Cemento bajo, cemento ultra bajo y cristables sin cemento

A principios de los años setenta, Lafarge en Francia desarrolló con éxito los castigos de cemento bajo, seguido por el desarrollo de castigos de cemento ultrabajos, que obtuvieron una aplicación global en los años ochenta.No hay un estándar unificado para categorizar estos castables.Según las normas ASTM de los Estados Unidos, se definen en función del contenido de CaO en el producto.

A diferencia de los refractarios convencionales,los materiales de cemento bajo y de cemento ultra bajo sustituyen parcial o en gran medida el cemento aluminato de calcio por polvos ultrafinos de la misma composición química o similar a la del material principal de los materiales de cemento bajoAdemás, se añaden pequeñas cantidades de dispersantes (reducidores de agua) y aceleradores de ajuste retardado.

Los mecanismos de fijación y endurecimiento de los cementos bajos, los cementos ultrabajos y los cementos sin cemento difieren de los del cemento aluminato de calcio convencional.Mientras que el cemento tradicional se basa principalmente en la unión de hidrataciónEn el caso de los castigos de cemento bajo, los castigos presentan tanto una unión por hidratación como por coagulación, los castigos de cemento ultrabajo se unen predominantemente por coagulación y los castigos libres de cemento dependen enteramente de la unión por coagulación.

El principio de unión por coagulación es el siguiente: en los envases de sílice-alumina que contienen SiO2 en polvo ultra fino,mezclar el polvo con agua forma partículas coloidales debido a la alta actividad del polvo ultrafino SiO2La superficie de estas partículas coloidales disocia los grupos Si-OH en Si-O− y H+, dando a las partículas una carga negativa.Estas partículas cargadas negativamente adsorben los iones Al3+ y Ca2+ liberados lentamente durante la hidrólisis del aluminato de calcioCuando la adsorción alcanza el punto isoeléctrico (donde las partículas coloidales son neutras), se produce la coagulación.Formación de enlaces que se endurecen mediante el secado.

Ventajas de los cimenteros bajos, los cimenteros ultrabajos y los cristables libres de cemento:

1. Contenido reducido de CaO: Un menor contenido de CaO reduce la formación de fases de baja fusión, mejorando la refractividad, la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a las escorias, y los castigos sin cemento ofrecen un rendimiento superior.
2. Necesidad de agua de mezcla más baja: El agua necesaria para la mezcla es sólo de 1/2 a 1/3 de la de los castables refractarios convencionales (aproximadamente 4%~6%), lo que resulta en una menor porosidad y una mayor densidad de volumen.
3. Mejora de la fuerza: Después de formar y curar, se generan productos de hidratación de cemento mínimos o nulos. Esto evita una reducción significativa de la resistencia debido a la ruptura de los enlaces de hidratación durante el calentamiento.La resistencia aumenta gradualmente con la sinterización a temperaturas más altas.

Materiales de agregación y polvo

El cemento bajo, el cemento ultra bajo y los castigos sin cemento pueden usar agregados y polvos hechos de arcilla, alta alúmina, mullita, corindón, materiales que contienen carbono o carburo de silicio.La elección de los aglutinantes, como el polvo ultrafino o la sílice/alumina sol, depende de la composición química del agregado.Por ejemplo:

• Los castables a base de corindón deben utilizar alúmina en polvo ultra fino o una combinación de alúmina y sílice en polvo ultra fino.
• Los castrados de sílice-alumina pueden usar solo polvo de sílice ultra fino, una combinación de polvo de sílice y alumina ultra fino, o sol de sílice como aglutinante.

Estos innovadores castables representan un avance significativo en la tecnología de materiales refractarios, proporcionando un rendimiento mejorado y aplicaciones más amplias en industrias de alta temperatura.