Cimento 3/01/2019  

Confira a importância do calor de hidratação do cimento para a sua obra

O calor de hidratação do cimento é aquele liberado durante a reação química do clínquer com a água, lembrando que o clínquer é o produto final da adição do calcário com a argila, e é a matéria-prima fundamental na produção do cimento. Esse processo acontece nas primeiras horas após a aplicação do concreto e, além do calor, a reação também libera outros produtos como: silicato de cálcio, hidróxido de cálcio, etringita etc.

É a liberação do calor, somada a todas essas substâncias, que causa o aumento da temperatura da massa do concreto. Quando se utiliza grandes volumes de concreto em uma mesma peça, como por exemplo, nos blocos de fundação, o calor pode ter dificuldades para se dissipar para a atmosfera.

É nesse momento que podem acontecer problemas como as fissuras. Para evitá-las e tornar o resultado da sua obra mais seguro, é indispensável entender mais sobre o calor de hidratação do cimento e formas de reduzi-lo.

Quer saber mais? Continue a leitura!

Por que o calor de hidratação do cimento é importante?

Todo esse processo que citamos na introdução acontece durante a cura do concreto, que tem como objetivo evitar a perda de água e também o possível surgimento de problemas como trincas, fissuras e porosidade, comprometendo a permeabilidade e durabilidade da estrutura.

O endurecimento do material acontece como resultado do processo de hidratação, que é a reação química do clínquer com a água. Assim, os silicatos de cálcio hidratados são formados e, junto do calor de hidratação, acabam influenciando nas propriedades mecânicas e físicas do concreto depois de endurecido.

Dessa forma, cada tipo de cimento, dependendo da sua composição química, ou seja, da presença de mais ou menos aluminatos e silicatos, apresenta uma curva diferente de calor.

Se você não se atentar a essas questões, poderá optar pelo método errado de cura ou até por um tempo inadequado de hidratação, reduzindo a durabilidade do concreto e trazendo questões sérias para a sua obra.

Além do calor da reação química, as questões climáticas também são capazes de influenciar na cura, por exemplo, oscilações climáticas extremas, ventos muito fortes ou baixa umidade do ar.

Consequências

Caso esses pontos não sejam levados em consideração, é possível que a capacidade de resistência da peça de concreto seja reduzida. No caso de grandes lajes maciças, vigas-parede, fundações ou pilares-paredes, isso significa uma diminuição na vida útil da estrutura, além de permitir a entrada de agentes agressivos de forma mais rápida.

Calor de hidratação e composição dos cimentos: qual a relação?

Como dissemos, a composição do cimento também influencia no calor de hidratação. Basicamente, os cimentos possuem 4 componentes principais e essas informações são importantes para que você consiga escolher o melhor cimento para a sua obra.

  • Silicato Dicálcico (C2S): é o responsável pela resistência do concreto em idades mais avançadas, por isso libera calor lentamente;
  • Silicato Tricálcico (C3S): é o encarregado pela resistência do concreto em todas as idades, mas em especial nas idades iniciais e começa a liberar calor logo após a aplicação;
  • Ferro Aluminato Tetracálcico (C4AF): não possui influência na resistência;
  • Aluminato Tricálcico (C3A): libera bastante calor logo nas primeiras horas e reage com a água para formar a etringita.

 

Pó fino feito a partir da mistura de calcário, cálcio e outros minerais.

Pó fino feito a partir da mistura de calcário, cálcio e outros minerais.

Hoje, no mercado, já é possível encontrar o CP de baixo calor de hidratação. Esse tipo de cimento possui a propriedade de retardar o desprendimento de calor e é indicado para as peças de grande massa de concreto, evitando assim, o surgimento de fissuras térmicas.

Como diminuir o calor de hidratação do cimento?

Manter o calor de hidratação do cimento baixo é importante para que ele não seja danificado, por isso algumas práticas, como fazer a sua cura, são essenciais. Fonte: Nox-Crete.

Manter o calor de hidratação do cimento baixo é importante para que ele não seja danificado, por isso algumas práticas, como fazer a sua cura, são essenciais. Fonte: Nox-Crete.

Além de optar por um CP de baixo calor de hidratação, existem outras dicas práticas que você poderá usar para reduzir os problemas causados pelo calor excessivo. Como:

Projetar peças mais finas

A eliminação do calor acontece por meio do contato do concreto com o ar. Vale lembrar que o concreto é um mau condutor de calor. Por isso, as peças mais largas tendem a dissipar o calor mais lentamente.

Por exemplo: em um pilar de 40 cm x 50 cm, o calor gerado no centro da peça precisa “caminhar” quase 20 cm até atingir a face e ter contato com o ar. Se você alterar a seção transversal conseguirá reduzir esse “caminho” favorecendo a condução do calor.

Pensar no horário da concretagem

A hora do dia em que você realiza a concretagem influencia no nível de calor de hidratação do cimento, pois as condições climáticas também entram nessa “conta”.

A exposição excessiva ao sol pode comprometer a previsão inicial. Por isso, é recomendável evitar a concretagem na hora do almoço, porque a peça ficará exposta ao sol forte durante toda a tarde, elevando a temperatura e aumentando as chances de fissuras térmicas.

Outro problema que essa exposição solar intensa pode causar é a evaporação da água de amassamento até o ponto em que o concreto passa a não dispor mais de água suficiente para a reação de hidratação. Assim, tente realizar a concretagem no fim da tarde, para que a cura aconteça durante a noite, longe do calor do sol, ou opte por dias nublados.

Refrescar a peça durante a cura

A cura do concreto busca reduzir a evaporação da água do interior do cimento resultante da elevação da temperatura. Para auxiliar na dissipação do calor, uma boa ideia é manter a peça irrigada com borrifadores, irrigadores, chuveirinho, aspersores etc. O recomendado é manter a água jorrando em todo o período crítico da cura, começando logo depois da vibração e mantendo por, no mínimo, 48 horas.

Reduzir a quantidade de cimento

Quanto mais cimento, maior será a produção de calor. Por isso, busque reduzir a quantidade desse item, por exemplo, usando aditivos superplastificantes e adições como a sílica ativa ou metacaulim, que conseguem reduzir a quantidade de cimento necessária sem interferir na resistência final do concreto.

Fazer a concretagem em camadas

Em peças que necessitam de uma grande quantidade de concreto, essa é uma ótima tática. Afinal, as camadas de concretagem são menos volumosas e, portanto, evitam que o calor de hidratação do cimento permaneça dentro dele, permitindo que se espalhe pela superfície. Dessa forma, ao reduzir o volume de concreto em uma determinada área, é possível impedir o acúmulo excessivo de calor.

Controlar a temperatura dos demais materiais

Além do cimento, o concreto também utiliza areia e brita e reduzir a temperatura máxima desses materiais, ajuda a reduzir o calor de hidratação. Uma possibilidade é instalar pulverizadores de água nos locais onde esses materiais ficam armazenados nas usinas de concreto.

Resfriar o concreto

A utilização de gelo em escamas ou hidrogênio líquido na dosagem do concreto também é muito eficaz no processo de redução do calor de hidratação. Nesses casos, a dosagem dos componentes deve ser muito bem analisada, dependendo da temperatura máxima do concreto a ser alcançada. Outro produto muito eficaz é o aditivo do tipo “inibidor de hidratação” que promove uma hidratação lenta e constante do cimento, dissipando os picos do calor de hidratação.

A adição de gelo no concreto e detalhe de termopares para controle da temperatura do concreto, em peça de concreto de grandes dimensões. Fonte: Téchne.

A adição de gelo no concreto e detalhe de termopares para controle da temperatura do concreto, em peça de concreto de grandes dimensões. Fonte: Téchne.

Como você viu, entender sobre o calor de hidratação do cimento é indispensável para realizar uma cura adequada e evitar problemas como as fissuras térmicas, capazes de causar sérias questões estruturais a sua obra.

Ainda tem alguma dúvida sobre o tema? Deixe um comentário pra gente!