Cerâmica (Mar 2005)
Fibras metálicas e sua influência no comportamento mecânico de concretos refratários durante a secagem Influence of steel fiber on the mechanical behavior of refractory castables upon drying
Abstract
A adição de fibras poliméricas pode auxiliar no aumento da resistência à explosão de concretos refratários por meio de dois mecanismos principais: aumento de permeabilidade ou reforço mecânico. Já as firas metálicas apresentam um potencial de reforço para a secagem, por manterem valores altos de resistência mecânica e de módulo de elasticidade na faixa de temperaturas crítica, entre 150 e 200 ºC. Neste trabalho, estudou-se o comportamento mecânico e de secagem de concretos contendo fibras metálicas curtas e longas, comparando-os com fibras poliaramídicas (PAr). As fibras metálicas aumentaram consideravelmente a energia de fratura, porém foram pouco eficientes na contenção do dano de secagem. O volume unitário dessas fibras, três ordens de grandeza superior ao da PAr, resulta em uma menor quantidade de fibras por unidade de volume. Por isso, solicitações mecânicas na matriz são menos beneficiadas pelo reforço gerado por essas fibras. Os resultados mostram a importância de considerar a escala das solicitações para definir a geometria dos elementos de reforço, a fim de otimizar seu desempenho.The addition of fibers to refractory castables can improve their dry-out behavior by two main mechanisms: permeability increase or mechanical reinforcement. Steel fibers present a great potential as reinforcement, because their tensile strength and modulus of elasticity are maintained even at high temperatures. In this work, the mechanical behavior and the resistance to spalling on the drying of a refractory castable containing short and long steel fibers (from 2 to 25 mm long) were evaluated, and compared to the behavior of the same castable with polyaramid (PAr) fibers. The steel fibers improved the work-of-fracture but were not efficient in avoiding damage upon drying. Their volume, about one thousand times that of the polymeric fibers, results in a lower number of fibers per unit volume of the castable. Therefore, localized stress fields in the matrix cannot have full benefit from the reinforcement provided by these fibers. The results attested the need of taking into account the magnitude of the expected stress fields in order to define the size and shape of the reinforcement particles that will lead to an optimum performance.
Keywords
