Search

O estado de dispersão da matriz de um concreto refratário apresenta uma grande influência no comportamento reológico desse material, determinando as técnicas utilizadas para a sua aplicação. Tais métodos normalmente exigem a preparação de concretos com elevada fluidez, que possam ser bombeados com facilidade e sejam capazes de preencher moldes de formato complexo sem a necessidade de aplicação de vibração. Entretanto, embora tais requisitos favoreçam uma boa trabalhabilidade do concreto, tendem a aumentar o tempo requerido para efetuar a desmoldagem do corpo conformado. Uma vez que o desenvolvimento da resistência mecânica do concreto está intimamente relacionado ao processo de hidratação do ligante hidráulico, este necessita ser controlado quando se busca a redução do tempo para a desmoldagem. Tal controle depende de um profundo conhecimento das variáveis que determinam a cinética das reações. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o de avaliar a influência do tipo de ligante hidráulico, da temperatura e da presença de finos (matriz) ou de aditivos inorgânicos adicionados ao concreto sobre o processo de hidratação por meio de medidas de temperatura e ensaios reológicos oscilatórios em função do tempo.The dispersion of refractory castables matrix presents a great influence on their rheological behavior, which defines the most appropriate methods for placing these materials. The growing demand for automatically transported refractory castables has promoted the use of pumpable castables, usually specified as self flow compositions. Nevertheless, castables with higher fluidity present longer workability, leading to extended demoulding times. Because the strength development is intimately linked to the hydration process of calcium aluminate cement or hydratable alumina, it needs to be controlled in order to reach the minimum time for demoulding, contributing to reducing overall costs. The control of cement hydration depends on the knowledge of the variables that determine the kinetics of the involved reactions. In this context, the objective of this work was to evaluate the influence of the sources of the hydraulic binder, the temperature and the presence of matrix or inorganic additives on the hydration process, carried out through temperature measurements and oscillatory rheological tests, as a function of the time.

Um dos aspectos principais para o desenvolvimento de concretos refratários está no aprimoramento dos conhecimentos sobre o cimento de alta alumina ou cimento de aluminato de cálcio (CAC), já que esse ligante é o mais utilizado nesta classe de produtos. O objetivo desse trabalho foi o de analisar as informações disponíveis na literatura para se obter um conhecimento mais aprofundado dos mecanismos de ação dos aditivos retardadores e aceleradores da pega deste cimento. Da análise dos dados compilados pode-se concluir que os aditivos retardadores agem geralmente de duas maneiras: 1) dificultando o processo de dissolução do cimento, por meio da formação de barreiras insolúveis ao redor das suas partículas e 2) favorecendo a formação de hidratos mais solúveis, o que aumenta o tempo necessário para que se inicie a precipitação. Por outro lado, os aditivos aceleradores de pega podem atuar favorecendo a formação de hidratos menos solúveis, diminuindo assim o tempo necessário para a precipitação ou ainda pela formação de núcleos iniciadores do processo de crescimento dos cristais dos hidratos. A análise destas informações leva a constatação de que a ação de alguns aditivos retardadores e aceleradores ocorre em estágios distintos no processo de hidratação do CAC. Portanto, pode-se imaginar uma situação onde a combinação desses dois aditivos poderia conferir um tempo de trabalhabilidade adequado e seguro, aliado a um curto tempo de desmoldagem.One of the main aspects for the development of refractories castables is to master the knowledge regarding calcium aluminate cement (CAC), as this binder is the most applied in these products. The objective of this work was to analyze the available information in the literature in order to explain the understanding regarding the actions of retarder and accelerator additives in the setting mechanisms of CACs. The analysis of the compiled information pointed out that the retarder additives, in a general way, act in two ways: 1) inhibiting the process of cement dissolution, by the build up of insoluble barriers around the cement particles, and 2) enhancing the formation of more soluble hydrates, which increase the time necessary for the hardening beginning. On the other hand, the accelerators can induce the formation of less soluble hydrates, diminishing the time necessary for the setting or speeding up the beginning of the hydrate nucleation. The overall analysis pointed out that the action of some retarder and accelerators additives takes place in different periods of the setting time of the CACs. This aspect allows the combination of additives confering a good workability associated to a short demolding time.

Os benefícios proporcionados pela adição de carbono em concretos refratários têm ampliado a utilização destes materiais em aplicações siderúrgicas. Contudo, um dos problemas que ainda limita o emprego de concretos refratários contendo elevado teor de carbono é a corrosão de pós metálicos comumente empregados para conter a oxidação do carbono a altas temperaturas. Estudos preliminares mostraram que a corrosão das partículas metálicas é diretamente afetada pelas condições alcalinas promovidas pela presença de cimento. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da temperatura e a influência de diferentes agentes ligantes sobre a resistência à corrosão de pós metálicos (Al e Si) em água e em concretos refratários contendo elevado teor de carbono. Para isso, foi empregada uma técnica capaz de detectar a liberação de gás H2 como produto da reação de corrosão dos metais. Os resultados obtidos revelaram a possibilidade de aplicação dos pós metálicos em concreto refratário através da escolha de um ligante apropriado.The benefits promoted by carbon addition in refractory castables have led to an increase in the use of such materials in the steel making industry. Nevertheless, one of the problems that still hinder the use of high-carbon-containing castables is the corrosion of metal powders commonly used to prevent carbon oxidation at high temperatures. Preliminary studies have pointed out that the metal powders corrosion within the castables is affected by the aggressive alkaline conditions promoted by cement hydration. The present work aimed to evaluate the effect of temperature as well as the influence of different binders on the corrosion resistance of Al and Si powders in water and in high-carbon containing castables. A technique able to detect the H2-gas release was used to identify the metal powders corrosion. The results revealed the possibility of applying Al or Si powders in these systems through the selection of a suitable castable binder.

A aplicação de concretos refratários, principalmente na siderurgia, é um processo em constante evolução, que apresenta uma forte dependência dos avanços dos conhecimentos sobre os ligantes hidráulicos. Isso se deve a influência exercida por estes ligantes nas propriedades reológicas e desenvolvimento de resistência mecânica de concretos. O processo de hidratação dos ligantes é sensivelmente influenciado pela presença de aditivos, afetando o tempo requerido para efetuar a desmoldagem do corpo conformado. Além disso, a adição de alumina ao cimento também influencia o seu comportamento de hidratação, bem como a extensão do período de indução, a composição das fases e dos produtos de hidratação. Assim, neste trabalho foi estudada a influência da presença de aditivos dispersantes e/ou acelerador no processo de hidratação de cimento e cimento-matriz. Independente do sistema, os aditivos dispersantes atuaram como retardadores do processo de hidratação, principalmente para o caso do ácido cítrico e citrato de diamônio. Tais aditivos apresentaram-se também como os mais eficientes para a combinação com o acelerador Li2CO3, resultando em um tempo de pega intermediário. Isto mostra ser possível controlar a trabalhabilidade reduzindo o tempo para a desmoldagem.A growing demand for refractory castables with specific behaviors has been promoting a continuous technological evolution, in which, one of the most important aspects concerns in a deep knowledge of hydraulic binders. These materials present a great influence on the rheological properties and mechanical strength development of castables, defining their workability periods and demoulding times, respectively. The hydration process of calcium aluminate cement is influenced by the presence of additives, which affects the setting and demoulding time of the shaped body. Besides that, the alumina addition to cement also influences the hydration behaviour, as well as, the length of the induction period, the composition of the phases and of the hydration products. Therefore, in this work it was studied the influence of the dispersant and/or accelerator additives on the hydration process of calcium aluminate cement and cement-matrix. Independent of the system, the dispersant additives acted as retarders on hydration process, mainly the citric acid and diammonium citrate. These additives were the most efficient to combine with the accelerator (Li2CO3) resulting an intermediate setting time, good workability and a short demolding time.

Processos envolvendo altas temperaturas consomem grandes quantidades de energia, influenciando o custo final de produtos. Assim, uma necessidade emergente na área de cerâmicas refratárias é o desenvolvimento de materiais isolantes para altas temperaturas. Esses materiais devem apresentar poros pequenos, serem pouco permeáveis, apresentar adequada resistência mecânica e baixa retração volumétrica quando em uso. Portanto, esse trabalho teve como objetivo avaliar a influência do método de produção da suspensão nas propriedades de cerâmicas porosas obtidas por meio da incorporação de uma espuma aquosa. Esta avaliação foi realizada utilizando-se medidas de porosidade, retração linear e resistência mecânica. Os resultados obtidos mostraram que a otimização da suspensão pode ser obtida pela escolha adequada da matéria-prima, bem como do teor de sólidos, resultando em cerâmicas com maior porosidade aliada a adequada resistência mecânica.Processes involving high temperatures consume great amounts of energy, influencing the final cost of the products. Therefore, there is a clear market need for the development of refractory ceramics with insulating properties for high temperatures application. These materials should present small pores, low permeability, suitable mechanical resistance and low volumetric shrinkage. In this work, the influence of the suspensions in the properties of porous ceramic, obtained by foam incorporation into the ceramic suspension, was evaluated through porosity, linear shrinkage and mechanical strength measurements. The results showed that the appropriate choice of raw materials, as well as solids content of the suspension, resulted in larger porosity. Such aspects should provide porous ceramic with higher mechanical strength due to their superior strut density.

Cerâmicas porosas têm sido aplicadas em processos de refino, microfiltração de líquidos e emulsões e, também, como isolantes térmicos a altas temperaturas. Embora exista uma vasta aplicação tecnológica destes materiais, há poucos estudos na literatura sobre a obtenção de cerâmicas usando-se espuma como precursora da porosidade e seus efeitos nas propriedades finais do corpo. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho compreende a avaliação de distintos agentes químicos espumantes catiônicos e aniônicos e de um agente viscosificante na produção e estabilidade de espumas aquosas. Os critérios de avaliação destes aditivos foram o volume de espuma produzido, o tempo para colapsar as bolhas de ar e a natureza química dos surfactantes. Os corpos cerâmicos porosos obtidos foram avaliados quanto à sua porosidade, densidade e distribuição de tamanho de poros.Porous ceramics have been applied in the refining process, micro filtration of liquids and emulsions and, also, as thermal insulators for high temperatures. Nevertheless, there are few studies in the literature concerning the production of ceramics using foam as the porosity precursor and its effect on the final properties of the material. Thus, the objective of this work comprises the evaluation of the different cationic and anionic foaming chemical additives, and a thickening agent on the production and stabilization of the water based foams. The evaluating criteria of these agents involved the foam volume generated, the time for the coalescence of the air bubbles and the chemical nature of the surfactants. The properties of the porous ceramic samples were carried out considering the porosity, the density and the distribution of pore size.

Devido ao custo da energia, tem crescido o interesse pelo uso de cerâmicas refratárias porosas como isolantes térmicos para aplicações em altas temperaturas. Isso se deve ao fato desses materiais aliarem propriedades intrínsecas das cerâmicas, como inércia química e refratariedade, à baixa condutividade térmica dos porosos. Uma das técnicas utilizadas na obtenção desses materiais consiste na adição de compostos orgânicos à matriz cerâmica, os quais volatilizam durante a queima. Essa técnica pode ter seu desempenho aprimorado (porosidade controlada) pela utilização da heterocoagulação entre as partes inorgânicas e orgânicas. O objetivo desse trabalho foi avaliar o impacto da heterocoagulação na fabricação de cerâmicas porosas utilizando PVC ou amido como aditivo orgânico e alumina como componente inorgânico. Foram definidas as condições mais favoráveis à heterocoagulação para os dois incorporadores. Independente do tipo de incorporador, o aumento do teor utilizado resultou em cerâmicas mais porosas. Entretanto, um teor máximo de 50vol% do material orgânico foi escolhido, uma vez que maiores teores resultam em uma resistência mecânica insatisfatória. Verificou-se ainda que, em comparação com o processo convencional, as cerâmicas produzidas por heterocoagulação apresentaram maior homogeneidade microestrutural e resistência mecânica.The crisis faced by the energy sector has led to a growing interest in the use of refractory porous ceramics as high temperature insulators, due to their unique combination of properties: chemical inertia, refractoriness and low thermal conductivity. Among the several techniques employed in the production of these materials, the addition of organic particles, which volatilize during the first heat-up, to the ceramic matrix is one of the most promising techniques. This procedure can be optimized in order to attain a better control over the porosity using the heterocoagulation of the inorganic and organic parts of a suspension. The purpose of the present work was to evaluate the impact of the heterocoagulation on the production of porous ceramics using PVC and starch as organic and alumina as inorganic compounds. The most suitable conditions to promote heterocoagulation of the constituents were previously determined. The increasing of the volume fraction of the organic parts generated more porous materials for both additives. However, the maximum amount of organics was set in 50 vol.% in order to achieve acceptable mechanical strength. It was also found out that compared to the conventional process, the porous ceramics obtained by heterocoagulation presented superior microestrutural homogeneity and mechanical strength.