Novel method for the selection of enhanced dispersants for refractory castables

O aprimoramento dos processos de instalação de concretos refratários (auto-escoamento, bombeamento, projeção, etc.) tem intensificado a necessidade de otimização e controle do comportamento reológico destes materiais. A distribuição granulométrica e a concentração de sólidos, além da natureza das matérias-primas e dos aditivos químicos presentes no sistema, são os principais fatores que determinam sua reologia. Em conseqüência, a correta escolha dos agentes dispersantes é uma das tarefas fundamentais para o desenvolvimento sistemático de concretos. Contudo, os critérios tradicionalmente empregados para esta seleção, os quais se baseiam no ensaio de fluidez ou na caracterização reológica da matriz, não avaliam o comportamento do material frente às solicitações diversas de seu processamento e de sua aplicação. Sendo assim, neste trabalho foi proposto um novo método para avaliação e seleção de dispersantes, o qual analisa o comportamento do concreto desde a etapa de mistura até seu fluxo sob cisalhamento intenso. Dois aditivos usualmente empregados em concretos de alta alumina, polimetacrilato de sódio e ácido cítrico, além de dois novos dispersantes de última geração, foram então avaliados pelo método proposto e pela tradicional fluidez. Os resultados demonstraram a eficiência da nova técnica, além de atestarem o superior desempenho dos novos dispersantes avaliados.The continuous evolution in the installation techniques of refractory castables (self-flowing, pumpable, shotcrete, etc.) has intensified the requirements for optimization and control of the rheological behavior of such materials. The main factors that control the rheology of castables are the particle size distribution, the solid concentration, and the nature of the raw-materials and chemical additives present in the system. Therefore, the right choice of dispersing agents is very important for the systematic development of these materials. However, the selection is traditionally based on castables' free-flow or matrix rheology measurements, which do not evaluate the material's behavior during the distinct steps of its production and application. In this study, a novel method based on the rheometry of castables is proposed for the evaluation and selection of dispersants. Unlike usual techniques, the present one allows the evaluation of the rheological behavior from the mixing step until the flow under intensive shearing. Additives usually applied in high alumina castables, sodium polymethacrylate and citric acid, and two dispersants based on a new molecular design were evaluated by the proposed method and by the traditional free-flow technique. Results demonstrated the advantages of the proposed characterization method and demonstrated the superiority of the novel additives