Os concretos refratários com baixo teor de cimento são comparados aos concretos refratários de cimento aluminato tradicionais. A quantidade de cimento adicionada aos concretos refratários de cimento aluminato tradicionais é geralmente de 12 a 20%, e a quantidade de água adicionada é geralmente de 9 a 13%. Devido à alta quantidade de água adicionada, o corpo do concreto apresenta muitos poros, não é denso e apresenta baixa resistência. Devido à grande quantidade de cimento adicionado, embora resistências normais e em baixas temperaturas mais elevadas possam ser obtidas, a resistência diminui devido à transformação cristalina do aluminato de cálcio em temperaturas médias. Obviamente, o CaO introduzido reage com SiO2 e Al2O3 no concreto, gerando algumas substâncias de baixo ponto de fusão, resultando na deterioração das propriedades do material em altas temperaturas.
Ao utilizar tecnologia de pó ultrafino, aditivos de alta eficiência e gradação científica de partículas, o teor de cimento do concreto é reduzido para menos de 8% e o teor de água para ≤7%, e um concreto refratário de série com baixo teor de cimento pode ser preparado e levado a O teor de CaO é ≤2,5%, e seus indicadores de desempenho geralmente excedem os de concretos refratários de cimento de aluminato. Este tipo de concreto refratário tem boa tixotropia, ou seja, o material misturado tem uma certa forma e começa a fluir com uma pequena força externa. Quando a força externa é removida, ele mantém a forma obtida. Portanto, também é chamado de concreto refratário tixotrópico. O concreto refratário autofluxo também é chamado de concreto refratário tixotrópico. Pertence a esta categoria. O significado preciso de concretos refratários de série com baixo teor de cimento não foi definido até agora. A Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) define e classifica concretos refratários com base em seu teor de CaO.
Densidade e alta resistência são as características marcantes dos concretos refratários da série de baixo teor de cimento. Isso é bom para melhorar a vida útil e o desempenho do produto, mas também traz problemas para o cozimento antes do uso, ou seja, o vazamento pode ocorrer facilmente se você não for cuidadoso durante o cozimento. O fenômeno de ruptura do corpo pode exigir um novo vazamento, no mínimo, ou pode colocar em risco a segurança pessoal dos trabalhadores ao redor em casos graves. Portanto, vários países também realizaram vários estudos sobre o cozimento de concretos refratários da série de baixo teor de cimento. As principais medidas técnicas são: formulando curvas de forno razoáveis e introduzindo excelentes agentes anti-explosão, etc., isso pode fazer com que os concretos refratários A água é eliminada suavemente sem causar outros efeitos colaterais.
A tecnologia de pó ultrafino é a tecnologia-chave para concretos refratários de baixa série de cimento (atualmente, a maioria dos pós ultrafinos usados em cerâmicas e materiais refratários estão, na verdade, entre 0,1 e 10 m, e funcionam principalmente como aceleradores de dispersão e densificadores estruturais). O primeiro torna as partículas de cimento altamente dispersas sem floculação, enquanto o último preenche totalmente os microporos no corpo de vazamento e melhora a resistência.
Os tipos de pós ultrafinos comumente usados atualmente incluem SiO2, α-Al2O3, Cr2O3, etc. A área superficial específica do micropó de SiO2 é de cerca de 20 m2/g, e seu tamanho de partícula é de cerca de 1/100 do tamanho de partícula de cimento, portanto, tem boas propriedades de enchimento. Além disso, o micropó de SiO2, Al2O3, Cr2O3, etc. também pode formar partículas coloidais em água. Quando um dispersante está presente, uma dupla camada elétrica sobreposta é formada na superfície das partículas para gerar repulsão eletrostática, que supera a força de van der Waals entre as partículas e reduz a energia da interface. Isso evita a adsorção e a floculação entre as partículas; ao mesmo tempo, o dispersante é adsorvido ao redor das partículas para formar uma camada de solvente, o que também aumenta a fluidez do concreto. Este também é um dos mecanismos do pó ultrafino, ou seja, a adição de pó ultrafino e dispersantes apropriados pode reduzir o consumo de água dos concretos refratários e melhorar a fluidez.
A pega e o endurecimento de concretos refratários com baixo teor de cimento são o resultado da ação combinada da ligação por hidratação e da ligação por coesão. A hidratação e o endurecimento do cimento de aluminato de cálcio ocorrem principalmente pela hidratação das fases hidráulicas CA e CA2 e pelo processo de crescimento cristalino de seus hidratos, ou seja, eles reagem com a água para formar flocos hexagonais ou CAH10, C2AH8 em forma de agulha. Produtos de hidratação, como cristais cúbicos de C3AH6 e géis de Al2O3ΰq, formam uma estrutura de rede de condensação-cristalização interconectada durante os processos de cura e aquecimento. A aglomeração e a ligação ocorrem devido ao pó ultrafino de SiO2 ativo, que forma partículas coloidais ao encontrar a água e encontra os íons que se dissociam lentamente do aditivo adicionado (ou seja, substância eletrolítica). Como as cargas superficiais dos dois são opostas, ou seja, a superfície coloidal adsorveu contra-íons, causando o £2. O potencial diminui e a condensação ocorre quando a adsorção atinge o "ponto isoelétrico". Em outras palavras, quando a repulsão eletrostática na superfície das partículas coloidais é menor que sua atração, a ligação coesiva ocorre com o auxílio da força de van der Waals. Após a condensação do concreto refratário misturado ao pó de sílica, os grupos Si-OH formados na superfície do SiO2 são secos e desidratados para formar uma ponte, formando uma estrutura de rede de siloxano (Si-O-Si), endurecendo assim. Na estrutura de rede de siloxano, as ligações entre silício e oxigênio não diminuem com o aumento da temperatura, portanto, a resistência também continua a aumentar. Ao mesmo tempo, em altas temperaturas, a estrutura de rede de SiO2 reage com o Al2O3 envolvido nela para formar mulita, o que pode melhorar a resistência em temperaturas médias e altas.
Horário da publicação: 28 de fevereiro de 2024
