dc.contributor.author | Santos Junior, Tiago dos | |
dc.date.accessioned | 2020-10-14T14:47:59Z | |
dc.date.available | 2020-10-14T14:47:59Z | |
dc.date.issued | 2016-08-24 | |
dc.identifier.citation | SANTOS JUNIOR, Tiago dos. Controle da hidratação do óxido de magnésio: fundamentos físico-químicos e aplicação tecnológica. 2016. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2016. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13335. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13335 | |
dc.description.abstract | Magnesium oxide has been proposed as an alternative binder to calcium aluminate cement in refractory castables with reduced amount of CaO. The binding effect is generated by the MgO hydration, resulting in brucite [Mg(OH)2]. The formation of this hydroxide is followed by volumetric changes which, depending on its magnitude, can induce cracks in the material. However, if the hydration reactions are controlled, it would be possible to obtain in situ Mg(OH)2, which could fill in the pores and increase the mechanical strength of the refractory. Considering this possibility and based on a kinetic model that describes MgO hydration as a nucleation and growth process, in this work the control of the kinetic of Mg(OH)2 formation in aluminous castables, was studied. Considering the bar resonance as the main characterisation technique for measuring the in situ elastic modulus, the effect of particle size, MgO reactivity, temperature, time of curing and drying on the kinetic of strengthening of castables containing MgO in the matrix, were evaluated. When finer or less reactive MgO were used, the brucite’s nuclei were more dispersedly formed, favouring the growth of Mg(OH)2 crystals. In order to increase the nuclei density and to limit the growth of the formed crystals, more nucleation sites were activated. Propionic, acetic and formic acids were selected for this purpose. Among those, formic acid activated a greater number of nucleation sites, controlling brucite formation and inhibiting the samples’ cracking. Due to the high degree of hydration, explosion of the samples during the first heating of the castables, was detected. Nevertheless, this drawback was eliminated by the addition of hydratable alumina or a microsilica-based additive to the designed compositions. As a consequence, aluminous castables bonded with MgO and formic acid were successfully prepared, leading to a novel processing route not yet found in the literature. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Brucita | por |
dc.subject | Hidratação | por |
dc.subject | Ligante refratário | por |
dc.subject | Nucleação e crescimento | por |
dc.subject | Óxido de magnésio | por |
dc.subject | Brucite | eng |
dc.subject | Hydration | eng |
dc.subject | Nucleation and growth | eng |
dc.subject | Magnesium oxide | eng |
dc.subject | Refractory binder | eng |
dc.title | Controle da hidratação do óxido de magnésio: fundamentos físico-químicos e aplicação tecnológica | por |
dc.title.alternative | Controlling the magnesium oxide hydration: physicochemical fundamentals and technological application | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Pandolfelli, Victor Carlos | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7369376873984839 | por |
dc.description.resumo | O óxido de magnésio (MgO) foi proposto como ligante alternativo ao cimento de aluminato de cálcio em concretos refratários com baixo teor de CaO. O efeito ligante surge da reação de hidratação do MgO, resultando em brucita [Mg(OH)2]. A formação deste hidróxido é acompanhada de uma variação de volume que, dependendo da magnitude, pode levar à formação de trincas no material. No entanto, se a hidratação for controlada, é possível que a formação in situ do Mg(OH)2 aumente a resistência mecânica do refratário por meio do preenchimento dos poros. Diante desta possibilidade, baseando-se num modelo cinético que descreve a hidratação do MgO como um processo de nucleação e crescimento dos cristais, neste trabalho foram avaliadas formas de controle da cinética de formação do Mg(OH)2 em concretos aluminosos. Utilizando como principal técnica a ressonância de barras para a medida de módulo elástico in situ, foram avaliados o efeito da granulometria, reatividade do MgO, temperatura, tempo de cura e secagem na cinética de fortalecimento dos concretos com MgO na matriz. Quando MgO mais finos ou menos reativos foram utilizados, os núcleos de brucita formaram-se mais esparsos, favorecendo o crescimento dos cristais de Mg(OH)2 e trincamento dos concretos. Para aumentar a densidade de núcleos e limitar o crescimento dos cristais formados, mais sítios favoráveis à nucleação foram ativados. Os ácidos propanoico, acético e fórmico foram utilizados para este fim. Entre estes, o ácido fórmico ativou um maior número de sítios, controlando a formação da brucita e inibindo o trincamento das amostras. Devido ao elevado grau de hidratação, houve a explosão durante a queima dos concretos. Tal evento foi eliminado pela adição de alumina hidratável ou um aditivo à base de microssílica. Desta forma, concretos aluminosos ligados por MgO e ácido fórmico foram preparados com êxito e de uma forma inédita na literatura. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS | por |
dc.description.sponsorshipId | CAPES: Código de Financiamento 001 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/7913769019155890 | por |