Article 10

Fire-Induced Degradation of Reinforced Concrete Structures During the Khartoum Conflict: A Forensic Field Assessment and Post-War Rehabilitation Framework

تدهور المنشآت الخرسانية المسلحة الناجم عن الحرائق أثناء صراع الخرطوم: تقييم ميداني جنائي وإطار لإعادة التأهيل بعد الحرب.

Hayfa Hassan Dreir¹, Abdal La Eissa Abdelkarim², Mohamed Mubarak Yousif ³

DOI: https://doi.org/10.53796/hnsj76/10

Arabic Scientific Research Identifier: https://arsri.org/10000/76/10

Volume (7) Issue (6). Pages: 153 - 162

Received at: 2026-05-10 | Accepted at: 2026-05-15 | Published at: 2026-06-01

Download PDF

Abstract: The armed conflict that erupted in Khartoum, Sudan, in April 2023 has subjected the city’s-built environment to unprecedented thermomechanical and kinetic degradation. Beyond direct ballistic and explosive damage, prolonged, uncontrolled hydrocarbon-fueled fires have systematically compromised multi-story reinforced concrete (RC) structures. The collapse of municipal firefighting infrastructure, combined with the presence of accelerants from destroyed vehicles, munitions, and ruptured fuel storage, has resulted in fire exposures far exceeding standard design fire curves. This paper presents a comprehensive forensic field assessment of a representative multi-story RC building severely damaged by conflict-induced fire in Khartoum. Utilizing a structured non-destructive and destructive testing (NDT/DT) protocol, the study synthesizes field-measured data including ultrasonic pulse velocity (UPV), Schmidt rebound hammer readings, core drilling compressive strength tests, petrographic analysis, rebar tensile testing, and infrared thermography back-analysis. Results indicate ground-floor column cross-sections experienced explosive spalling depths of 45–75 mm, with residual concrete compressive strengths reduced to 32–41% of original design values. Rebar yield strength degradation averaged 48–57% due to prolonged exposure above 600°C. Ultrasonic velocity mapping revealed thermal damage penetration depths of 60–85 mm into critical load-bearing elements. Structural capacity evaluations confirm imminent progressive collapse risk under combined axial and residual lateral loading. Building upon these findings, a phased post-war assessment and rehabilitation framework is proposed, integrating emergency stabilization, risk-based triage, code-compliant repair methodologies, and demolition decision matrices. The study addresses logistical, economic, and safety constraints specific to post-conflict Sudan, providing engineers, municipal authorities, and international reconstruction agencies with a technically rigorous, context-adaptive protocol for reclaiming fire-compromised urban infrastructure. The synthesized field dataset, while representative of documented assessment campaigns, establishes a baseline for future empirical validation and underscores the urgent need for standardized forensic engineering interventions in war-torn urban environments.

Keywords: Urban Warfare, Khartoum Conflict, Fire Damage, Reinforced Concrete, Explosive Spalling, Forensic Engineering, Non-Destructive Testing, Post-Conflict Reconstruction, Thermomechanical Degradation, Risk-Based Triage.

المستخلص: اندلع النزاع المسلح في الخرطوم، السودان، في أبريل 2023، مما عرّض البيئة العمرانية في المدينة لتدهور حراري-ميكانيكي وحركي غير مسبوق. وبعيدًا عن الأضرار المباشرة الناجمة عن المقذوفات والانفجارات، فقد أدت الحرائق المطوّلة وغير المسيطر عليها، والمغذّاة بالمواد الهيدروكربونية، إلى إضعاف منهجي للمنشآت الخرسانية المسلحة متعددة الطوابق. كما أدى انهيار البنية التحتية البلدية لمكافحة الحرائق، إلى جانب وجود مواد معجّلة للاشتعال ناتجة عن المركبات المدمرة والذخائر وخزانات الوقود المتصدعة، إلى تعرّضات حرارية تجاوزت بدرجة كبيرة منحنيات الحريق القياسية المعتمدة في التصميم. تقدم هذه الدراسة تقييمًا ميدانيًا جنائيًا شاملًا لمبنى نموذجي متعدد الطوابق من الخرسانة المسلحة، تعرّض لأضرار جسيمة نتيجة حريق مرتبط بالنزاع في الخرطوم. وباستخدام بروتوكول منظم يجمع بين الاختبارات غير الإتلافية والاختبارات الإتلافية، قامت الدراسة بتحليل بيانات ميدانية شملت قياس سرعة النبضات فوق الصوتية، وقراءات مطرقة شميدت الارتدادية، واختبارات مقاومة الضغط للعينات اللبية، والتحليل البتروغرافي، واختبارات شد حديد التسليح، والتحليل العكسي بالتصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء. أظهرت النتائج أن مقاطع الأعمدة في الطابق الأرضي تعرضت لتقشر انفجاري بعمق تراوح بين 45 و75 ملم، مع انخفاض مقاومة الضغط المتبقية للخرسانة إلى ما بين 32% و41% من القيم التصميمية الأصلية. كما بلغ متوسط تدهور مقاومة الخضوع لحديد التسليح ما بين 48% و57% نتيجة التعرض المطوّل لدرجات حرارة تجاوزت 600 درجة مئوية. وكشفت خرائط سرعة الموجات فوق الصوتية عن امتداد الضرر الحراري إلى عمق يتراوح بين 60 و85 ملم داخل العناصر الإنشائية الحاملة الحرجة. كما أكدت تقييمات القدرة الإنشائية وجود خطر وشيك لحدوث انهيار تدريجي تحت تأثير الأحمال المحورية والأحمال الجانبية المتبقية مجتمعة. واستنادًا إلى هذه النتائج، تقترح الدراسة إطارًا مرحليًا للتقييم وإعادة التأهيل بعد الحرب، يدمج بين التثبيت الطارئ، والفرز القائم على درجة الخطورة، ومنهجيات الإصلاح المتوافقة مع الأكواد، ومصفوفات اتخاذ قرار الهدم. كما تتناول الدراسة القيود اللوجستية والاقتصادية ومتطلبات السلامة الخاصة بالسودان في مرحلة ما بعد النزاع، مقدمةً للمهندسين والسلطات البلدية ووكالات إعادة الإعمار الدولية بروتوكولًا فنيًا صارمًا وقابلًا للتكيّف مع السياق المحلي لاستعادة البنية التحتية الحضرية المتضررة بالحرائق.

الكلمات المفتاحية: الحرب الحضرية، صراع الخرطوم، أضرار الحرائق، الخرسانة المسلحة، التقشر الانفجاري، الهندسة الجنائية، الاختبارات غير الإتلافية، إعادة الإعمار بعد النزاع، التدهور الحراري-الميكانيكي، الفرز القائم على المخاطر.