Resumo O óxido de magnésio (MgO) é um material de grande interesse tecnológico na área de refratários devido ao seu custo competitivo e elevada resistência à corrosão quando em contato com escórias alcalinas fundidas. Entretanto, a hidratação deste óxido, resultando na formação de Mg(OH)2, é acompanhada por uma considerável expansão volumétrica, limitando seu uso em concretos refratários. Essa reação pode ser afetada por vários fatores, como: origem da magnésia, seu grau de pureza, reatividade, pH do meio, relação CaO/SiO2 e tempo da reação com a água. Neste trabalho, suspensões contendo diferentes tipos de MgO (cáustico e sínter) e com adições de sais (MgCl2.6H2O e CaCl2.2H2O) foram utilizadas para avaliar a reação de hidratação e efeitos deletérios decorrentes desta transformação. Utilizaram-se as técnicas de termogravimetria, expansão volumétrica aparente, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X para acompanhar a evolução da formação do Mg(OH)2. Verificou-se que amostras preparadas a partir de suspensões de MgO do tipo sínter (calcinado em altas temperaturas) apresentaram menor grau de hidratação após 7 dias de cura a 50 °C e em presença de umidade relativa de 80% e seus efeitos expansivos foram minimizados com a adição de 0,7% em massa de CaCl2.2H2O a este material.

Abstract Magnesium oxide (MgO) is a material of great technological interest for the steel making industry due to its competitive cost and high corrosion resistance when in contact with molten basic slags. However, the hydration of this oxide, resulting in Mg(OH)2, is followed by a significant volumetric expansion, preventing its use in refractory castables. This reaction can be affected by various parameters, such as: magnesia source, its purity level and reactivity, pH medium, CaO/SiO2 ratio of the mixture and the hydration time. In this work, suspensions containing different MgO sources (caustic or dead-burnt) and salts (MgCl2.6H2O and CaCl2.2H2O) were prepared in order to evaluate the hydration reaction and the deleterious effects associated with this transformation. Thermogravimetry, apparent volumetric expansion, scanning electron microscopy and X-ray diffraction techniques were used to follow the Mg(OH)2 formation. According to the results, the dead-burnt MgO (calcined at high temperatures)-based samples presented lower degree of hydration after curing at 50 °C for 7 days in humid environment (relative humidity =80%) and the expansive effects were minimized with the addition of 0.7 wt% of CaCl2.2H2O to this material.

Neste trabalho são apresentadas algumas propriedades relevantes de argamassas leves para revestimento confeccionadas com; cimento, areia, cal, vermiculita e agregados de borracha de pneus reciclados. Tais argamassas foram comparativamente avaliadas em relação a outras feitas com os mesmos componentes exceto o agregado de borracha reciclada de pneus. As propriedades avaliadas no estado a fresco foram; consistência, retenção de água, tempo final da pega, teor de água, densidade de massa (teórica, experimental) e teor de ar incorporado. No estado endurecido avaliou-se a densidade de massa aparente, a resistência à compressão e a resistência de aderência sob tração. Comparando-se os resultados dos ensaios no estado fresco e no estado endurecido, pode se concluir que as argamassas contendo vermiculita expandida e borracha reciclada de pneus, apresentaram propriedades similares no estado fresco, enquanto que no estado endurecido apresentaram melhores resultados de resistência à compressão e aderência, do que aqueles apresentados pelas argamassas que não foram aditivadas com borracha (só com vermiculita). As densidades aparentes das argamassas contendo agregados de borracha reciclada foram naturalmente mais elevadas, porém elas não deixaram de se enquadrar na classe de argamassas leves e apresentaram propriedades no estado fresco e resistência mecânica satisfazendo plenamente às exigências da normalização brasileira pertinente. Os resultados permitem concluir que a combinação borracha e vermiculita em argamassas leves para alvenaria, é uma alternativa viável, aliando aspectos de sustentabilidade e proteção ambiental, além de serem de custo menor comparativamente às argamassas à base apenas de vermiculita.

In this study it is presented some relevant properties of light masonry mortars composed of cement, lime, washed river sand, vermiculite and recycled rubber aggregates from wasted tires. The properties of these mortars were comparatively evaluated to similar ones using the same components except recycled rubber aggregates. The properties in the fresh condition such as; consistency, mass density, mixing water, entrained air content, final set time and the properties in the hardened state such as apparent density, compressive strength and adherence tensile strength, were the comparison parameters. The results indicate that the properties in fresh condition of the rubber containing mortars were similar to those of mortars without rubber aggregates. On the other hand, in the hardened condition the axial compressive strength and adherence tensile strength of the rubber containing mortars were superior to those of mortars without rubber aggregates. The apparent densities of the rubber containing mortars were bigger than the ones without rubber aggregates, however, they still could be categorized as light weight mortars, fully satisfying the Brazilian standards requirements. These findings indicate that the vermiculite and rubber combination are a feasible, cheaper and sustainable alternative for light weight masonry mortars compared to the ones containing only vermiculite.

A técnica "gelcasting", associada à aeração de suspensões cerâmicas, permite a produção de esponjas cerâmicas com uma larga faixa de porosidade. Esponjas à base de alumina foram produzidas com porosidade variando de 62 a 87 %-vol, o que corresponde a densidades relativas entre 0,13 e 0,38. Essas esponjas foram utilizadas para a verificação de modelos, tais como de Mackenzie, de Boccaccini e de Gibson e Ashby, que relacionam a porosidade ou a densidade com os módulos elásticos da cerâmica porosa. Os módulos elásticos de Young, de cisalhamento e a razão de Poisson foram caracterizados através da técnica de ressonância mecânica de barras. Essa técnica permitiu avaliar os valores dos módulos elásticos mesmo com o material tendo macroestrutura celular. Os resultados permitiram verificar qual dos citados modelos oferece melhor descrição do comportamento do módulo elástico em função da porosidade das esponjas cerâmicas.

Broad porosity range can be obtained in ceramic foams employing the gelcasting technique coupled to the aeration of ceramic suspensions. Alumina based foams were produced with porosity in the range of 62 to 87 volume-%, which corresponded to relative densities between 0.13 and 0.38. Fitting models after Mackenzie, Boccaccini and Gibson and Ashby, describing the dependency of elastic moduli on density or porosity, were applied. The bar resonance technique was used to determine the values of Young's modulus, shear modulus and Poisson's ratio of these cellular material. The fitting model that best describe the dependence of elastic moduli on porosity could be identified and discussed.

O presente trabalho procura avaliar a cinética de cura de um concreto refratário de alta alumina com ultrabaixo teor de cimento (2%) por meio da medida in-situ do módulo de cisalhamento, G, utilizando a técnica de ressonância mecânica de barras. As maiores vantagens do presente estudo com relação a outros semelhantes são a utilização de uma técnica não destrutiva que permite grande redução na quantidade de corpos de prova e a maior confiabilidade do resultado devido à maior sensibilidade do equipamento. Adicionalmente, o estudo sugere que o tempo para a desmoldagem seja baseado na rigidez elástica do concreto. Os resultados mostram que a taxa de variação do módulo de cisalhamento com o tempo apresenta picos associados aos processos desenvolvidos durante a cura dos concretos com e sem a adição de pó de alumínio como aditivo de secagem.

This work attempts to evaluate the setting kinetics of a high-alumina refractory castable with ultra-low cement content (2 wt-%) via in-situ measurements of the shear modulus, G, applying a bar resonance method. The main advantages of the present study are the use of a non-destructive technique, which allows great reduction in the required number of samples and a better reliability in the results due to the higher sensitivity of the equipment. Moreover, the stiffness is suggested to be a more adequate parameter for castable demoulding. Results showed that temperature peaks are generated with the shear modulus changes along the setting time and that they were related to specific processes during castables setting, with or without aluminum powder added as drying agent.

Cerâmicas porosas são materiais de grande interesse tecnológico, devido à associação de propriedades únicas como alta refratariedade e inércia química com alta permeabilidade, alta área superficial e baixa condutividade térmica. No entanto, o aumento da porosidade resulta, invariavelmente, na deterioração das propriedades mecânicas. Este trabalho faz uma investigação sobre as propriedades mecânicas de espumas cerâmicas obtidas pela aeração de suspensões associada à polimerização "in situ" de monômeros orgânicos previamente adicionados (processo gelcasting). A macroestrutura resultante deste processo é constituída por poros que tendem a uma geometria esférica, a qual minimiza a concentração de tensões mecânicas. Além disso, as paredes dos poros podem ser completamente densificadas, proporcionando uma microestrutura homogênea. A resistência mecânica de espumas cerâmicas com várias densidades foi avaliada por flexão em quatro pontos e por compressão. Os resultados mecânicos foram analisados através da estatística de Weilbull. O módulo elástico das amostras foi caracterizado pelo método de ressonância mecânica de barras. Os resultados obtidos possibilitam uma melhor compreensão dos fatores que determinam as propriedades mecânicas desta nova classe de material, fornecendo subsídios para futuros desenvolvimentos.

Porous ceramics have great technological importance, since they combine ceramics unique properties, such as refractoriness and chemical resistance, with high surface area, high permeability and low thermal conductivity. Nevertheless, increasing porosity generally deteriorates the mechanical behavior of ceramics. In this work, the mechanical properties of ceramic foams produced by the aeration of ceramic suspensions associated to the polymerization of previously added monomers (gelcasting process) is investigated. The macrostructure that results from this process is constituted of nearly spherical pores, a geometry that minimizes the concentration of mechanical stresses. Moreover the cell walls can be well densified during sintering, resulting in a homogeneous microstructure. The mechanical strength of ceramic foams with several densities was evaluated under 4-point bending test and compression. The results of flexural strength were used to calculate the Weilbull modulus of the samples. The Young's modulus and shear modulus were measured using a mechanical resonance method. The results allowed a better comprehension of the main factors that affect the mechanical properties of this new material category and provided insights for its improvement.