A engenharia civil é frequentemente um processo complexo e multifacetado que requer a aplicação de princípios matemáticos, físicos e de engenharia. Uma variável de particular importância para muitos projetos de engenharia civil é o calor de hidratação, que tem efeitos diretos e indiretos no sucesso global de um projeto.
Este artigo fornece uma visão geral do conceito de hidratação, suas aplicações e como ela pode ser controlada e medida para garantir o sucesso do projeto.
O calor de hidratação é o calor liberado durante as reações de hidratação. Esse calor vem da reação química entre a água e o cimento que cria o hidróxido de cálcio. Isto pode causar problemas em muitos projetos de engenharia civil, pois pode causar um aumento na temperatura do concreto, o que pode causar fissuras e outros danos estruturais.
O calor da hidratação também pode causar problemas ao meio ambiente, pois o aumento da temperatura pode levar à evaporação e condensação, o que por sua vez pode levar à poluição do ar e à escassez de água.
Reação de hidratação do concreto
Os principais componentes do cimento são os seguintes.
| Componentes | por cento depois Peso |
Fórmula química | |
| C3S | silicato tricálcico | 50% | 3Ca0SiO2 |
| C2S | Silicato dicálcico | 25% | 2Ca0SiO2 |
| C3A | aluminato tricálcico | 10% | 3Ca0Al2O3 |
| C4AF | Ferrita de alumínio tetracálcico | 10% | 4Ca0Al2Fe2O3 |
| gesso | 5% | CaSO4 H2O |
O componente mais forte do concreto é o silicato de cálcio. A maior parte da resistência inicial é causada pelos silicatos tricálcicos (primeiros sete dias). Nas fases posteriores, os hidratos iniciais de silicato dicálcico formados mais lentamente contribuem para o reforço do concreto.
O calor criado pela reação da água e do cimento Portland é chamado de calor de hidratação. A porcentagem de C3S E C3A no cimento tem maior influência no calor de hidratação, embora este também seja influenciado pela relação água-cimento, finura e temperatura de cura.
Normalmente, a liberação de calor é maior nas primeiras 24 horas e o desenvolvimento de calor é mais forte nos primeiros três dias. Para a maioria dos componentes de concreto, como B. nas calçadas, o desenvolvimento de calor a longo prazo não é um problema porque esse calor é liberado no meio ambiente.
Notas especiais sobre o calor da hidratação
Existem duas maneiras de controlar o calor da hidratação: utilizando uma relação água-cimento mais baixa ou utilizando um plastificante. Uma água mais baixacimento A proporção resulta em concreto menos sujeito a fissuras e danos por hidratação. Um plastificante pode ser usado para dar flexibilidade ao concreto, o que também ajuda a prevenir rachaduras.
O calor de hidratação pode ser medido com um calorímetro. Este dispositivo mede o calor liberado durante a reação de hidratação. O calorímetro é colocado no centro da massa de concreto e a temperatura é monitorada durante um período de tempo. O resultado da calorimetria é usado para calcular o calor da reação.
