Cimento baixo, cimento ultra-baixo e cimento livre

No início da década de 1970, a Lafarge, na França, desenvolveu com sucesso caixas de cimento de baixo custo, seguido pelo desenvolvimento de caixas de cimento ultra-baixo custo, que ganhou aplicação global na década de 1980.Não há um padrão unificado para categorizar estes castablesDe acordo com as normas ASTM dos Estados Unidos, são definidas com base no teor de CaO no produto.

Ao contrário dos refractários convencionais,Os cimentos de baixo teor de cimento e os cimentos de baixo teor de cimento substituem parcial ou em grande parte o cimento aluminato de cálcio por pós ultrafinos da mesma composição química ou de composição química semelhante à do material principal dos cimentos de baixo teor de cimento.Além disso, são adicionadas pequenas quantidades de dispersantes (redutores de água) e aceleradores de fixação retardada.

Os mecanismos de fixação e de endurecimento de cimento baixo, cimento ultra baixo e cimento livre de cimento diferem dos do cimento aluminato de cálcio convencional.Enquanto o cimento tradicional depende principalmente da ligação de hidrataçãoNo entanto, os casteis de cimento com baixo teor de hidratação apresentam ligação por coagulação, os casteis de cimento com baixo teor de hidratação são predominantemente ligados por coagulação e os casteis sem cimento dependem inteiramente da ligação por coagulação.

O princípio por trás da ligação por coagulação é o seguinte: em caixotes de sílica-alumina contendo SiO2 em pó ultrafinho,mistura do pó com água forma partículas coloidais devido à elevada atividade do pó ultrafinho SiO2A superfície destas partículas coloidais dissocia os grupos Si-OH em Si-O− e H+, dando às partículas uma carga negativa.Estas partículas carregadas negativamente adsorvem íons Al3+ e Ca2+ liberados lentamente durante a hidrólise do aluminato de cálcioQuando a adsorção atinge o ponto isoelétrico (onde as partículas coloidais são neutras), ocorre a coagulação.Formação de ligações que endurecem através do secado.

Vantagens de cimento baixo, cimento ultra baixo e cimento livre:

1. Reduzido o teor de CaO: O menor teor de CaO reduz a formação de fases de baixa fusão, aumentando a refractariedade, a resistência a altas temperaturas e a resistência à escória, com castas sem cimento oferecendo desempenho superior.
2. Requisitos de água de mistura mais baixos: A água necessária para a mistura é apenas de 1/2 a 1/3 da água necessária para os casteiros refratários convencionais (cerca de 4%­6%), o que resulta numa menor porosidade e numa maior densidade de massa.
3. Força Melhorada: Após a formação e o curado, são gerados produtos de hidratação de cimento mínimos ou nulos. Isto evita uma redução significativa da resistência devido à quebra das ligações de hidratação durante o aquecimento.A resistência aumenta gradualmente com a sinterização a temperaturas mais elevadas.

Materiais de agregados e pó

Cimento baixo, cimento ultra baixo e castas sem cimento podem usar agregados e pós feitos de argila, alta alumina, mullite, corindão, materiais contendo carbono ou carbeto de silício.A escolha dos aglutinantes, tais como o pó ultrafino ou o sódio de sílica/alumina, depende da composição química do agregadoPor exemplo:

• Os castigos à base de corindo devem utilizar alumina em pó ultrafine ou uma combinação de alumina e sílica em pó ultrafine.
• Os castigos de sílica-alumina podem usar só pó de sílica ultrafina, uma combinação de pó de sílica e alumina ultrafina ou só de sílica como aglutinante.

Estes casteis inovadores representam um avanço significativo na tecnologia de materiais refratários, proporcionando um desempenho aprimorado e aplicações mais amplas em indústrias de alta temperatura.