Resistência mecânica a quente de concretos refratários aluminosos zero-cimento auto-escoantes contendo adições de microssílica e microssílica coloidal

Abstract

Concretos refratários aluminosos contendo microssílica apresentam um grande potencial de aplicação tecnológica pela possibilidade de formação da fase mulita através da reação entre Al2O3 e SiO2. Porém, segundo o diagrama Al2O3 - SiO2 - CaO, seu uso é limitado a temperaturas próximas a 1300 ºC uma vez que a presença do CaO, contido no cimento de aluminato de cálcio, leva a formação de fases líquidas que prejudicam fortemente a sua resistência mecânica a altas temperaturas. Recentemente foi mostrado a possível presença de uma fase metaestável de baixo ponto de fusão inerente ao diagrama Al2O3- SiO2 que poderia ser a responsável pela redução na resistência mecânica a quente, mesmo para um concreto isento de CaO. A fim de se analisar essa hipótese, foram formulados concretos refratários aluminosos com diferentes teores de microssílica e totalmente isentos de cimento, aluminas de transição (ro-Al2O3) ou de qualquer ligante hidráulico. Os resultados obtidos confirmaram a formação dessa fase metaestável. Com intuito de melhorar o empacotamento do concreto e a reatividade de sua matriz, favorecendo a formação de mulita, foram adicionalmente preparados concretos contendo sílica coloidal e microssílica. O potencial para aplicações tecnológicas dos concretos refratários obtidos são apresentados e discutidos.

Utilização de caulim e meta-caulim em substituição à microssílica em concretos refratários aluminosos auto-escoantes

“…Os trabalhos de Myhre [3,4] e Gerotto [5] apresentam concretos aluminosos auto-escoantes com excelentes valores de resistência mecânica a quente (M.R.Q.) com a utilização da microssílica como formadora da mulita.…”

“…com a utilização da microssílica como formadora da mulita. Uma desvantagem de seu uso é a formação de uma fase meta-estável silico-aluminosa com ponto de fusão em torno de 1300 ºC, inerente a esse sistema Al 2 O 3 -SiO 2 , que reduz consideravelmente a resistência mecânica a quente [5,6].…”

“…As curvas de distribuição granulométrica foram projetadas segundo modelo de Andreasen com coeficiente de distribuição, q = 0,21, o qual tem se mostrado muito útil na obtenção de concretos auto-escoantes [4,5,10]. Para a construção dessas curvas utilizouse o software PSDesigner [11] o qual combina as diferentes matérias-primas selecionadas em função de uma curva alvo desejada.…”

“…O importante nesses experimentos foi manter constante o teor de SiO 2 presente no concreto (6%-p.). Diversos trabalhos em concretos refratários aluminosos [3][4][5] mostram que existe um valor mínimo de ~ 5 a 6%-p de SiO 2 , abaixo do qual a mulitização é insuficiente para o incremento da resistência mecânica a quente.…”

“…3a) mostram a existência de alumina em todas as temperaturas e o aparecimento da mulita somente a 1400 ºC, como o observado em outros trabalhos [3,5].…”