Post on 18-Oct-2015
CONCRETOS REFRATRIOS PARA CIMENTO E CAL:
VII ERURVII ERURENCONTRO DE REFRATRIOSENCONTRO DE REFRATRIOSE USURIOS DE REFRATRIOSE USURIOS DE REFRATRIOS
CONCRETOS REFRATRIOS PARA CIMENTO E CAL:
EVOLUO, PROPRIEDADES E MTODOS DE
APLICAO
Waldir de Sousa Resende
IBAR LTDA
RESUMO
Concretos
Definio
Concretos de Pega Hidrulica
Concretos sem cimento
Concretos de pega qumica
Evoluo dos concretos refratriosConcretos Refratrios
Evoluo dos concretos refratrios
Aplicao projeo e shotcreting
Propriedades
Consideraes finais
CONCRETOS REFRATRIOS
Definio ASTM:
Uma combinao de agregados refratrios e ligantes, que aps a adio de
gua vertido em moldes formando uma
estrutura que adquire resistncia devido a
ao qumica
Funes Agregado e matriz Diversidade de instalao e uso
Fonte: Influencia da Temperatura de Sinterizao nas propriedades de um concreto Refratrio contendo agregado de andaluzita G.C.R. Garcia et al.
70,5
7,2
7,7
5,39,4
Concretos densos
Concretos isolantes
Massa de soca
Plsticos
Argamassas
CONCRETOS REFRATARIOS
TIPOS DE TIPOS DE
CONCRETOS CONCRETOS
Concretos de pega hidrulica
Agente Ligante
Cimento de Aluminato de Clcio
Concretos convencionais (>2,5 %CaO)
baixo teor (BTC 1,0 - 2,5% CaO)
ultra baixo teor de cimento (UBTC 0,2 -1,0% CaO)
CONCRETOS CONCRETOS
REFRATRIOSREFRATRIOSConcretos sem Cimento Agentes ligantes:
Silica Coloidal Aluminas Reativas
Concretos de Liga Qumica Agentes ligantes:
Monofosfato de Aluminio Acido Fosforico Fosfatos de Sodio
Concretos Refratrios Pega Hidrulica
Retardador
Nucleao
PrecipitaoTempo
Acelerador
gua
REATIVIDADE DAS FASES REATIVIDADE DAS FASES -- CIMENTO CIMENTO
ALUMINOSO: ALUMINOSO:
CC33A; CA; C1212AA77; CA; CA; CA; CA22, CA, CA66..
PROCESSO DE HIDRATAPROCESSO DE HIDRATAO O
DISSOLUO,DISSOLUO,
NUCLEAO NUCLEAO
PRECIPITAO.PRECIPITAO.Dissoluo
Reao
Tempo
RM
PRECIPITAO.PRECIPITAO.
TEMPTEMP HIDRATAOHIDRATAO REAOREAO
< 10 C< 10 C CA + 10HCA + 10H CAHCAH1010
1010--27 C27 C2CA + 11H2CA + 11H
CA + 10 HCA + 10 H
CC22AHAH88 + AH+ AH33
CAH10CAH10
> 27 C> 27 C3CA + 12H3CA + 12H CC33AHAH66 + 2AH+ 2AH33
6
C
A
6
C
A
6CAH1
0
6CAH1
0
3C2
AH8
+3AH3
3C2
AH8
+3AH3
2C3
AH6
+4AH3
2C3
AH6
+4AH3
Baixa temperatura
+ 60 H
+ 33 H+ 24 H
Concretos Refratrios Pega Hidrulica
> 27 C> 27 C2CAH2CAH1010
3C3C22AHAH88
CC22AHAH88 + AH+ AH33 + 9H+ 9H
2C2C33AHAH66 + AH+ AH33 + 9H+ 9HAlta temperatura
Fonte: TP-GB-RE-LAF-071 - kerneos
CAHCAH1010 C2AH8 CC33AHAH66
Concreto a base de slica coloidal
Processo de gelificao uso de MgO; CaO;
Fosfatos, Cimento aluminoso
formao de ligao siloxano e rede
tridimensional
Vantagens
Reduo do tempo de cura
Silica Sol I II
SiO2 (%) 30 - 31 40 - 41
Na2O (%) 0,6 0,6
Concretos Refratrios sem Cimento
Si-OH + Si-OH ---> Si -O- Si + H2O
Reduo do tempo de cura
Maior taxa de velocidade de aquecimento
Menor sensibilidade a exploso
Maior estabilidade volumtrica
Menor deformao a altas temperaturas
Dificuldades
Maior sensibilidade a formao de trincas
Dificuldade de ajuste do tempo de pega
Na2O (%) 0,6 0,6
pH 9,5 - 10,5 9,0 - 10,5
Viscosidade (cP-25C) 6 25
Area Superficial(m2/g)
375 200
Densidade (g/cm3) 20C 1,20 - 1,22 1,28 - 1,35
Tamanho de Particulas (nanometro) 10 ~20 10 ~20
Concreto a base Liga Fosftica
Processo de pega
reao com MgO - formao de MgHPO4 ou
Mg(H2PO4 )2
Cimento aluminoso - formao de Ca(H2PO4)2
Reao com impurezas: carbonatos alcalinos;
Fosfato de dihidrogenioaluminio
A(Liquido)
H3PO480%
P2O5 (%) 33 58
Al2O3 (%) 8,5
pH 1,4 ~ 1,0
Densidade (g/cm3) 20C 1,47 1,64
Concretos Refratrios sem Cimento
sulfetos, metais
As reaes so reversveis antes de tratamento
trmico >350C
Exemplo de Reao: alumina + fosfato de
dihidrogenio alumnio
2 Al(H2PO4)3 + Al2O3 2 Al2(HPO4)3 + 3 H2O
Al(H2PO4)3 + Al2O3 3 AlPO3 + 3 H2O
2 Al(H2PO4)3 + (calor) Al2(H2P2O7)3 + 3 H2O
n Al2(H2P2O7)3 + (calor [Al(PO3)3]n + H2O
(g/cm3) 20C 1,47 1,64
CONCRETO DE LIGA FOSFTICA
CONCRETO CONVENCIONAL
00,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 100 200 300 400 500 600
T
a
x
a
d
e
s
a
d
a
d
e
g
u
a
(
g
/
m
i
n
)
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 100 200 300 400 500 600
T
a
x
a
d
e
s
a
d
a
d
e
g
u
a
(
g
/
m
i
n
)
Temperatura (C)
Concretos Refratrios - Secagem
Supercastibar DD45Supercastibar 70 NF
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 5 10 15 20
T
a
x
a
d
e
s
a
d
a
d
e
g
u
a
(
g
/
m
i
n
)
Tempo (h)30C por hora 50C por hora 70C por hora
0 100 200 300 400 500 600
T
a
x
a
d
e
s
a
d
a
d
e
g
u
a
(
g
/
m
i
n
)
Temperatura (C)30C por hora 50C por hora 70C por hora
Temperatura (C)15C por hora 20C por hora
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 10 20 30 40
T
a
x
a
d
e
s
a
d
a
d
e
g
u
a
(
g
/
m
i
n
)
Tempo (h)15C por hora 20C por hora 30C por hora
Supercastibar DD45
Supercastibar 70 NF
Concretos Refratrios - Evoluo
Concreto Convencional 1932 - 1971
Concreto baixo Teor de Cimento 1970 1980
Concreto de U.B.T. Cimento 1980 - 1988
Revestimento Monoltico em Panelas 1984 - 1988
Concretos Aplicados por Shotcreting 1991 - 1997
Concretos Auto Escoantes 1991 2001
Concretos sem Cimento 1994 2002
Concretos de Liga Fosftica 2003 - 2008
Adio de materiais nanomtricos. 2008...
Concretos Refratrios - Aplicao
30
60 8 4shotcreting (16 ncoras)
Soldagem Isolamento Preparao de Moldes Instao
102 min
120 min
30
30
60
60
30
20
30
10
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Vertimento (16 ncoras)
Projeo (16 ncoras)
150 min
Tempo estimado em mo de obra necessria para instalao de 1 m2 de revestimento com ancoragem
Espessura do revestimento 215 mm (100mm de isolamento e 115 mm de trabalho)
Ref Olsen, E.; World Cement, December 2006
Concretos Refratrios - Aplicao
Projeo Shotcreting
Tipo de concreto Convencional Fluncia Livre Bambevel
Tipo de equipamento Rotor ou dupla cmara
Misturador de ps (150 a 300 l)
Ar comprimido
Mangueiras
Misturador de alta energia
Bomba de duplo pisto
Ar comprimido, dutos metlicos
Bomba de aditivos, mangueiras
Custo do equipamento Mquina de projeo
~U$ 36.000,00
Sistema de bombeamento
~U$ 140.000,00
Presso de transporte do < 6,0 bar ~200 barPresso de transporte do
material
< 6,0 bar
Concreto semi-seco
~200 bar
concreto mido
Adio de lquido no bico gua + aditivo
% gua: 5 a 10%
gua preumidecimento: ~ 3%
gua + agente floculante
% gua: 5 a 8%
(silicato de sdio, cal, etc)
Rebote
Formao de poeira
Convencional 10 a 20%
Reduo de formao de p
Praticamente sem rebote
No h formao de p
Instalao Capacidade: 100 Kg/min
Procedimento: fcil
Capacidade: 250- 600 Kg/min
Procedimento: difcil (entupimento)
Propriedades do material
aplicadoPrximos a produtos aplicado por
shotcreting
Propriedades similares aplicao
por fluncia livre
Concretos Refratrios Aplicao
Fonte: Mizuma, Y. et al, Development of New DryGunning Method Unitecr2011
Concretos Refratrios Propriedades
RCF (MPa) 1000C
758595105115125135145
15253545556575
0 20 40 60 80
Supercastibar DD 65 brasilcast 270 GUN
Supercastibar 510 SiC Supercastibar 250 GUN SiC
Petrobond 70 GUN
Concretos Refratrios Propriedades
MEA (g/cm3) 1000C
2,402,452,502,552,602,652,702,752,80
2,102,152,202,252,302,352,402,45
0 20 40 60 80
Supercastibar DD 65 brasilcast 270 GUN
Supercastibar 510 SiC Supercastibar 250 GUN SiC
Petrobond 70 GUNMquina: AllentonPresso na cmara: 4 Kgf/cm2Presso do bico: 2,5 - 3,5 Kgf/cm2Tipo de bico: rgido espirolado 16 furos
Concretos Refratrios Propriedades
EROSO (cm3) 1000C
6
8
10
12
0
2
4
0 20 40 60 80
Supercastibar DD 65 brasilcast 270 GUN
Supercastibar 510 SiC Supercastibar 250 GUN SiC
Petrobond 70 GUN
Concretos Refratrios - Propriedades
Concretos RefratriosConcretos RefratriosConcretos RefratriosConcretos Refratrios SupercastibarSupercastibarSupercastibarSupercastibar530 530 530 530 SiCSiCSiCSiCSupercastibarSupercastibarSupercastibarSupercastibar250 GUN 250 GUN 250 GUN 250 GUN SiCSiCSiCSiC
SupercastibarSupercastibarSupercastibarSupercastibarDD 60DD 60DD 60DD 60
RCTA (MPa) 110Cx24 h 90 91 60
1000Cx5h 100 105 80
1400Cx5h 85 104 80
MEA (g/cm3) 1000C 2,84 2,37 2,55
VLD (comprimento) (%) 1400Cx5h -0,4 -0,1 0,6ANLISE QUMICA (%)
Al2O3 56,0 48,0 68,0
SiO2 14,0 35,4 27,0SiO2 14,0 35,4 27,0
Fe2O3 1,0 1,0 0,7
CaO 1,5 4,5 1,3
SiC 27,0 10,0 -
Mtodo de AplicaoAuto escoantegua 6 %
Projeogua 6,5%
Vibraogua 5,0%
MATERIAS PRIMAS
Chamote AluminosoCarbeto de SilicioCimento Aluminoso
Aditivos
Chamote SlicoAluminoso
Carbeto de SilicioCimento Aluminoso
Aditivos
Chamote AluminosoAlumina Fundida
Cimento AluminosoAditivos
Concretos Refratrios
CONSIDERAES FINAIS
Os concretos de BTC aplicados por vibrao, ainda se mantm numa perspectiva estvel de uso em funo de seu desempenho
Os concretos contendo cimento continuam ainda a dominar a produo dos produtos monolticos
A tcnica de projeo uma alternativa vivel ao mtodo de Shotcreting em A tcnica de projeo uma alternativa vivel ao mtodo de Shotcreting em funo do desenvolvimento de novos materiais e ainda por apresentarem propriedades fsicas similares.
Estudos atualmente em desenvolvimento visam a obteno de concretos sem cimento aplicados por projeo. Neste caso, a grande vantagem a eliminao do tempo de cura e uso de curvas de aquecimento mais rpidas.
Capa:
Informaes:
Participantes:
Programao:
Ttulos:
Interceran:
Dia 17:
Dia 18:
Dia 19: