Calor de hidratacion

Calor de Hidratación del cemento en los concretos
Se llama calor de hidratación al calor que se desprende durante la reacción que se produce entre el agua y el cemento al estar en contacto, el contacto se puede llevar a cabo aun si el agua está en forma de vapor, por lo que es muy importante que el cemento este protegido del medio ambiente ya sean secos o en silos, hasta el momento en que se lemezcle con el agua.
El calor de hidratación que se produce en un cemento normal es del orden de 85 a 100 cal/g.
La tabla siguiente presenta una apreciación cualitativa de la participación de los compuestos principales del cemento Portland en la rapidez de reacción con el agua y en el calor de hidratación por unidad de compuesto.

Los Compuestos Principales del Cemento en el Calor deHidratación


El proceso de hidratación del cemento Portland se inicia cuando el agua de mezcla entra en contacto con los granos de cemento, en este momento el grano de cemento se moja del exterior al interior y los principales compuestos químicos al igual que los compuestos secundarios reaccionan colaborando en diferente forma en la ganancia de resistencia y en la consecución de otraspropiedades que caracterizan el cemento endurecido. Al principio la consistencia de la mezcla es aguada pero con el tiempo la pasta (cemento más agua) se va rigidizando, a este proceso se le llama fraguado del cemento. Se destacan dos tipos de fraguado en el cemento, el primero se llama fraguado inicial (en ese momento ya no se debe perturbar la pasta), el cual se produce aproximadamente a las 3 horas, elsegundo se llama fraguado final, el cual se produce aproximadamente a las 7 horas, en este tiempo la pasta de cemento se ha endurecido totalmente (el fraguado inicial y el fraguado final se verifican por medio de pruebas de penetración con el aparato de Vicat), de manera que la estructura que se observa desde el exterior ya no cambia, sin embargo la estructura interna sufre una grantransformación a nivel microscópico. El resultado del proceso de hidratación está ligado a la generación de productos sólidos que son como agujas o cristales que nacen de la combinación química progresiva del grano de cemento con el agua que lo rodea, esta actividad continúa siempre y cuando haya agua disponible.
La Figura 6.2 muestra esquemáticamente el proceso de transformación que sufre un grano de cementouna vez que hace contacto con el agua.








Figura 6.2. Proceso de Hidratación de un Grano de Cemento Portland.

La Figura 6.2 presenta una superficie específica muy grande, se estima entre 100 y 700 m2/kg (un cemento normal presenta 200m2/kg). Los poros de gel que se aprecian en la figura son los espacios más pequeños (porosidades dentro del gel) pueden ser hasta de 5 nm deancho, estos poros de gel aparecen aún en cementos hidratados bajo condiciones muy controladas durante el curado, el volumen que ocupan es de un 28% aproximadamente. Los poros capilares son los espacios más grandes y durante la etapa de curado pueden estar parcial o totalmente llenos de agua según la relación agua-cemento que se haya usado.

La cantidad de agua necesaria para lahidratación del cemento depende mucho de las condiciones climáticas bajo las cuales se desarrolla esta reacción, bajo condiciones de laboratorio controladas, se ha llegado a determinar que se requiere aproximadamente un 23% del peso del cemento (relación agua cemento = 0.23), esta cantidad es bastante baja si se considera que en un concreto convencional se usa un poco más del doble. El exceso deagua en un concreto convencional obedece principalmente a la necesidad de obtener una mezcla fluida para poderla depositar y compactar sin problemas dentro de la cimbra. Por esta razón los cuidados de curado del concreto se pueden limitar a evitar que se evapore el agua del concreto fresco.
Calor de Hidratación del Concreto.

El calor de hidratación es el calor que se genera por la...