معالجة متسارعة

المعالجة المتسارعة هي أي طريقة تُحقق من خلالها قوة عالية في الخرسانة في المراحل المبكرة . تُعد هذه التقنيات مفيدة بشكل خاص في صناعة الإنشاءات الجاهزة ، حيث تُمكّن القوة العالية في المراحل المبكرة من إزالة القوالب خلال 24 ساعة، مما يُقلل من زمن دورة الإنتاج، وبالتالي يُحقق وفورات في التكاليف. ^{[ 1 ]} من أكثر تقنيات المعالجة شيوعًا: المعالجة بالبخار عند الضغط الجوي، والمعالجة بالماء الدافئ، والمعالجة بالماء المغلي، والتعقيم بالبخار المضغوط (الأوتوكلاف) .

تتضمن دورة المعالجة النموذجية مرحلة تسخين مسبق، تُعرف باسم "فترة التأخير"، تتراوح مدتها من ساعتين إلى خمس ساعات؛ ثم التسخين بمعدل 22  درجة مئوية/ساعة أو 44  درجة مئوية/ساعة حتى الوصول إلى درجة حرارة قصوى تتراوح بين 50 و82  درجة مئوية؛ ثم الحفاظ على درجة الحرارة القصوى، وأخيرًا فترة التبريد. يُفضل ألا تتجاوز مدة الدورة بأكملها 18 ساعة. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

عند درجات الحرارة المرتفعة، تتسارع عملية التميؤ ، ويتسارع معها تكوين بلورات سيليكات الكالسيوم المائية . كما يتسارع تكوين الهلام والغرواني ، ويزداد معدل انتشار الهلام. مع ذلك، فإن سرعة التفاعل هذه لا تترك وقتًا كافيًا لمنتجات التميؤ للترتيب بشكل مناسب، وبالتالي تكون مقاومة الخرسانة في المراحل اللاحقة، أو مقاومتها النهائية للضغط، أقل مقارنةً بالخرسانة المعالجة بالطريقة التقليدية. يُعرف هذا التأثير بتأثير التداخل. ^{[ 4 ]}

وقد تبين أن درجة الحرارة المثلى تتراوح بين 65 و70  درجة مئوية، وبعد تجاوزها، تكون الخسائر في قوة التحمل مع مرور الوقت أعلى بكثير. ^{[ 3 ]}

تتضمن تقنيات المعالجة المعجلة عادةً درجات حرارة عالية، مما قد يُسبب إجهادات حرارية في الخرسانة. علاوة على ذلك، يبدأ الماء الموجود في المسامات بممارسة ضغط عند درجات الحرارة المرتفعة. ويؤدي التأثير المُجتمع لضغط المسامات والإجهادات الحرارية إلى إجهاد شد داخل الخرسانة. إذا بدأت عملية المعالجة المعجلة فور صب الخرسانة، فلن تتمكن الخرسانة من تحمل إجهادات الشد، إذ تحتاج إلى وقت لاكتساب بعض القوة. إضافةً إلى ذلك، قد تؤدي هذه الشقوق الدقيقة المتكونة إلى تأخر تكوّن الإترينجيت ، الذي يتكون من تحول أحادي الكبريتات غير المستقر. يُسبب تأخر تكوّن الإترينجيت تمددًا في الخرسانة، مما يُضعفها. ويُعزز تكوّن الشقوق تأخر تكوّن الإترينجيت، مما يُسهل دخول الماء. لذلك، يُترك وقت انتظار قبل بدء عملية المعالجة للسماح للخرسانة باكتساب حد أدنى من قوة الشد. ويُعد زمن تصلب الخرسانة معيارًا مهمًا لتحديد فترة الانتظار. عموماً، تكون فترة التأخير مساوية لوقت التصلب الأولي، وقد ثبت أنها تعطي نتائج مرضية. أما فترات التأخير الأقصر فتؤدي إلى فقدان في مقاومة الضغط. ^{[ 1 ]}

تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى انخفاض في مقاومة الضغط نتيجة لتأثير "التداخل". من شأن درجات الحرارة المرتفعة أن تقلل من زمن دورة الإنتاج، وبالتالي تحسن من اقتصاديات عملية التصنيع، إلا أن مقاومة الضغط الناتجة ستكون أقل. لذا، ثمة مفاضلة بين فوائد توفير التكاليف وفقدان مقاومة الضغط. وبناءً على نوع المشروع والاعتبارات الاقتصادية، يُصمم زمن دورة الإنتاج إما ليتناسب مع خلطة الخرسانة أو العكس. ^{[ 3 ]}

تزيد مادة البوزولانا من مقاومة الخرسانة في المراحل المتأخرة من عمرها ، حيث تتفاعل مع هيدروكسيد الكالسيوم وتحوله إلى هيدرات سيليكات الكالسيوم (CSH). ومع ذلك، تتميز أسمنتات بورتلاند البوزولانية بطاقة تنشيط أعلى ، وبالتالي يكون معدل تفاعلها مع الماء أقل مقارنةً بأسمنت بورتلاند العادي (OPC). ينتج عن ذلك مقاومة أقل في المراحل المبكرة مقارنةً بأسمنت بورتلاند العادي. تُسهم تقنيات المعالجة المُسرّعة بشكل كبير في زيادة معدل اكتساب المقاومة. وقد أظهرت دراسة هاليت وآخرون ^{[ 5 ]} أن المعالجة بالبخار حسّنت قيم مقاومة الضغط بعد يوم واحد لخلطات الخرسانة المحتوية على نسبة عالية من الرماد المتطاير (40%، 50%، و60% رماد متطاير كبديل) من 10 ميجا باسكال إلى حوالي 20 ميجا باسكال، وهو ما يكفي لإزالة القوالب ويُسهم بشكل كبير في تطوير صناعة الخرسانة مسبقة الصب .