Calor de Hidratação é o calor gerado durante a reação química entre o cimento e a água.

O cimento contém substâncias como os Silicatos e os Aluminatos que a reação com a água se dá por meio de reações exotérmicas, isto é, reações que produzem calor.

O calor gerado na hidratação irá esquentar a peça podendo atingir temperaturas altas chegando a produzir fissuras nocivas ao desempenho da peça que além de diminuírem a resistência mecânica da peça permitirá a penetração de água ou a infiltração da umidade do meio ambiente.

A reação tem início logo que o cimento entra em contato com a água, segue um aumento da quantidade produzida, existe um pico e depois uma rápida queda. A reação de hidratação tende a diminuir e até completar pode levar alguns anos.

Cada tipo de cimento, em função da sua composição química (mais ou menos silicatos e aluminatos) apresenta sua própria curva de calor.

Veja um exemplo genérico:

Os efeitos nocivos podem ser combatidos, contornados ou eliminados mediante iniciativas práticas.

 

O QUE SE PODE FAZER

1 - Projetar peças mais esbeltas.

O calor produzido deve ser eliminado através do contato com o ar do meio ambiente.

O concreto é um péssimo condutor de calor. Assim uma determinada caloria deve “caminhar” dentro da peça até atingir a superfície livre.

Em um pilar de, por exemplo, 40 X 50 centímetros o calor gerado no centro do pilar precisa caminhar pelo menos 20 centímetros até atingir a face do pilar.

Você pode pensar em adotar uma outra seção transversal para o pilar. Lembre-se que na flexo-compressão, somente uma parte da seção é solicitada à compressão. Uma seção do tipo abaixo irá melhorar o comportamento da peça frente à flexo-compressão, vai criar um espaço importante para a instalação de tubulação além de diminuir a distância que o calor gerado precisa percorrer para atingir a superfície livre.

2 - Utilizar um cimento com menor calor de hidratação

Há cimentos que produzem menos calor. Segundo a norma NBR 13116, Cimentos de Baixo Calor de Hidratação são aqueles que despendem até 260 J/g e até 300 J/g aos 3 dias e 7 dias de hidratação respectivamente. Existe um ensaio que permite classificar o cimento. O ensaio é executado de acordo com a norma NBR 12006 - Determinação do Calor de Hidratação pelo Método da Garrafa de Langavant.

Outra possibilidade é adicinar ao concreto uma aditivo do tipo retardador de pega. Neste caso, a quantidade de calor de hidratação será a mesma porém a produção do calor se dará em um tempo muito maior, tempo este suficiente para que o calor gerado seja dissipado para o meio ambiente.

3 - Utilizar agregados menos quente

 

Na obras é comum deixar a areia e a brita armazenadas em montes ao relento, recebendo os raios solares. Num dia de verão, os agregados estão quentes.

O concreto produzido com o emprego desses agregados quentes irá produzir temperaturas elevadas no seio da peça. Coisa do tipo 70⁰C.

Armazenar os agregados em local abrigado ou com uma lona por cima ajuda a manter a temperatura dos agregados mais baixa.

 

4 - Concretar ao finalzinho da tarde

 

Evitar a concretagem na hora do almoço. A peça concretada ficará sub sol forte a tarde toda, com elevação da temperatura a valores que produzem fissuramento da peça.

Além disso, o calor intenso irá promover a evaporação da água de amassamento, podendo chegar à situação em que o concreto não dispõe mais de água necessária para a reação de hidratação.

Ao concretar no finalzinho da tarde, a cura da peça irá se desenvolver durante o período noturno, longe do calor do sol.

Outra alternativa boa é concretar em dias nublados e melhor ainda é concretar em dias chuvosos.

 

5 - Usar um concreto mais frio

 

Você pode abaixar a temperatura do concreto na hora do lançamento.

Ao usar água gelada ou gelo picado, você estará compensando antes o calor que será produzido na cura.

Na concretagem de peças de grandes dimensões como em Barragens e Usinas Hidroelétricas é comum essa prática.

6 - Refrescar a peça durante a cura do concreto.

Para ajudar na dissipação do calor gerado, pode-se manter uma irrigação da peça o que pode ser feito por meio de chuveirinhos, burrifadores, irrigadores, aspersores e atomizadores.

Manter a água jorrando durante todo o período crítico de cura do concreto. Começar logo depois da vibração e manter por pelo menos 48 horas.

7 - Concreto de Grandes Massas

Na concretagem de peças de grandes dimensões como os pilares de Vertedouro de barragens de concreto ou de Tomada d´Água de usinas hidroelétricas, é comum a construção de pilares com seção transversal de grandes dimensões.

Você que está acostumado a calcular pilares com 40 X 50 centímetros, não terá muita dificuldade em calcular um pilar de 40 X 50 metros.

Os procedimentos são muito parecidos e a armadura dos pilares é também parecida. Só que em vez de escolher ferro de 3/16 você vai escolher ferro de 3 polegadas.

Veja a armadura de um dos pilares do vertedor de Tucurui: 

Se não forem tomadas medidas para propiciar a rápida dissipação do calor gerado, a temperatura no seio da massa de concreto pode atingir valores acima do ponto de ebulição da água.

Então, a concretagem é feita em camadas, deixando-se a superfície superior toda livre para a dissipação do calor.

A altura da Camada de Concretagem é determinada em função do tipo de cimento empregado, da temperatura do meio ambiente no ato do lançamento e também da temperatura da massa de concreto.

Resultam tabelas denominadas Tabelas de Lançamento de Concreto. Essa tabela é do seguinte tipo:

Para se assegurar que a temperatura do concreto na hora do lançamento esteja dentro da faixa desejada, é feito um cálculo em que se determina a temperatura na hora do amassamento. Em obras grandes a central de produção de concreto situa-se às vezes há quilômetros de distância e o aquecimento adquirido no transporte é levado em consideração.

Mesmo uma obra que tenha 120 metros de altura como a barragem de concreto de Itaipu é concretada em camadas dessa ordem de grandeza, da ordem de 90 centímetros e a concretagem total do pilar pode levar alguns meses.

Para não perder tempo no cronograma, uma seqüência de muitas tomadas d´água é segmentada em blocos distintos e cada um desses blocos vai sendo concretado alternativamente empregando-se formas deslizantes.

Veja um determinado instante de dois blocos do vertedor de Tucurui.

As etapas de concretagem dos blocos ficam em alturas diferentes para permitir a fixação da forma deslizante.

Eis uma vista geral de montante com os blocos em estágios diferentes de concretagem:

 Eis uma vista geral de juzante, com as águas desviadas para as adufas:

Eis uma foto do autor, quando acompanhava a obra, em janeiro de 1982.

 

ET-10\www\roberto\concreto\conc10.htm em 31/12/2008, atualizado em 01/01/2009.