La ingeniería civil es a menudo un proceso complejo y multifacético que requiere la aplicación de principios matemáticos, físicos y de ingeniería. Una variable de particular importancia para muchos proyectos de ingeniería civil es el calor de hidratación, que tiene efectos directos e indirectos en el éxito general de un proyecto.
Este artículo proporciona una descripción general del concepto de hidratación, sus aplicaciones y cómo se puede controlar y medir para garantizar el éxito del proyecto.
El calor de hidratación es el calor liberado durante las reacciones de hidratación. Este calor proviene de la reacción química entre el agua y el cemento que crea hidróxido de calcio. Esto puede causar problemas en muchos proyectos de ingeniería civil, ya que puede provocar un aumento de la temperatura del hormigón, lo que puede provocar grietas y otros daños estructurales.
El calor de hidratación también puede causar problemas al medio ambiente, ya que el aumento de las temperaturas puede provocar evaporación y condensación, lo que a su vez puede provocar contaminación del aire y escasez de agua.
Reacción de hidratación del hormigón.
Los principales componentes del cemento son los siguientes.
| Componentes | por ciento después Peso |
fórmula química | |
| C 3 S | silicato tricálcico | 50% | 3Ca0SiO2 |
| C 2 S | silicato dicálcico | 25% | 2Ca0SiO2 |
| C 3 A | aluminato tricálcico | 10% | 3Ca0Al2O3 |
| C 4 AF | Ferrita de aluminio tetracálcico | 10% | 4Ca0Al2Fe2O3 |
| yeso | 5% | CaSO4 H2O |
El componente más fuerte del hormigón es el silicato de calcio. La mayor parte de la resistencia inicial es causada por silicatos tricálcicos (primeros siete días). En las etapas posteriores, los hidratos de silicato dicálcico iniciales formados más lentamente contribuyen al refuerzo del hormigón.
El calor creado por la reacción del agua y el cemento Portland se llama calor de hidratación. El porcentaje de C 3 S E C 3 A en el cemento tiene la mayor influencia sobre el calor de hidratación, aunque en este también influyen la relación agua-cemento, la finura y la temperatura de curado.
Normalmente, la liberación de calor es mayor en las primeras 24 horas y la generación de calor es mayor en los primeros tres días. Para la mayoría de los componentes de concreto, como las aceras, la generación de calor a largo plazo no es un problema porque este calor se libera al medio ambiente.
Notas especiales sobre el calor de hidratación
Hay dos formas de controlar el calor de hidratación : utilizando una menor relación agua-cemento o utilizando un plastificante. Una proporción más baja de agua y cemento da como resultado un concreto que es menos propenso a agrietarse y sufrir daños por hidratación. Se puede utilizar un plastificante para darle flexibilidad al concreto, lo que también ayuda a prevenir el agrietamiento.
El calor de hidratación se puede medir con un calorímetro. Este dispositivo mide el calor liberado durante la reacción de hidratación. El calorímetro se coloca en el centro de la masa de hormigón y se controla la temperatura durante un período de tiempo. El resultado de la calorimetría se utiliza para calcular el calor de reacción.
