Os cimentos de aluminatos de cálcio (CAC) são os ligantes hidráulicos mais utilizados em concretos refratários. No entanto, a presença de CaO em sua composição pode limitar seu uso em elevadas temperaturas nos sistemas Al2O3-SiO2 e Al2O3-MgO. Como importante alternativa ao uso do CAC, destaca-se a sílica coloidal, que proporciona, dentre outras vantagens, maior velocidade de secagem e reatividade ao sistema. Estudos anteriores dos autores deste trabalho indicaram que a adição de microssílica e alumina hidratável podem otimizar o desempenho de concretos contendo sílica coloidal como agente ligante. No entanto, investigações sobre esses sistemas em elevadas temperaturas de trabalho são escassas na literatura. Neste trabalho, o comportamento em diferentes temperaturas de sistemas contendo sílica coloidal foi avaliado quanto à retração linear após queima, porosidade aparente, resistência mecânica a frio e a quente. Como referência, foi utilizada uma formulação de concreto contendo cimento de aluminato de cálcio como agente ligante.

Calcium aluminate cements (CAC) are the most used hydraulic binders in refractory castables. However the presence of CaO in the castable composition reduces the refractoriness in the Al2O3-SiO2 and Al2O3-MgO systems. In this context, colloidal silica has been pointed out as an important alternative for the CAC use because promotes, among another advantages, easier drying behavior and higher reactivity to the system. Previous works of the authors have indicated that the microsilica and hydratable alumina addition to colloidal silica containing castables can optimize their performance. Nevertheless, researches in these systems at high working temperatures (above 350 ºC) are scarce in the literature. In this work, the colloidal silica bonded castables behaviors at different working temperature were analyzed through the fired linear shrinkage, apparent porosity, mechanical strength and hot modulus of rupture. The obtained results were compared to the CAC containing castable compositions.

Sílica coloidal e alumina hidratável destacam-se como importantes alternativas à substituição do cimento de aluminato de cálcio como agentes ligantes para concretos refratários aluminosos. Baseando-se nas vantagens e desvantagens destes agentes ligantes isentos de CaO, é razoável supor que a combinação de ambos poderia maximizar os benefícios e reduzir os aspectos negativos observados quando estes são individualmente aplicados. A elevada permeabilidade devido à presença de sílica coloidal poderia reduzir os riscos de explosão durante a secagem das composições ligadas por alumina hidratável. Em paralelo, a porosidade total do sistema contendo sílica coloidal poderia ser diminuída devido à presença de alumina hidratável. Neste trabalho, o desempenho de concretos refratários aluminosos contendo sílica coloidal e alumina hidratável como sistema ligante foram avaliados quanto ao comportamento de mistura, permeabilidade, porosidade aparente, resistência mecânica e perfil de secagem.

Colloidal silica and hydratable alumina can be pointed out as important substitutes to the calcium aluminate cements as calcium-free binders for refractory castables. Based on the advantages and drawbacks of these binders, it is reasonable to consider that their combination could maximize the advantages and reduce the negative aspects observed when they are individually used. The high permeability level generated by the colloidal silica would reduce the risks of explosive spalling of hydratable alumina containing castables during first heat-up. Additionally, the total porosity of the colloidal silica containing systems could be decreased due to the hydration of the HA. In the present work, colloidal silica and hydratable alumina were combined in a new calcium-free binding system. Their rheological behavior, permeability level, apparent porosity, mechanical strength and drying rate profile were compared with the performance of each binder individually.