Choque térmico de materiales refractarios: comportamiento, evaluación y ensayos

Abstract

Junto con la refractariedad, y la resistencia al ataque químico, la resistencia al choque térmico es una de las principales propiedades o mejor dicho "comportamiento" que se requiere a los materiales refractarios en determinados servicios. Materiales refractarios sometidos a choque térmico se encuentran en numerosas industrias tales como: vidrio, siderurgia, química, de hornos, etc... En la presente revisión se define el choque térmico, se presentan mecanismos de ruptura consecuencia de tensiones térmicas y los parámetros, propiedades y características que influyen en este comportamiento. Se describe el comportamiento general de materiales cerámicos refractarios frente al choque térmico, su severidad y frente a varios ciclos térmicos. No existe un ensayo simple y universal para estudiar el comportamiento frente al choque térmico de materiales cerámicos refractarios y que además sea extrapolable a las diferentes condiciones de trabajo del material, sus dimensiones, su geometría y ciclos de temperatura a que es sometido. En cualquier ensayo planteado los resultados estarán fuertemente ligados a la geometría de la pieza y ciclos térmicos aplicados. Se enumeran las distintas posibilidades al momento de ensayar la performance de un material frente al choque térmico. Se describen además varias normas internacionales con procedimientos específicos tanto para ladrillos, como para materiales monolíticos y hormigones.

Together with the refractories and the resistance to the chemical attack, the resistance to the thermal shock is one of the principal properties, or rather "behavior", that it is required to the refractory materials in several service conditions. Refractory materials submitted to thermal shock, are used in numerous industries like: glass, iron and steel, chemical,kilns construction etc. In this briefly revision the thermal shock is defined, the mechanism of rupture consequence of thermal tensions is introduced and the parameters, properties and characteristics that influence this behavior are also described. The general behaviors of ceramic refractory materials with to the thermal shock, its severity and versus several thermal cycles are detailed. There is no simple and universal test to predict the thermal shock behavior of refractory ceramic material and at the same time extrapolable to several working conditions, dimension, geometry and number of thermal cycles. In every test the results will be strongly dependent to the geometry of the specimen and thermal cycles applied. Here we enumerate the different possibilities for testing the performance of a material under thermal shock. Several international standards with specific procedures are also described for bricks, for monolithic materials and concretes.