Ancoragem- Muito Bom

UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO – USF

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS

ENGENHARIA CIVIL

SIMONE JOVITA DINIZ

TÍTULO: Caracterização de dois tipos de concretos refratários

utilizados em fornos reformadores

Itatiba SP, Brasil

Dezembro de 2004

SIMONE JOVITA DINIZ

TÍTULO: Caracterização de dois tipos de concretos refratários

utilizados em fornos reformadores

Monografia apresentada junto à Universidade

São Francisco – USF como parte dos requisitos

para a aprovação na disciplina Trabalho de

Conclusão de Curso.

Área de concentração: Materiais

Orientador: Prof. Dr. Elíria M. J. Agnolon

Pallone

Itatiba SP, Brasil

Dezembro de 2004

ii

“A felicidade depende das qualidades

próprias do individuo e não do estado

material do meio em que se acha.”

Allan Kardec

iii

Aos meus pais Pedro e Teresinha A meu irmão Pedro Junior

Ao meu amigo Raphael Venusso Filho

iv

AGRADECIMENTOS

Ao concluir este trabalho, meus agradecimentos a todos que contribuíram direta e

indiretamente na concretização do presente.

Em especial a Dra. Eliria M.J. Agnolon Pallone, pela dedicada orientação, sem a

qual este trabalho não seria possível.

v

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS....................................................................................................vi

LISTA DE TABELAS...................................................................................................vii

RESUMO / PALAVRAS CHAVES..............................................................................viii

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................1

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.....................................................................................2

2.1 CONCRETOS REFRATÁRIOS..............................................................................2

2.2 USO DOS CONCRETOS REFRATÁRIOS............................................................2

2.3 DISPOSITIVOS DE ANCORAGEM........................................................................3

2.4 APLICAÇÃO DE CONCRETO REFRATÁRIO.......................................................4

3. MATERIAIS E MÉTODOS........................................................................................7

3.1.ENSAIOS DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO, VARIAÇÃO LINEAR

DIMENSIONAL E MASSA ESPECIFICA APARENTE.................................................9

3.1.1.DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECIFICA APARENTE...............................10

3.1.2. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO...................................................................11

3.1.3 VARIAÇÃO LINEAR DIMENSIONAL...............................................................12

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO..............................................................................13

5. CONCLUSÃO........................................................................................................19

6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................21

vi

LISTA DE FIGURAS

Figura 4.1 - Massa específica aparente em função do número de corpos de provas

para o concreto castibar plw 41, usando dois tipos de aplicação: pneumática e

derramamento............................................................................................................14


do concreto castibar hvl 241, usando dois tipos de aplicação: pneumática e

derramamento............................................................................................................14

Figura 4.3 - Resistência à compressão em função do número de corpos de provas

do concreto castibar plw 41, usando dois tipos de aplicação: pneumática e

derramamento............................................................................................................16



derramamento............................................................................................................16

Figura 4.5 - Variação linear dimensional em função do número de corpos de provas


derramamento............................................................................................................18

Figura 4.6. Variação linear dimensional em função do número de corpos de provas


derramamento............................................................................................................18

vii

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Ensaios realizados com seus respectivos números de corpos de

dimensões..................................................................................................................10

viii

RESUMO

Concretos refratários são materiais essenciais no revestimento de instalações

submetidas a altas temperaturas, encontradas principalmente nas indústrias

petroquímicas. A qualidade da aplicação dos concretos refratários é de vital

importância, uma vez que nesta etapa as características físicas do material

começam a se definir. Uma aplicação incorreta pode, muitas vezes, trazer

conseqüências desastrosas ao material, chegando ao extremo de ocasionar a

paralisação de um equipamento, causando perdas econômicas. A importância do

acompanhamento da aplicação de concretos refratários através de ensaios

realizados proporciona melhoria na qualidade do produto final, e previne também

que um concreto refratário que não possua características esperadas,

sejamsubstituído a tempo de entrar em operação. Diante de tal cenário, o objetivo

deste trabalho foi realizar uma análise de dois tipos de concretos

refratários,utilizando dois tipos de aplicações: projeção pneumática e derramamento.

Para essa caracterização realizou-se ensaios de massa especifica aparente,

resistência á compressão e variação linear dimensional.

.

PALAVRAS-CHAVE: concretos refratários, aplicação, ensaios, refratários, refinaria.

1

1 INTRODUÇÃO

As empresas usuárias de materiais refratários vêm sofrendo um processo de

adequação de seus sistemas produtivos com o intuito de alcançar níveis superiores

de qualidade e produtividade. Com a globalização da economia mundial, o aumento

da concorrência entre estas empresas desencadeou programas de redução de

custos, com vistas a consolidar a condição vital de competitividade.

Entre os diversos segmentos industriais, as industrias de siderurgia e petroquímica

são as principais consumidoras de produtos refratários, e vem sofrendo profundas e

rápidas modificações após o Programa de Privatizações implementado pelo governo

brasileiro a partir de 1990.

Neste contexto, o panorama das industrias produtoras de materiais refratários

caracteriza-se por avanços contínuos nas tecnologias disponíveis, visando adequar

os produtos às novas e mais agressivas solicitações termomecânicas que os

processos industriais a altas temperaturas vêm demandando.

Os dois grandes grupos de materiais que compõem os refratários são: moldados

(tijolos, válvulas, placas, plugs, peças especiais, etc.) e não moldados ou monolíticos

(concretos, plásticos, massas de socagem, argamassas, etc.) e tem se desenvolvido

de maneira distinta. A evolução ocorrida com os refratários monolíticos nos últimos

20 anos, caracterizada pelo significativo crescimento de sua participação no total de

refratários produzidos, pode ser atribuída aos esforços alocados ao

desenvolvimento dos concretos, que são sua espinha dorsal. Esta evolução ocorreu

com a obtenção de produtos moldados, projetados através das teorias máximas de

empacotamento dos grãos, do emprego de pós ultra finos e do uso de agentes

defloculantes como redutores de água.

Assim o objetivo desse trabalho é apresentar resultados de ensaios

executados durante a aplicação de concreto refratário numa petroquímica.

Até bem pouco tempo atrás, não havia uma preocupação maior com relação à

qualidade dos materiais refratários e sua aplicação. O controle de qualidade de um

revestimento monolítico limitava-se a um teste de martelamento em toda a superfície

após sua aplicação; o comprometimento de inúmeras campanhas levou os usuários

a perceber que esta pratica era insuficiente. (PESSOA, D.S. 1998).

2

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. Concretos refratários

Os concretos refratários são constituídos por agregados e ligantes. Dentre

suas características, as principais são: menor número de juntas, economia de

instalação, confecção de peças de formatos especiais e principalmente eliminação

de queima previa da peça.

A crescente demanda das industrias siderúrgicas e petroquímicas, tem

estimulado o desenvolvimento de diversos tipos de concretos refratários. Dentre eles

pode citar: concretos com agulhas metálicas, de baixo cimento, de ultrabaixo

cimento e os sem cimento. (Baldo, J. B., 1995).

O concreto refratário isolante é amplamente utilizado nesses equipamentos,

para manter a alta temperatura necessária ao processo.

2.2. Uso dos concretos refratários

As industriais petroquimicas e siderúrgicas são as maiores usuárias de

concretos refratários. Na industria petroquímica os concretos são muito usados em

fornos e caldeiras, mas sua aplicação mais importante é feita em reatores e

regeneradores de Unidade de Craqueamento Fluido Catalítico, que é o

processamento do resíduo atmosférico do petróleo em vários derivados como: nafta,

gasolina, querosene etc. (LOBO, A. C. O., 1989b).

Na industria petroquímica tem sido crescente a utilização de concretos

refratários como revestimentos anticorrosivos e antierosivos dos materiais metálicos.

A principal aplicação dos concretos refratários densos e isolantes na refinaria

de petróleo é permitir o uso de equipamentos fabricados com chapas de aço

carbono, mantendo a energia térmica necessária ao processo. Isso significa uma

considerável redução de custos de fabricação e operacional.(GUERRA. E.C.M.

1989).

A maioria dos equipamentos de uma refinaria opera na faixa de 400 a 700ºC.

Como acima de 350ºC o aço carbono perde muitas de suas propriedades, os

concretos refratários são utilizados de forma a obter-se na chaparia uma

temperatura inferior, com isto evita-se a utilização de chapas de aço liga, de elevado

3

custo e normalmente importadas, e aumenta-se o rendimento térmico do

equipamento (especialmente caldeiras e fornos), através da diminuição das perdas

de calor. Outra propriedade dos materiais refratários é a condutibilidade térmica

(MOURA Filho, H., 1989b).

A seleção do material é feita a partir das solicitações predominantes, sendo

muitas vezes necessário utilizar-se camada dupla de materiais, como por exemplo,

quando se deseja que o revestimento refratário apresente baixa condutividade

térmica e elevada resistência química. São duas propriedades inviáveis de serem

conseguidas com uma única camada. (LOBO, A. C. O., 1989a).

O valor econômico é também um importante item na seleção do material. O

verdadeiro custo do concreto refratário não deve ser avaliado apenas pela razão

econômica por unidade, mas também pelo custo da mão de obra, do transporte, e

pela a continuidade da operação esperada de um equipamento (menor numero de

paradas), levando a uma maior produtividade. (LOBO, A. C. O., 1989b).

Alguns fatores também devem ser considerados para um melhor

desempenho do material, como: compatibilidade química com o ambiente de serviço,

projeto de revestimento, condições de operação e a aplicação. (ETTER, J.A.N.,

1995).

2.3. Dispositivos de ancoragem

Como os concretos refratários normalmente não ficam aderidos ao

equipamento que estão revestindo, sua sustentação consegue-se através de

dispositivos de ancoragem ou fixação (ancoras). (MOURA Filho, H., 1989a).

Os dispositivos de ancoragem são fabricados de materiais metálicos ou

refratários.

Os dispositivos refratários são geralmente fabricados de materiais com alto

teor de alumina, mas pelo seu maior custo e dificuldades de aplicação esta limitado

às situações onde a temperatura impede o uso dos dispositivos metálicos. Os

dispositivos metálicos são fabricados de aços carbono, inox austeníticos e ferríticos

ou inconel. (MOURA Filho, H., 1989b).

4

Os dispositivos de ancoragem devem atender as seguintes características:

- Estar firmemente fixado ao equipamento, de forma a suportar os esforços

gerados pelo revestimento ou pelo equipamento. Sua fixação ao equipamento é feita

normalmente por soldagem.

- Ter formato, dimensões e distribuição de forma a não provocar danos ao

revestimento e ao equipamento.

- Não conduzir calor para o casco do equipamento.

- Permitir uma certa quantidade de movimento do equipamento em relação ao

refratário.

- Ser de material compatível com a temperatura de operação e com a

corrosividade do meio.

Dentro dos infinitos tipos, destacam-se os mais utilizados: grampos, pinos e

malhas. (Norma Petrobrás N-1728)

A seleção do material dos dispositivos de ancoragem é realizada em função

da temperatura e atmosfera do ambiente a ser aplicado.(Norma Petrobrás N-1910)

2.4. Aplicação de concreto refratário

Antes de iniciar a aplicação de concreto refratário, deve ser avaliado o

preparo de superfície que irá receber o revestimento, as condições físicas das

ancoragens, checando a soldagem e a sua distribuição.(MACEDO, W. C., 1989)

Todo serviço de aplicação de concreto refratário deve ser precedido de

procedimentos a serem empregados na obra; uma vez aprovados para execução,

devem ser qualificados no campo. Além dos procedimentos, todos os aplicadores

também deverão ser qualificados. (PESSOA, A.D.S., 1998).

Existem muitas formas de se efetuar a aplicação de concretos refratários, a

seleção do método adequado depende geralmente de fatores peculiares a cada

caso e em função do volume do trabalho, localização do equipamento, tipo de

concreto a ser empregado, equipamentos de aplicação disponíveis, dimensões do

equipamento etc.

5

Os concretos refratários podem ser simplesmente vertidos em fôrmas, podem

ser socados ou ainda projetados ou arremessados com maquinas especiais. Cada

tipo de aplicação empregada influencia no comportamento físico do concreto

conferindo um resultado distinto. Um mesmo concreto, quando aplicado por projeção

pneumática terá resistência mecânica superior àquele que for simplesmente vertido.

Independentemente do método de aplicação, os concretos refratários devem

passar por uma serie de operações para garantir a boa qualidade final do

revestimento, como: planejamento, preparação, homogeneização, dosagem mistura,

transporte, cura secagem e queima.

Nesse trabalho os dois métodos de aplicações estudadas do concreto foram:

projeção pneumática e derramamento.

A projeção pneumática de concretos refratários consiste no lançamento

continuo a alta velocidade do material sobre a superfície a refratar. Para tal usa-se

uma maquina capaz de pressurizar e transportar continuamente o material por uma

mangueira, onde através de um bico especial o mesmo é projetado e a água é

adicionada no bico de saída da mangueira. (MACEDO, W. C. D., 1989)

Vantagens: uniformidade das propriedades ao longo do serviço, rapidez de

execução, menor relação grau/cimento e maior grau de compactação.

Desvantagens: Perda de material (rebote), limitado a equipamento com

diâmetro superior a 2,0 m, inadequado para agregados extremamente leves,

exigência de formulação especial visando reduzir rebote e obtenção de boa

qualidade de revestimento.

A aplicação de concretos refratários através do método do derramamento,

consiste em misturar o material com quantidade de água adequada e vertê-lo entre

formas no casco do equipamento a refratar. O espaço compreendido entre a forma e

o equipamento, deve ficar completamente preenchido pela massa de concreto

durante a operação de derramamento. Para tal recomenda-se vibrar o material com

um vibrador de imersão, de modo a evitar a ocorrência de vazios no revestimento.

(MACEDO, W. C. D., 1989)

Após a aplicação do concreto refratário é realizada a cura do material através

de aspersão de água para hidratação, secagem ao ar por no mínimo 24 h e

inspeção do revestimento. Tudo isso deve ser realizado antes da secagem com

6

aquecimento do material que ocorre na partida de operação do equipamento.

(Norma Petrobrás N-1617)

Como parte do sistema, na execução de aplicação de concreto refratário, são

realizados ensaios físicos (testes), que tem como objetivo, garantir as propriedades

físicas atestadas e ainda o seu desempenho mecânico durante o processo. (ISQI,

1998).

7

3. MATERIAIS E MÉTODOS

Entre os diversos tipos de concretos refratários, o escolhido para ser

estudado foi o concreto isolante, que é caracterizado por uma porosidade acentuada

e baixa resistência mecânica. Os dois materiais analisados foram produzidos pela

IBAR - Indústrias Brasileiras de Artigos Refratários Ltda: castibar plw 41(temperatura

de utilização de 1300ºC massa especifica aparente máxima de 1,30 g/cm3) e

castibar hvl 241(temperatura de utilização de 1000ºC massa especifica aparente

máxima de 1,00 g/cm3).

Foram analisados dois métodos de aplicação desses concretos: projeção

pneumática e derramamento.

Projeção pneumática – consiste no lançamento continuo a alta velocidade

através de máquina onde pressuriza e transporta o material através de mangueira.

Derramamento – consiste na mistura do concreto com água e vertido e

formas.

O estudo experimental ocorreu nos corpos de provas retirados dessas

aplicações, que foram utilizados no forno reformador da Unidade de Hidrotratamento

da Refinaria da Petrobrás localizada em Paulínia – Replan, que consiste em uma

unidade de processo que retira o enxofre do diesel.

Os corpos de prova foram moldados conforme a norma NBR 8382 (materiais

refratários não-conformados - preparação de corpos de prova de concretos para

projeção, concretos isolantes, densos e de fluência livre).

Para a preparação dos corpos de prova para realização dos ensaios de

resistência à compressão, variação linear dimensional e massa específica aparente,

foram utilizados os seguintes equipamentos:

- misturador tipo planetário para a homogeneização do material;

- formas metálicas de aço carbono, desmontáveis e estanques a água, com as

dimensões: 114mm x 114mm x 63mm e 50mm x 50mm x 100mm;

- forma de madeira nas dimensões de 600 mm x 600 mm x 100 mm

- mesa vibratória plana horizontal;

- balança com resolução mínima de um g;

8

- espátula;

- estufa capaz de manter a temperatura a (110 + 5)ºC;

- forno capaz de atingir a temperatura de queima;

- Becker graduado;

- bureta;

- câmara úmida capaz de manter em seu interior a umidade relativa mínima de 80%,

a uma temperatura de (25 + 2)ºC.

- serra clipper com disco diamantado

- maquina de projeção pneumática tipo “allentown”

Os materiais foram pesados em quantidade suficiente para produzir os corpos

de prova a serem ensaiados, e colocado na batedeira. Misturado a seco por 1 min,

usando velocidade lenta. Adicionou-se água potável à 25ºC lentamente no material.

Nos materiais castibar plw 41 e castibar hvl 241 aplicados por projeção

pneumática, foram pré-umedecidos com 6% de H2O antes de serem projetado pela

maquina, onde a água é dosada no bico para aplicação.

Nos materiais que foram aplicados por derramamento, foram adicionados

29% de água nos concretos refratários castibar plw 41 e 55 a 58% no concreto

refratário castibar hvl 241.

Os materiais foram misturados por 5 min, até que o concreto se soltasse das

paredes do recipiente.

Os materiais aplicados por projeção pneumática, foram inseridos dentro de

uma caixa de madeira nas dimensões de 600mm x 600mm x 100mm e

posteriormente cortados nas medidas necessárias, após a cura e a secagem ao ar.

Os aplicados por derramamento foram moldados diretos nas formas.

Para o derramamento do material, as formas com as dimensões utilizadas

foram montadas e fixadas rigidamente à mesa vibratória, imediatamente após a

preparação da mistura de concreto. A mesa vibratória foi ligada e as formas

enchidas com auxilio de uma espátula. A mesa foi mantida ligada até que não

observasse mais acomodação do material na forma, sem, no entanto, promover

segregação no material.

9

O nivelamento da massa na forma foi feito com o uso da espátula, retirando-

se os excessos, quando necessário.

Após a moldagem e o corte, os corpos de provas foram mantidos em um

ambiente com umidade relativa mínima de 80%, a uma temperatura de (25 + 2)ºC,

durante 24 h.

Após cura, os corpos de prova foram retirados da forma e secos ao ar por 24h

e em seguida, colocados na estufa a (110 + 5)ºC para secagem, até obtenção de

massa constante.

3.1. Ensaios de resistência à compressão, variação linear dimensional e

massa específica aparente.

Após a aplicação do concreto refratário foi realizada a cura do material,

secagem ao ar por no mínimo 24 h e inspeção do revestimento. Tudo isso foi

realizado antes da secagem com aquecimento do material que ocorreu na partida de

operação do equipamento. (Norma Petrobrás N-1617)

Para realização dos ensaios resistência à compressão e variação linear

dimensional que requeiram queima dos corpos de prova, os mesmos foram

queimados conforme patamar abaixo (Norma Petrobrás N-1728):

Taxa de aquecimento máximo de 2,50ºC por minuto ate 110ºC;

� Permanência na temperatura de 110ºC, ate obter massa constante;

� Taxa de aquecimento máximo de 150ºC por hora ate 815ºC;

� Permanência de 5 horas na temperatura de 815ºC;

� Resfriamento a uma taxa máxima de 150 ºC por hora.

Após o processo de queima e com resfriamento dentro do forno, os corpos de

prova estavam prontos para serem ensaiados. A Tabela I mostra os ensaios

10

realizados com os números de corpos de prova ensaiados e com as dimensões dos

mesmos.

Tabela 1. Ensaios realizados com seus respectivos números de corpos de prova

dimensões.

Ensaios Nº de CP’s Dimensões

Resistência a Compressão

(queimado a 815ºC) 15

114mm x 114mm x 63mm

Variação Linear Dimensional

(queimado a 815ºC) 12 50mm x 50mm x 100mm

Massa Especifica Aparente

(seco a 110º C) 15 114mm x 114mm x 63mm

Adaptada: Norma Petrobrás N-1617

3.1.1. Determinação de massa especifica aparente

Os ensaios de massa especifica aparente foram realizados segundo a norma

NBR 11221(materiais refratários não-conformados - determinação da densidade

aparente).

Para a determinação de massa especifica aparente, os corpos de prova

devem ter dimensões aproximadas, não podendo ter arestas quebradas. Caso isso

ocorra, os mesmos são descartados. Os corpos de prova para realização desse

ensaio tiveram as seguintes dimensões: 114mm x 114mm x 63mm. Os corpos de

prova foram secos em estufa a (110±5)ºC até a obtenção de massa constante. Em

seguida, resfriados a temperatura ambiente.

Os corpos de prova foram medidos quanto ao comprimento, largura e

espessura, com exatidão de 0,1 mm.

11

Para a determinação da massa dos corpos de prova, utilizou-se exatidão de

1g, e para o calculo da densidade de massa aparente (Da), utilizou-se a seguinte

equação:

elC

mDa

××= [1]

Onde:

Da = densidade de massa aparente (g/cm3)

m = massa do corpo de prova (g)

c = comprimento do corpo de prova (cm)

l = largura do corpo de prova (cm)

e = espessura do corpo de prova (cm)

3.1.2. Resistência à compressão

Os ensaios foram realizados segundo a conforme: NBR 11222 (materiais

refratários densos não-conformados - determinação das resistências á flexão e á

compressão á temperatura ambiente).

Foram preparados os corpos de prova para medida de resistência à

compressão, com dimensões de 114mm x 114mm x 63mm e sinterizado a 815°C.

Para realização do ensaio, os corpos de prova foram colocados em uma

prensa entre gabaritos metálicos e foi aplicada a carga com velocidade de (800 +

100) N/s. No momento da ruptura do corpo de prova, a carga máxima foi anotada

Anotado a carga máxima aplicada para a ruptura do corpo de prova, a

resistência à compressão foi calculada usando a equação:

A

PRcta = [2]

12

Onde:

Rcta = resistência à compressão ( kgf/cm2)

P = é a carga máxima atingida no momento de ruptura (kgf)

A = é a área de aplicação da carga, em centímetros quadrados (cm2).

3.1.3 Variação linear dimensional

Os ensaios foram realizados segundo a NBR 8385 (materiais refratários não-

conformados - determinação da variação linear dimensiona)l.

Foram preparados os corpos de prova para medida da variação linear

dimensional, com dimensões de 50mm x 50mm x 100mm e sinterizado a 815°C.

Efetuaram-se três medidas do comprimento do corpo de prova com exatidão de

0,1mm. Efetuaram-se marcas de referencia para indicar a exata posição de onde a

medida foi tomada. Mediram-se os corpos de prova após queima e, nas posições

exatas onde as primeiras medidas foram tomadas, determinando assim a variação

linear dimensional após queima, tomando-se como base às medidas iniciais do

corpo de prova após a sua secagem a 110 º C.

A variação linear dimensional (Vld) foi expressa em porcentagem, com uma

casa decimal, calculada por meio da seguinte expressão:

0

0

L

LLV

f

ld

−= [3]

Onde:

Vld é a variação linear dimensional, (%).

Lo é a media aritmética das medidas efetuadas no corpo de prova, após a secagem,

(mm).

Lf é a media aritmética das medidas efetuadas no corpo de prova, após a queima,

(mm).

13

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A Figura 4.1 mostra o gráfico de massa específica aparente em função do

número de corpos de prova ensaiados, para o concreto refratário castibar plw 41,

usando dois tipos de aplicações: projeção pneumática e derramamento. As curvas

apresentadas mostram um pequeno aumento da massa específica aparente, usando

a aplicação por projeção pneumática.

A Figura 4.2 mostra o gráfico de massa específica aparente em função do

número de corpos de prova ensaiados, para concreto refratário castibar hvl 241,


apresentadas mostram um pequeno aumento da massa específica aparente usando

a aplicação por projeção pneumática, o mesmo que ocorreu para o concreto castibar

plw 41.

Comparando os valores de massa específica aparente para os dois concretos

aplicados de maneiras diferentes, observa-se que tanto o concreto castibar plw 41,

quanto o castibar hvl 241, apresentaram valores maiores, usando o método de

aplicação por projeção pneumática. Esse método de utilização pode proporcionar

uma massa especifica aparente maior, devido à pressão de aplicação do material

arremessado. A pressão do arremesso do material é maior do que a compactação

do material provocada pelo vibrador imerso quando derramado. Assim, a massa

especifica do material deve ser controlada. Quando projetado, a massa especifica

aparente pode ser muito alta, evidenciando assim um menor número de poros

vazios, prejudicando a função isolante do concreto.

O método de aplicação por projeção pneumática apresenta várias vantagens

entre elas pode-se citar, maior rendimento e aplicação na vertical, mas uma das

suas desvantagens é o alto valor da massa especifica aparente, que quando não

controlada, pode descaracterizar o concreto refratário.

14

Castibar p lw41

1,12

1,14

1,16

1,18

1,20

1,22

1,24

1,26

1,28

1,30

1,32

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

corpos de prova

ma

ssa

esp

ecí

fica

ap

are

nte

(g

/cm

3)

p ro je tado derram ado


para o concreto castibar plw 41, usando dois tipos de aplicação: pneumática e

derramamento.

C a s t ib a r h v l 2 4 1

0 , 8 8

0 , 9 0

0 , 9 2

0 , 9 4

0 , 9 6

0 , 9 8

1 , 0 0

1 , 0 2

1 , 0 4

1 , 0 6

1 , 0 8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5

c o r p o s d e p r o v a

mas

sa e

spec

ífic

a ap

aren

te (

g/cm

3)

p r o j e t a d o d e r r a m a d o



derramamento.

15

A Figura 4.3 mostra o gráfico de resistência à compressão em função do

número de corpos de prova ensaiados para o concreto refratário castibar plw 41,


apresentadas mostram maior resistência à compressão, usando a aplicação por

projeção pneumática.

A Figura 4.4 mostra o gráfico de resistência à compressão em função do

número de corpos de prova ensaiados para o concreto refratário castibar hvl 241,


apresentadas mostram maior resistência à compressão usando a aplicação por

derramamento, diferenciando do concreto castibar plw 41.

Comparando os valores de resistência à compressão para os dois concretos

aplicados de maneiras diferentes, observa-se que o concreto castibar plw 41,

apresentou valores maiores quando utilizou-se a aplicação por projeção, e no

castibar hvl 241, quando utilizou-se a aplicação por derramamento.

Os valores da massa específica aparente, fornecidos pelo fabricante, do

concreto castibar plw 41 é 1,3 g/cm3 e do concreto castibar hvl 241 é de 1, 0 g/cm3.

O concreto castibar hvl 241 por sua massa especifica aparente ser menor, o seu

poder isolante é maior, com isso, a sua composição contem maior quantidade de

agregados isolantes do que no concreto castibar plw 41. Quando o concreto é

aplicado por projeção pneumática, ocorre o rebote, que é a dispersão de material do

fluxo que é arremessado, com isso, o material que é dispersado é o isolante por ser

mais leve. Como no concreto castibar plw 41 a quantidade de material isolante é

menor do que no concreto castibar hvl 241, sobra assim, material mais denso (mais

resistente), o que caracteriza os valores de maior resistência a compressão. O

concreto castibar hvl 241 também perde material isolante na aplicação, mas pela

quantidade desse material ser maior na sua composição, a perda não é tão

significativa.

16

Castibar plw 41

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

corpos de prova

resi

stên

cia

a co

mpr

essã

o (K

gf/c

m2)

projetado derramado



derramamento.

Castibar hvl 241

20,00

30,00

40,00

50,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

corpos de prova

resi

stên

cia

a co

mpr

essã

o (K

gh/c

m2)

projetado derramado



derramamento.

17

A Figura 4.5 mostra o gráfico de variação linear dimensional em função do

número de corpos de prova ensaiados para concreto refratário castibar plw 41,


apresentadas não mostram variações significativas de variação linear dimensional,

usando tipos diferentes de aplicações.

A Figura 4.6 mostra o gráfico de variação linear dimensional em função do

número de corpos de prova ensaiados para concreto refratário castibar hvl 241,


apresentadas não mostram variações significativas de variação linear dimensional,

usando tipos diferentes de aplicações. Comparando os valores de variação linear

dimensional para os dois concretos aplicados de maneiras diferentes, observa-se

que o concreto castibar hvl 241, apresentou valores maiores. Por ser mais isolante, o

concreto castibar hvl 241, apresenta maior quantidade de materiais voláteis que

após a queima deixam vazios, contribuindo assim para um maior isolamento. Com a

queima dos materiais voláteis, o restante dos materiais se agregam, fazendo com

que diminua o volume do concreto, justificando assim, esse pequeno aumento na

variação linear.

Antes de aplicar um revestimento deve-se analisar o meio e as condições

onde se vai trabalhar. Em meios onde ocorre atrito ou fluxo é mais adequado aplicar

um concreto refratário com uma resistência mecânica maior. A variação linear

dimensional do concreto refratário também influi na sua resistência ao meio, ou seja,

o concreto com variações maiores, é que o caso do concreto castibar hvl 241, esta

mais propenso a trincas, tornando-o menos adequado para uso em atmosferas

corrosivas.

O acompanhamento do uso do concreto refratário durante a sua aplicação,

através de ensaios realizados, é muito importante para observar se suas

características estão conforme pré-determinado, Através de resultados não

esperados, pode-se detectar problemas durante a aplicação ou até mesmo na

composição do concreto refratário.

Ensaios de caracterização, como os realizados durante a aplicação do

concreto refratário nesse trabalho, podem contribuir para a caracterização de algum

tipo de problema e assim os mesmos podem ser corrigidos antes da total aplicação

do concreto, ou até antes da entrada do equipamento em operação. Se esses

18

problemas não forem solucionados pode-se gerar altos custos financeiros, devido à

paralisação do equipamento, mão de obra e materiais.

Castibar plw 41

-0,20

-0,15

-0,10

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

corpos de prova

varia

ção

line

ar d

ime

nsio

nal (

%)

projetado derramado

Figura 4.5 - Variação linear dimensional em função do número de corpos de provas


derramamento.

Castibar hvl 241

-0,10

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

corpos de prova

varia

ção

lin

ear

dim

en

sion

al (

%)

projetado derramado

Figura 4.6. Variação linear dimensional em função do número de corpos de provas


derramamento.

19

5. CONCLUSÕES

Caracterizando os dois tipos de concretos refratários, castibar plw 41 e castibar hvl

241, e utilizando dois métodos de aplicação, projeção pneumática e derramamento,

pode-se concluir:

• Os valores de massa específica aparente para os dois concretos refratários

estudados, foram maiores quando utilizou-se o método de aplicação por

projeção pneumática, evidenciando assim um menor número de poros vazios,

prejudicando a função isolante do concreto.

• Os valores de resistência à compressão para o concreto refratário castibar plw

41, foram maiores usando a aplicação por projeção pneumática e para o concreto

refratário castibar hvl 241, foram maiores usando a aplicação por derramamento.

• Os valores de variação linear dimensional não variaram para os dois concretos

estudados, quando utilizou-se métodos diferentes de aplicação. Comparando os

valores encontrados para os dois tipos de concreto, observou-se que o concreto

castibar hvl 241, apresentou valores maiores de variação linear, caracterizando

seu maior poder de isolamento, em conseqüência, mais propenso a trincas e

menos resistente a atmosfera corrosiva.

20

6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8382: materiais refratários não-conformados - preparação de corpos de prova de concretos para projeção, concretos isolantes, densos e de fluência livre. Rio de Janeiro, janeiro 2001.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8385: materiais refratários não-conformados - determinação da variação linear dimensional. Rio de janeiro, agosto 1999.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11221: materiais refratários não-conformados - determinação da densidade aparente. Rio de janeiro, maio 1997.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11222: materiais refratários densos não-conformados - determinação das resistências á flexão e á compressão á temperatura ambiente. Rio de janeiro, abril 2002.

BALDO, João Batista. Apostila de materiais refratários, Universidade Federal de São Carlos, 1995.

ETTER, Jose Ademar Nucci. Desempenho de revestimentos refratários. REPLAN/DIAPRO/SETEQ. Paulínia, setembro 1989.

GUERRA, Eduardo C.de M. Calculo de revestimentos refratários para conversores de FCC, Rio de Janeiro, setembro 1989.

ISQI-INSTITUTO SANTISTA DE QUALIDADE INDUSTRIAL: Curso de manutenção e Inspeção de revestimentos refratários. Santos, agosto 1998.

LOBO, Alfredo Carlos Orphão. IV Curso funcional de refratários: Refratários. In: IV CURSO FUNCIONAL DE REFRATÁRIOS, 1998 Duque de Caxias: REDUC/SETRE. 1989a

LOBO, Alfredo Carlos Orphão. IV Curso funcional de refratários: Conhecimentos básicos sobre refratários. In: IV CURSO FUNCIONAL DE REFRATÁRIOS, 1998 Duque de Caxias: REDUC/SETRE. 1989b

21

MACEDO, Wilson Carvalho. IV Curso funcional de refratários: Aplicação de refratários. In: IV CURSO FUNCIONAL DE REFRATÁRIOS, 1998 Duque de Caxias: REDUC/SETRE. 1989

MOURA Filho, Heyder de. IV Curso funcional de refratários: Projeto mecânico de refratários. In: IV CURSO FUNCIONAL DE REFRATÁRIOS, 1998 Duque de Caxias: REDUC/SETRE. 1989a

MOURA Filho, Heyder de. IV Curso funcional de refratários: Conhecimentos sobre refratários. In: IV CURSO FUNCIONAL DE REFRATÁRIOS, 1998 Duque de Caxias: REDUC/SETRE. 1989b

N-1617 Normas Petrobrás. Aplicação de concreto refratário – rev E – janeiro 2004.

N-1728 Normas Petrobrás. Concreto refratário – rev H – janeiro 2002.

N-1910 Normas Petrobrás. Projeto de revestimentos de concretos refratários – rev E – julho 2000.

PESSOA, Domingos Sávio. Curso de manutenção e inspeção de revestimentos refratários. ABAST-REF/REGAP. Betim, agosto 1998.

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