Grandes esforços têm sido empregados nas tentativas de substituição do cimento de aluminato de cálcio por outros tipos de agentes ligantes em concretos refratários. Adições superiores a 2-3% em peso desse ligante podem ser prejudiciais ao comportamento de secagem e a refratariedade em sistemas contendo microssílica. A literatura sugere como interessante alternativa a substituição desse agente ligante pelo sol de sílica, que proporciona, entre outras vantagens, uma maior velocidade de secagem e sinterização do concreto. Neste trabalho, comparou-se o desempenho do cimento aluminoso e do sol de sílica como agentes ligantes para concretos refratários. Os concretos foram avaliados quanto ao comportamento de mistura, secagem, resistência mecânica, permeabilidade, explosão, porosidade e refratariedade sob carga, em diferentes temperaturas e tempos de cura. Os resultados indicaram que o uso do sol de sílica pode apresentar vantagens com relação ao cimento refratário, porém para sua correta utilização novas pesquisas serão necessárias.

Great efforts have been carried out in order to replace the calcium aluminate cement (CAC) by other types of binders in refractory castables. Contents higher than 2-3 wt% of this binder can be deleterious to the drying behavior and to the system's refractoriness when microsilica is present. The literature relates as an interesting alternative the replacement of CAC for silica sol that provides, among another advantage, a higher drying speed and sinterability of the castable. In this work, the performance of CAC and silica sol as binder agents in refractory castables was compared. Their rheological and drying behavior, mechanical strength, permeability, explosion, porosity and refractoriness under load were evaluated. The results showed that the use of silica sol may be advantageous in comparison with the refractory cement, however in order to master the application of this binder, further research is needed.

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.

O crescimento do consumo de aço e da sua tecnologia de produção tem demandado proporcional desenvolvimento dos refratários, sendo umas das principais exigências o aumento de sua vida útil e a redução do tempo de parada dos equipamentos revestidos por esses materiais. Entre as diversas classes de refratários, os concretos vêm ganhando destaque nos últimos anos, principalmente por apresentarem facilidade de aplicação e reparo. Uma vez que esses materiais são aplicados na forma fluida, problemas no processo de secagem são freqüentemente encontrados na indústria. Assim, alguns trabalhos envolvendo aditivos de secagem têm surgido como forma de reduzir a ocorrência de explosões, sem a necessidade de diminuir drasticamente a taxa de aquecimento do refratário após sua aplicação. Entretanto, informações que relacionem a secagem com variáveis intrínsecas do processamento dos concretos ainda são escassas na literatura. Estudos reportam que a variação na quantidade de água influencia significativamente a reologia, e pode facilitar, por exemplo, a adição de fibras durante a mistura. Neste contexto, este trabalho teve como principal objetivo relacionar o teor de água com o comportamento de secagem e explosão de concretos refratários. Verificou-se que a adição de maior quantidade de água durante a mistura resultou em aumento da permeabilidade e queda na resistência a explosão dos concretos.

The growing technology employed on steelmaking industry resulted an equivalent development of refractories, where reductions of maintenance time and increasing working life have been one of the major requirements. The increase of monolithics consumption, especially castables, can be explained by their easy application and repair features. However, as the castables are applied in fluid form, problems with drying stage are frequently verified during this processing step. Studies in this area report the utilization of drying admixtures, which can avoid explosive spalling and optimize the drying rates. However, information about intrinsic variables, like water content, and its influence on the drying behavior of refractories castables are scarce in the technical literature. Thus, the objective of this work was to analyze the impact of water content on drying and explosive spalling behavior of refractory castables. The increase of water content resulted in castables with superior permeability and lower explosion resistance.

A crescente evolução tecnológica aliada ao aumento na utilização de concretos refratários têm estimulado o aprofundamento nos estudos sobre as relações granulometria/reologia nesses materiais. Normalmente, tais estudos são baseados em distribuições onde a extensão granulométrica é constante e o diâmetro máximo de partícula é próximo a 4750 µm. Entretanto, diferentes aplicações podem requerer a variação desse diâmetro, visando a obtenção de propriedades específicas. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o impacto da extensão e distribuição granulométrica na reologia de concretos refratários zero-cimento (100% Al2O3). Composições foram formuladas segundo o modelo de Andreasen, variando-se os coeficientes de distribuição (q = 0,21; 0,26 e 0,31) e os diâmetros máximos de partícula (D L=2800, 4750 e 8000 µm). As avaliações foram realizadas em um reômetro desenvolvido para concretos refratários e os resultados revelaram uma elevada sensibilidade destes materiais frente às variações granulométricas estudadas, principalmente quando submetidos a ensaios que permitiram simular seu transporte por bombeamento.

The growing technological demand combined with the increase application of refractory castable, has promoted further studies on the rheology of this material. As the rheological behavior is intrinsically linked to the particle size distribution, several analysis have been made aiming to determine the relationship between rheology and the particle size distribution. Usually, such analyses are based on distributions where the particle size range is constant and the maximum particle diameter is close to 4750 µm. However, in order to obtain specific properties, different applications may require changes of this diameter. Due to such needs, the objective of this paper was to evaluate the impact of the range and particle size distribution on the rheology of zero-cement (100% Al2O3) refractory castable. Castables compositions were formulated according to the Andreasen model, varying the distribution coefficients (q = 0,21; 0,26 and 0,31) and the particles maximum diameters (D L = 2800, 4750 and 8000 µm). The evaluations were performed using a rheometer developed for refractory castable. The results revealed a high sensibility of these materials to variations on the particle size distributions studied, mainly when tested under conditions that simulated its pumpability.

O objetivo deste trabalho foi analisar a relação entre a permeabilidade e a secagem de concretos refratários de alta alumina contendo ultrabaixo teor de cimento, preparados segundo diferentes ajustes granulométricos. Alterações nas distribuições acumulada e na discreta de partículas foram efetuadas variando-se respectivamente o coeficiente de distribuição de Andreasen (q) e o diâmetro máximo de partícula da distribuição (Dmax), resultando em concretos com diferentes características porosas e fluidodinâmicas. As diferenças foram associadas a parâmetros de empacotamento de partículas no concreto. Os resultados indicaram que o aumento da distância de separação entre as partículas da matriz (IPS) e a diminuição da distância entre as partículas de agregado (MPT) foram responsáveis pelo aumento exponencial observado para as constantes de permeabilidade k1 e k2 e pela redução linear no tempo de secagem dos concretos. Formulações com distribuição acumulada tendo maior coeficiente de Andreasen (q = 0,31) e distribuição discreta com tamanho máximo de grão de Dmax = 4,75 mm foram as mais permeáveis e tiveram o menor tempo de secagem.

In this work, the relationship between permeability and drying parameters was evaluated for high-alumina ultra-low cement refractory castables prepared according to different particle size distributions. Variations in the cumulative and discrete distributions were carried out by changing respectively the Andreasen's coefficient (q) and the maximum grain size (Dmax). The performance of 9 different compositions were related to particle packing parameters, such as the separation distances between the fine matrix particles (IPS) and between the coarse aggregate grains (MPT). Results revealed that the simultaneous increase in IPS and reduction in MPT were the causes of an exponential increase in the permeability constants k1 and k2 of Forchheimer's equation and also of a linear decrease in the drying time. The formulation with higher Andreasen's coefficient (q = 0,31) and the maximum grain size (Dmax) of 4,75 mm were the most permeable and with the lowest drying time.