O desenvolvimento de concretos refratários avançados exige uma otimização simultânea das propriedades reológicas (fluidez e trabalhabilidade) e do tempo de desmoldagem desses materiais. Geralmente, tais propriedades, bem como as variáveis que as influenciam, são avaliadas diretamente no concreto refratário por meio de medidas de fluidez e da resistência mecânica. Tal procedimento demanda tempo e limita a investigação sobre todas as possíveis combinações de variáveis que podem influenciar o mecanismo de consolidação a partir de diferentes agentes ligantes. Neste contexto, esse trabalho tem como objetivo apresentar técnicas alternativas que podem facilitar a avaliação da consolidação de suspensões cerâmicas com o uso de diferentes ligantes, correlacionando propriedades macroscópicas como trabalhabilidade e o tempo de desmoldagem de concretos refratários. Tais técnicas consistem em medidas de condutividade elétrica, da temperatura, dos módulos de armazenamento (G') e de perda (G") dos materiais (ensaios reológicos oscilatórios), e da resistência do material a uma deformação axial imposta (ensaios reológicos de força normal).

The development of advanced refractory castables demands a simultaneous optimization of rheological properties (fluidity and workability) and the time for demolding. Generally, such properties and the variables that influence them, (temperature and additives) are directly evaluated in the refractory castable. Nevertheless, such procedure demands time and limits the investigation related to the variables that can influence the suspensions consolidation mechanism. In this context, the objective of this work is to present alternative techniques that could better evaluate the setting of ceramic suspensions containing different binders. The results obtained can be correlated with castable macroscopic properties such as workability and demolding time. These techniques comprise the measurements of electrical conductivity, temperature, storage (G') and loss (G") modulus (oscillatory rheological tests) and material's resistance to an uniaxially imposed elastic deformation (normal force rheological tests).

Recentemente, tem-se dado grande enfoque ao estudo de novos agentes ligantes isentos de cálcio e seu emprego em cerâmicas refratárias. Uma das alternativas sugeridas na literatura é o sol de sílica, capaz de se consolidar por meio da formação de uma rede tridimensional de partículas, garantindo a conformação do corpo cerâmico. No entanto, devido à pouca informação sobre o assunto na área de refratários, faz-se necessário um estudo mais detalhado das interações entre as partículas do sol de sílica com as dos diferentes sistemas cerâmicos em que pode ser adicionada. Tal estudo possibilitaria determinar seu potencial como agente ligante e a otimização do processamento e propriedades dos produtos refratários obtidos. Esse trabalho teve como objetivo investigar o impacto de variáveis como temperatura, dispersante e concentração de agentes de gelificação no comportamento de suspensões de alumina e sol de sílica através de técnicas de reometria. Verificou-se que o sol de sílica pode apresentar bom desempenho como agente ligante para suspensões cerâmicas desde que utilizada a aditivação adequada.

Recently, great efforts have been made on studying calcium-free binder agents and their use in refractory ceramics. The publications suggest silica sol as an alternative binder, which can be gelled through the formation of a three-dimensional network of particles. Therefore, further understanding regarding the interaction between silica sol's and other systems' particles is required. Researches in this area would enable the determination of silica sol's potential as a binder agent and the optimization of the products' process and properties. The objective of this work was to investigate the influence of temperature, dispersant and gelling agents content on alumina suspensions using rheometric techniques. Silica sol presented a good performance as a binder agent for ceramic suspensions when applied with optimized aditivation.

Suspensões cerâmicas com adequado comportamento reológico são imprescindíveis para a aplicação, adequação do processamento e otimização das propriedades finais dos produtos. No entanto, o uso de técnicas de reometria para análise de suspensões cerâmicas foi pouco explorado na literatura, quando comparado a outros sistemas, tais como polímeros fundidos. Desse modo, pretende-se demonstrar que o emprego de técnicas mais modernas de reometria permite uma nova compreensão desses materiais e das interações entre seus componentes. Neste trabalho foi estabelecida uma metodologia de análise para sistemas cerâmicos tendo como objeto de pesquisa uma suspensão de alumina e sol de sílica. Foi realizada uma série de medidas de viscosidade (eta), módulos de armazenamento (G') e de perda (G") e de força normal (Fn), cujos resultados servirão de base para estudos posteriores no mesmo sistema, visando aplicação em concretos refratários.

Ceramic suspensions with suitable rheological properties are essential on application, process control and optimization of end products and properties. Nevertheless, the use of rheometric techniques to analyze such suspensions has been scarcely studied when compared to other systems, such as molten polymers. Therefore, in the present work, novel rheometric techniques will be presented which can allow a further understanding regarding these materials and the interaction among their components. A systematic study applying these techniques was established and the viscosity, storage modulus, loss modulus and normal force measurements were evaluated in a ceramic suspension containing alumina and silica sol. These results will be the fundaments for further studies, aiming their application on refractory castables.

A microssílica é o material superfino (<1µm) mais amplamente utilizado em concretos refratários, pois melhora significativamente seu empacotamento durante a moldagem, sua fluidez e resistência mecânica a verde. Em elevadas temperaturas também são observadas diversas vantagens, tais como aumento na resistência à corrosão e resistência ao choque térmico, características advindas principalmente da fase mulita, que se forma devido à reação entre alumina e microssílica nas condições de trabalho. Entretanto, estudos referentes ao efeito da adição desse material na etapa de secagem, especificamente no comportamento de explosão, ainda são escassos na literatura. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo principal relacionar o teor de microssílica e a variação da temperatura de cura com algumas propriedades dos concretos refratários. Os resultados mostraram que houve aumento da resistência mecânica e redução de permeabilidade com a elevação do teor de microssílica incorporada ao concreto, modificando conseqüentemente o comportamento de explosão. Além disso, tais variáveis também sofreram significativa influência da temperatura utilizada na cura dos concretos.

Microsilica is the most used superfine material (<1µm) in the refractory castables, because it improves its flow, packing density and green mechanical strength. At high temperatures many other advantages are observed, such as the superior corrosion and thermal shock resistances, due to the mullite phase formed by the reaction between alumina and microsilica in the working conditions. Nevertheless, papers relating to the effect of microsílica addition during drying stage are scarce, specifically concerning the explosion behavior. Therefore, the purpose of this work was to establish the relationship between microsílica content and curing temperature variation with some refractory castables' properties. The results showed that higher contents of microsilica on the refractory castables composition promote higher mechanical strength and a reduction of permeability, modifying the castable explosion behavior. The properties evaluated were also effected by the curing temperature applied.