسبقًا باستخدام الماء البارد في صنعها. سيوازن ذلك الحرارة المتولّدة أثناء عملية الترطيب ويمنع التشقق الحراري.

3- طريقة التبريد اللاحق للخرسانة:

يتم التبريد اللاحق للخرسانة عن طريق تمرير الماء البارد عبر أنابيب مدمجة في الخرسانة. للتبريد اللاحق، يتم وضع الأنابيب الرفيعة بطول 250 م وقطرها الخارجي 25 مم في الخرسانة بعد صب كل مصعد. ويتم توصيل جميع الأنابيب معًا عن طريق اقتران التمدد. حيث تتباعد هذه الأنابيب من 0.5 متر إلى 2.0 متر أفقيًا.

بعد الانتهاء من صب الخرسانة لكتلة واحدة من السد، يتم تمرير الماء البارد على الفور عبر هذه الأنابيب بسرعة 0.6 م/ث ويستمر حتى تنخفض درجة حرارة الخرسانة الجماعية إلى درجة الحرارة المحلية. للتحقق من درجة الحرارة، يتم تثبيت موازين الحرارة المقاومة للكتلة الخرسانية.

4- طريقة تخفيض نسبة الاسمنت:

سيكون مُحتوى الأسمنت الأعلى هو الأعلى توليد الحرارة أثناء الترطيب، معدّل تفكك الحرارة بطيء جدًا في الجزء الداخلي من السد مقارنةً بالجزء الخارجي. وبالتالي، تقليل مُحتوى الأسمنت المستخدم في بناء الجزء الداخلي من السد. بشكل عام، إذا تم استخدام كمية مُعينة من الأسمنت للجزء الخارجي من السد، فإنّه يجب تقليل 20% من مُحتوى الأسمنت المستخدم في بناء الجزء الخارجي والداخلي بحيث تبقى الكمية بمقدار 80% من الكمية المعينة الموضوعة ويُفضل للجزء الداخلي من السد.

5- طريقة توفير وصلات انكماش:

يتم عمل فواصل الانكماش في السدود الخرسانية لمنع التشققات الناتجة عن انكماش الخرسانة بسبب التغيرات في درجات الحرارة. إذا تم توفير مفاصل الانكماش موازية لمحور السد، فإنّها تُسمّى مفاصل طولية وإذا قدمت بشكل طبيعي لمحور السد، تُسمّى المفاصل المستعرضة.

تكون الوصلات المستعرضة متصلة ومتباعدة على مسافة 15 مترًا أو ارتفاع السد أيّ أيهما أقل. المفاصل الطولية غير متواصلة ويتم توفيرها بين المفاصل العرضية، قد يصل تباعد المفاصل الطولية إلى 15 م، كل من هذه المفاصل تقسم السد إلى عدد من الكتل.

6- طريقة الفاصل الزمني بين مصاعد الخرسانة:

في الهياكل الخرسانية الجماعية مثل السدود، يتم صب مصاعد الخرسانة المحكمة ويجب أن يكون هناك فترة زمنية جيدة بين المصاعد المتتالية لمنع التشقق بسبب الانكماش. ينصح بفترة زمنية من 3 إلى 4 أيام بين المصاعد المتتالية.

7- طريقة تحديد ارتفاع المصعد الخرساني:

يجب ألا يزيد ارتفاع المصعد الخرساني عن 1.5 متر لمنع التشقق في الهياكل الخرسانية الجماعية.

شاهد أيضاً

سدود الطاقة الكهرومائية

بشكل عام لقد استغل البشر طاقة الماء لآلاف السنين، حيث تم استخدام الطاقة الكامنة للمياه …