Controle de temperatura de líquidos no setor de construção
Termorregulação avançada para testar concreto e cimento, a fim de garantir o desempenho e a durabilidade ideais.
18/06/2025 - 10:10
No setor de construção, materiais como cimento e concreto formam a espinha dorsal da infraestrutura global. Mas, por trás de cada ponte, cada túnel e cada edifício alto, existe um fator invisível que tem uma influência decisiva no desempenho e na durabilidade: a temperatura.
Das reações químicas durante a hidratação do cimento até as condições extremas dos testes de congelamento e descongelamento, o controle preciso da temperatura é essencial para simular ambientes reais em pesquisa e desenvolvimento. Ele garante que os materiais atendam aos rígidos padrões de segurança, adaptem-se às mudanças nas condições climáticas e apoiem a inovação sustentável.
Este artigo destaca o papel central do controle de temperatura em pesquisa e desenvolvimento na construção civil e apresenta as soluções JULABO feitas sob medida para as aplicações mais exigentes do setor.
O material mais comumente usado no setor de construção é o cimento, que é processado junto com pedras e outros agregados para fazer concreto. Cerca de 4.000 megatoneladas desse material são produzidas anualmente em todo o mundo. Apenas a água é consumida pela humanidade em quantidades maiores.
No entanto, ainda são necessárias pesquisas para entender completamente o processo de formação do cimento. Simplificando, o cimento é criado pelo aquecimento de carbonatos de cálcio (calcário), muitas vezes misturados com argila, para produzir óxidos de cálcio (cal), que, juntamente com óxidos de silício, formam silicatos de di- e tri-cálcio.
Quando aquecidos a 1450°C - e às vezes brevemente a 1800°C - os carbonatos liberam CO₂, que contribui significativamente para os níveis de dióxido de carbono na atmosfera - um fator que agora queremos limitar e reduzir. A produção de 1.000 kg de cimento Portland (um cimento hidráulico), por exemplo, libera cerca de 900 kg de CO₂. [1]
No processo de fixação e endurecimento, a água é necessária para formar hidratos de silicato de cálcio, que dão ao concreto a imensa resistência necessária para pontes, edifícios e muito mais. Esse processo, conhecido como hidratação, é exotérmico e exige um controle preciso da temperatura e da umidade.
Em 2023, a COP28 (Conferência das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas) em Dubai estabeleceu a meta de alcançar a produção de cimento com emissão zero até 2030 - uma tarefa assustadora. Essa é uma das razões pelas quais a pesquisa e o desenvolvimento no setor de cimento estão florescendo e pelas quais as unidades de controle de temperatura de alto desempenho são essenciais.
Controle de temperatura - o ponto de virada no setor de construção
O controle da temperatura é um fator crítico na indústria da construção, especialmente na pesquisa e desenvolvimento de materiais como concreto, cimento e compósitos. Os termostatos JULABO fornecem um gerenciamento térmico preciso para simular as condições do mundo real e garantir que os materiais atendam aos padrões de desempenho e durabilidade. A seguir, examinamos aplicações específicas e recomendamos os modelos JULABO adaptados a essas tarefas.
The proper curing of concrete is crucial to achieve the desired strength and durability. Temperature‑controlled baths simulate curing conditions for accelerated or real‑time tests.
Recommended models:
- CORIO C heating circulators: Ideal for maintaining stable temperatures up to +150 °C, suitable for curing studies on smaller specimens.
- VALEGRO 350 or 500 with natural refrigerants: Excellent for holding a constant temperature during the curing of concrete cylinders or beams for strength testing, including early‑age tests at 3, 7, and 14 days after mixing. Temperature range: –20 °C to +40 °C.
- MAGIO MS-1000FF ultra‑low‑temperature circulators: For simulating freeze–thaw cycles in the range of –90 °C to +100 °C. This MAGIO variant uses R290, a natural refrigerant with a very low global‑warming potential of 2.
Cyclic freezing and thawing of concrete and road‑building materials is carried out to assess their resistance to cracking and degradation.
Recommended models:
- MAGIO MS-1000FF ultra‑low‑temperature heat pump: Operating range –90 °C to +100 °C, ideal for extreme freeze‑thaw simulations.
- DYNEO DD refrigeration/heating circulators: Temperature range –50 °C to +200 °C, a versatile option for freeze‑thaw tests under various conditions.
- VALEGRO 350 or 500 refrigeration/heating thermostats with natural refrigerants: Temperature range –20 °C to +40 °C, a flexible choice for freeze‑thaw tests in long‑term durability studies.
Construction materials like cement composites are tested for thermal expansion under controlled heating conditions to evaluate their performance under temperature fluctuations.
Recommended Models:
- MAGIO Heating Circulators: Offering precise control up to +200 °C, these models are excellent for high-temperature material testing.
- PRESTO W50: For rapid heating rates and high-temperature stress tests up to +250 °C.
Chemical admixtures used in concrete require precise temperature control during R&D to ensure optimal performance.
Recommended Models:
- CORIO CD Open Heating Bath Circulators: These models allow internal testing with transparent bath tanks, which is ideal for observing chemical reactions directly.
- PRESTO A45 Temperature Control System: This model provides stability for sensitive chemical experiments with a range of –45 °C to +250 °C.
Testing insulation materials involves evaluating their thermal properties through controlled heating and cooling cycles.
Recommended Models:
- DYNEO DD Refrigerated/Heating Circulators: Flexible for both heating and cooling applications between –50 °C and +200 °C.
- MAGIO MS Refrigerated Circulators: Offering enhanced pump capacity for external systems requiring precise thermal control.
Precise temperature control is essential to analyze the heat of hydration and its impact on early-stage concrete behavior.
Recommended Models:
- VALEGRO 350 or 500 with natural refrigerants: Temperature range –20 °C to +40 °C – ideal for controlled hydration studies.
Maintaining a constant temperature for fresh concrete during air content testing ensures accurate results across various ambient conditions.
Recommended Models:
- VALEGRO 350 or 500 with a temperature range of –20 °C to +40 °C utilizing natural refrigerants.
Características do modelo JULABO para pesquisa e desenvolvimento no setor de construção
Aplicações
| Modelo | Faixa de temp. (°C) | Características | Uso adequado |
| CORIO CD série | +20 a +150 | Design compacto, interface amigável, controle de temperatura estável. | Cura de concreto, estudos de mistura. |
| VALEGRO 350 & VALEGRO 500 | -20 a +40 | Fácil de usar, várias opções de interface. Refrigerantes naturais. | Cura de concreto, ciclos de congelamento e descongelamento, hidratação de cimento, testes de teor de ar. |
| MAGIO MS 1000FF | -90 a +100 | Alto desempenho da bomba, tela sensível ao toque intuitiva, capacidade de temperatura ultrabaixa. Refrigerantes naturais. | Ciclos de congelamento e descongelamento, teste de isolamento. |
| DYNEO DD série | -50 a +200 | Eficiência energética, uso flexível com refrigerantes naturais. | Testes de expansão térmica. |
| PRESTO W50 | Até +250 | Taxas de aquecimento rápidas, termostato de alto desempenho. | Testes de estresse de alta temperatura. |
Por que escolher a JULABO?
- Precisão em toda a faixa:
Os termostatos da JULABO oferecem estabilidade de temperatura de ±0,01 °C e garantem resultados repetíveis em aplicações exigentes de pesquisa e desenvolvimento. - Versatilidade:
Modelos como as séries MAGIO e DYNEO abrangem uma ampla faixa de temperatura (-90 °C a +250 °C) e, portanto, são adequados para vários testes de materiais de construção. - Durabilidade e eficiência:
Projetados com componentes robustos, como tanques de aço inoxidável e sistemas eficientes em termos de energia, para uso sustentável e de longo prazo. - Opções flexíveis de refrigerante:
Escolha entre refrigerantes naturais ou sintéticos adaptados às suas necessidades específicas.
Ao integrar os sistemas de controle de temperatura JULABO aos fluxos de trabalho de pesquisa e desenvolvimento de engenharia civil, os engenheiros podem simular com precisão as condições do mundo real para acelerar a inovação na construção de estradas e pontes e em projetos de habitação sustentável.
Essas ferramentas avançadas permitem que os pesquisadores desenvolvam materiais mais fortes e duráveis que atendam às demandas da infraestrutura moderna.
[1] Uma alternativa a esse processo é o cimento não hidráulico, que se liga sem água. Ele usa CO₂ do ar para endurecer. Este artigo se concentra no processo principal com cimento hidráulico.