Em geral, a aplicação de materiais cerâmicos envolve a ocorrência de tensões térmicas que podem encurtar consideravelmente o seu tempo de operação. Uma das propriedades mecânicas mais relevantes para a avaliação da resistência ao dano por choque térmico é a energia de fratura. Para se obter isso, é necessário que ao longo do teste se atinja uma condição de crescimento estável de trinca. Neste artigo, analisa-se o teste de flexão em três pontos para se determinar como a rigidez da máquina de ensaio influencia a taxa de deslocamento do ponto de aplicação de carga. Para o estabelecimento da estabilidade do crescimento de uma trinca, é importante a compreensão das diferenças entre as taxas de deslocamento registradas e as ajustadas. Esta afirmação é corroborada por dados experimentais obtidos com concretos refratários de alta alumina e baixo cimento.

Applications of ceramic materials usually involve thermal stresses that can reduce their lifetime considerably. One of the most relevant mechanical properties for evaluating thermal shock damage resistance is the energy of fracture. In order to obtain this property, a stable crack growth regimen must be achieved throughout the test. In this paper, three-point bending tests are analyzed to determine how machine stiffness influences load point displacement rates. Understanding the differences between recorded and adjusted displacement rates is important in determining the stability of crack growth. This statement is corroborated by experimental data on sintered high-alumina, low-cement refractory castables.

A adição de fibras poliméricas pode auxiliar no aumento da resistência à explosão de concretos refratários por meio de dois mecanismos principais: aumento de permeabilidade ou reforço mecânico. Já as firas metálicas apresentam um potencial de reforço para a secagem, por manterem valores altos de resistência mecânica e de módulo de elasticidade na faixa de temperaturas crítica, entre 150 e 200 ºC. Neste trabalho, estudou-se o comportamento mecânico e de secagem de concretos contendo fibras metálicas curtas e longas, comparando-os com fibras poliaramídicas (PAr). As fibras metálicas aumentaram consideravelmente a energia de fratura, porém foram pouco eficientes na contenção do dano de secagem. O volume unitário dessas fibras, três ordens de grandeza superior ao da PAr, resulta em uma menor quantidade de fibras por unidade de volume. Por isso, solicitações mecânicas na matriz são menos beneficiadas pelo reforço gerado por essas fibras. Os resultados mostram a importância de considerar a escala das solicitações para definir a geometria dos elementos de reforço, a fim de otimizar seu desempenho.

The addition of fibers to refractory castables can improve their dry-out behavior by two main mechanisms: permeability increase or mechanical reinforcement. Steel fibers present a great potential as reinforcement, because their tensile strength and modulus of elasticity are maintained even at high temperatures. In this work, the mechanical behavior and the resistance to spalling on the drying of a refractory castable containing short and long steel fibers (from 2 to 25 mm long) were evaluated, and compared to the behavior of the same castable with polyaramid (PAr) fibers. The steel fibers improved the work-of-fracture but were not efficient in avoiding damage upon drying. Their volume, about one thousand times that of the polymeric fibers, results in a lower number of fibers per unit volume of the castable. Therefore, localized stress fields in the matrix cannot have full benefit from the reinforcement provided by these fibers. The results attested the need of taking into account the magnitude of the expected stress fields in order to define the size and shape of the reinforcement particles that will lead to an optimum performance.

Fibras poliméricas têm sido utilizadas com sucesso para o aumento da resistência ao dano de concretos refratários durante a secagem. Tal aplicação se baseia no aumento de permeabilidade ocasionado pela fusão ou degradação dessas fibras durante o primeiro aquecimento do concreto. Além desse benefício, as fibras poliméricas podem também atuar como reforço, aumentando tanto a resistência mecânica quanto a energia total de fratura, se suas propriedades se mantiverem íntegras até a temperatura de máxima pressurização. Este trabalho tem como objetivo avaliar a resistência mecânica e a energia total de fratura de concretos úmidos e secos, reforçados com diferentes tipos de fibras poliméricas. Verificou-se um grande aumento das propriedades mecânicas com a adição de fibras, sendo que a influência do tipo de fibra adicionado mostrou-se mais acentuada nos ensaios realizados com o concreto seco. Os resultados ajudam a explicar o comportamento dos concretos com fibras durante a etapa de secagem.

Polymeric fibers have been successfully used in order to improve refractory castables' performance during drying. There is a well-known permeability improvement brought upon by these fibers' melting or degradation, during heat up. Additionally, fibers can also provide mechanical reinforcement, increasing the material's strength and its work of fracture, but only if they are not weakened by heat up to the temperature of maximum pressurization of steam. In this paper, the mechanical strength of fiber-containing castables and the work of fracture are greatly increased by the use of short fibers, and these properties were well related to the materials' behavior during drying.