cap20 - Materiais refratários e abrasivos

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Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Saulo Roca Bragança – Universidade 
Federal do Rio Grande do Sul
Carlos Pérez Bergmann – Universidade 
Federal do Rio Grande do Sul
Materiais refratários e abrasivos
Capítulo 20
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Introdução
•Quadro 1 – Composição e propriedades de refratários silicoaluminosos (Brosnan, 2004). 
Classificação NBR10237 SA-4 SA-3 SA-2 SA-1 
Classificação ASTM C27-98 Low-duty 
Tmáx. 1000ºC 
Medium-duty 
Tmáx. 1200ºC 
High-duty 
Tmáx. 1400ºC 
Super-duty 
Tmáx. 1600ºC 
Análise química 
Al2O3 25,4 29,3 37,0 41,9 
SiO2 68,1 62,9 57,8 53,2 
Fe2O3 1,5 2,9 1,3 2,0 
TiO2 1,5 2,9 2,3 2,2 
Na2O+K2O 1,5 1,5 1,3 1,2 
Propriedades físicas 
Densidade aparente, g/cm3 2,00 2,10 2,11 2,35 
Porosidade aparente, % 19,0 20,5 18,0 12,5 
Resistência à flexão, MPa 5,2 3,8 9,7 8,5 
Resistência à compressão, MPa 28 32 35 22 
Expansão/contração pós-
queima, %, 5h a 1400ºC 
 -0,2 a + 0,2 
Expansão/contração pós-
queima, %, 5h a 1600ºC 
 0,0 a - 1,2 
Refratariedade sob carga, mm, 
em 172kPa e 1,5h 
 0,5 a 1,5 em 
1350ºC 
1,5 a 3,0 a 
1450ºC 
 
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Considerações sobre a microestrutura
Figura 4 - Ilustração da microestrutura de um refratário. A: grãos pequenos (<100m); B: ligante 
ou cimento; C: poros; D: agregados ou grãos grandes (>200m) (adaptado de Landy, 2004). 
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Figura 5 - Micrografia de refratário silicoaluminoso.
Considerações sobre a microestrutura
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Refratariedade simples
Figura 6 - Ensaio de teste de cone pirométrico equivalente realizado a 1120ºC.
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Porosidade
Figura 7 - Representação esquemática da porosidade.
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Propriedades mecânicas a quente
Figura 8 - Comportamento ideal da temperatura versus tensão de fratura e tensão de 
deformação para as regiões A-B-C (Davidge, 1979).
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•Quadro 3 – Representação dos principais testes de caracterização das propriedades a quente dos 
refratários.
Propriedades mecânicas a quente
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Choque térmico
Figura 9 - Curvas teóricas de perda de resistência (módulo de ruptura por flexão - MRF) após 
choque térmico por resfriamento em água (diferença de temperatura entre forno e água a 25ºC 
- T). (A) Cerâmicas densas. (B) Cerâmicas porosas.
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Características dos materiais abrasivos 
Figura 11 - Especificações das características de um rebolo abrasivo.
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Figura 12 - Dureza Knoop e módulo de resiliência de diferentes materiais abrasivos e de uso 
industrial (Rattermann, 1991).
Características dos materiais abrasivos 
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Referências
BROSNAN, D. A. Alumina-silica brick. In: SCHACHT, C. A. (Ed.). Refractories 
handbook. New York, N.Y.: Marcel Decker inc., 2004.
DAVIDGE, R.W. Mechanical behavior of ceramics. Cambridge: Cambridge 
University Press, 1979.
LANDY, R. A. Magnesia refractories. In: SCHACHT, C. A. (Ed.) Refractories 
handbook. New York, N.Y.: Marcel Decker inc., 2004.
RATTERMAN, E. Abrasives. Engineered Materials Handbook. v. 4, Ceramics and 
Glasses. New York, N.Y.: ASM International, 1991. p. 329-335.