Por Que a temperatura do concreto é importante, especialmente durante os extremos de temperatura
o calor produzido pelo concreto durante a cura do concreto é chamado de calor de hidratação. Esta reacção exotérmica ocorre quando a água e o cimento reagem. A quantidade de calor produzido durante a reação está principalmente relacionada com a composição e finura do cimento.
the FIVE PHASES OF HEAT EVOLUTION IN CONCRETE
Heat evolution in concrete is a very complex and extensively researched topic. Para simplificar este processo, a evolução do calor ao longo do tempo pode ser separada em cinco fases distintas. O perfil de calor pode mudar dependendo do tipo de cimento. A hidratação típica do cimento tipo I é representada graficamente na figura abaixo.
Fase i: Pré-indução
pouco tempo após a água entrar em contacto com o cimento, verifica-se um aumento acentuado da temperatura, que ocorre muito rapidamente (dentro de alguns minutos). Durante este período, as fases reativas primárias do concreto são as fases de aluminato (C3A e C4AF). As fases de aluminato e ferrite reagem com os iões cálcio e sulfato para produzir ettringite, que precipita na superfície das partículas de cimento. Durante esta fase, em menor extensão, as fases de silicato (principalmente C3S) também reagirão em frações muito pequenas em comparação com seu volume total e formarão uma camada muito fina de cálcio-silicato-hidrato (C-S-H).
Fase ii: período dormente
esta fase é também conhecida como a fase de indução. Durante este período, A taxa de hidratação é significativamente mais lenta. Tradicionalmente, acredita-se que isso seja devido à precipitação dos compostos acima mencionados na superfície das partículas de cimento, o que leva a uma barreira de difusão entre partículas de cimento e água. No entanto, há um debate significativo sobre as razões físicas e químicas por trás da ocorrência desta fase e os métodos para a prever. Este é o período em que o concreto fresco está sendo transportado e colocado, uma vez que ainda não endureceu e ainda é viável (plástico e fluido). A duração do período dormente tem sido mostrado para variar dependendo de vários fatores (Tipo de cimento, misturas, w/cm). O fim do período dormente é tipicamente caracterizado pelo conjunto inicial.
fase iii e iV:
ganho de força nesta fase, o concreto começa a endurecer e ganhar força. O calor gerado durante esta fase pode durar várias horas e é causado principalmente pela reação dos silicatos de cálcio (principalmente C3S e, em menor extensão, C2S). A reação do silicato de cálcio cria hidrato de silicato de cálcio de “segunda fase” (C-S-H), que é o principal produto de reação que fornece resistência à pasta de cimento. Dependendo do tipo de cimento, também é possível observar um terceiro pico de calor menor a partir da atividade renovada de C3A.
Fase V: O estado estacionário
a temperatura estabiliza com a temperatura ambiente. O processo de hidratação irá desacelerar significativamente, mas não vai parar completamente. A hidratação pode continuar por meses, anos, ou mesmo décadas, desde que haja água suficiente e silicatos livres para hidratar, mas o ganho de força será mínimo durante esse período de tempo.
Porquê Monitorizar A Temperatura Do Betão?
na fase II, A temperatura do betão pode ser medida à medida que o betão é derramado. A medição da temperatura é normalmente feita para garantir que o concreto está em conformidade com certas especificações que definem uma certa gama de temperaturas admissível. As especificações típicas exigem que a temperatura do concreto durante a colocação esteja dentro de uma gama de 10°C a 32°C. No Entanto, diferentes limites especificados são fornecidos dependendo da dimensão do elemento e condições ambientes (ACI 301, 207). A temperatura que o concreto exibe durante a colocação afeta a temperatura do concreto durante a próxima fase de hidratação. O monitoramento da temperatura do concreto durante as fases III e IV é um componente de controle de qualidade que está sendo realizado regularmente. A principal razão por trás desta medição é garantir que o concreto não atinge temperaturas que são muito altas ou muito baixas para permitir o desenvolvimento de resistência adequada e durabilidade do concreto. Outra razão para monitorar a temperatura do concreto durante esta fase é avaliar a resistência no local, onde a taxa de hidratação é o principal por trás do método de maturidade (ASTM C 1074).Geralmente, um limite de 70°C é especificado para a temperatura de concreto durante a hidratação. Se a temperatura do concreto durante a hidratação for muito alta, ele fará com que o concreto tenha alta resistência precoce, mas, consequentemente, ganhar menos força no estágio posterior e exibir menor durabilidade. Além disso, tem sido observado que tais temperaturas interferem com a formação de ettringita no estágio inicial e, posteriormente, sua formação nos estágios posteriores é promovida, o que provoca uma reação expansiva e posterior rachamento. Além disso, os problemas de alta temperatura são preocupantes, especialmente em poeiras de concreto em massa, onde a temperatura do núcleo pode ser muito alta devido ao efeito de massa, enquanto a temperatura da superfície é menor. Isto causa um gradiente de temperatura entre a superfície e o núcleo, se o diferencial de temperatura é muito grande ele causa craqueamento térmico.Se a temperatura ambiente for muito baixa, a hidratação do cimento irá diminuir significativamente ou irá parar completamente até que a temperatura aumente novamente. Por outras palavras, haverá uma redução significativa ou o fim do desenvolvimento da força. Se a temperatura do betão atingir a congelação antes de atingir uma certa resistência (3,5 MPa) (ACI 306), o betão terá uma resistência global reduzida. Isso também causará rachaduras, pois o concreto não tem força suficiente para resistir à expansão da água devido à formação de gelo. Para garantir o desenvolvimento adequado da resistência e evitar rachaduras do concreto, as diretrizes gerais sugerem que a temperatura do concreto deve ser mantida acima de uma determinada temperatura durante um determinado período de tempo (>5°C para 48 horas) (ACI 306).PRECISA DE AJUDA COM O SEU PROJECTO? ENTÃO, CONTACTE-NOS HOJE!
