Análisis comparativo de la influencia del sistema ligante en las propiedades mecano-físicas en concretos refractarios aluminosos / Francisco Hazael Moreno Rivera

Tesis (Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) UANL , 2013

Incluye referencias bibliográficas.

En este trabajo de investigación se estudiaron las propiedades mecanofísicasen función de la temperatura de tres concretos refractarios los cualescuentan con diferentes sistemas ligantes: CC (concreto convencional con2.6% de CaO), CBC (concreto bajo cemento con 1.6% de CaO) y CSS(concreto cero cemento con 0.4% de CaO el cual usa como sistema ligantesílice coloidal), estos se trataron térmicamente en un horno de resistenciaseléctricas a tres temperaturas: 110°C, 815°C y 1200°C. Antes del tratamientolos refractarios moldeables sese analizaron por medio de granulométria ydifracción de rayos X (DRX) y después del tratamiento térmico los concretosse caracterizaron en términos de DRX, densidad, porosidad, resistenciamecánica a la compresión (CCS), flexión (MOR), resistencia a la corrosiónpor medio de hierro esponja y por microscopia electrónica de barrido. Elhistograma granulométrico refleja una tendencia a los finos en el CCmientras que el CBC y el CSS poseen granulometrías similares, en lo que serefiere a la difracción de rayos X se encontraron fases típicas en concretosrefractarios como mulita, cuarzo y corindón, sin embargo cabe remarcar lapresencia de cemento de aluminato de calcio en el CC y CBC así como lanula presencia de este en el caso del CSS. Los resultados arrojados a 110°Cmuestran un mejor desempeño del CC en comparación con el CBC y CSS,este último obteniendo valores muy pobres de densidad, CCS y MOR, acausa de la naturaleza inherente del sistema ligante del CSS, el cual carecede cohesión a esta temperatura debido a los altos valores de porosidad y lapresencia exesiva de microgrietas, lo anterior de acuerdo a las micrografíasobtenidas. En la siguiente etapa a 815°C el CC decae de manera dramáticaen lo que se refiere a densidad, CSS y MOR y aumenta de manera considerable su porosidad, mientras que el desempeño del CBC y el CSSmejora en términos generales. A 1200°C el CC alcanza su mínimo enpropiedades debido a que el sistema de aluminato de calcio pierde cohesióny resistencia a causa de la descomposición de los hidratos y a la pobreformación de la liga cerámica, en contrariedad el CSS y CBC mejoran suspropiedades en relación a la etapa anterior, registrándose ligeramente unmejor desempeño del CBC en lo que se refiere a CCS. En general laevolución microestructural de los tres concretos es ecuánime con latemperarura y con los resultados obtenidos en las pruebas mecánicas decompresión, flexión y en el análisis de porosidad. Los tres concretosexhibieron un comportamiento satisfactorio ante el ataque del hierro esponja.