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1 e II c 1 a t é e 11 i e a

La resistencia mecánica a alta temperatura de los productos refractarios

Prof. IVES LETORT Vicepresidente de la Sociedad Francesa de Cerámica y del Instituto Francés

de Cerámica.

RESUMEN

La estructura de los materiales refractarios contiene muy a rnenudo una importante proporción de fase vitrea que influye considerablemente sobre sus propiedades de resistencia mecánica a temperatura elevada. Estos materiales resisten mal a la tracción y a la cizalla, y sus condiciones de resistencia a la compresión son complejas y variables.

Para aclarar el problema se describen en forma esquemática y sucinta los estados rígido, plástico y viscoso de las sustancias in-treas y sus propiedades en los diversos estados.

Se examinan y analizan los siguientes ensayos de resistencia a la compresión, y los resultados con ellos obtenidos: Rotura por compresión simple en caliente, reblandecimiento bajo carga por el ensayo clásico y por el ensayo diferencial, y la fluencia a temperatura constante. Se estudian de manera especial las leyes de la fluencia.

Partiendo de estos resultados se señalan los conocimientos adquiridos recientemente. Se enuncian las reglas de uso deducidas para la realización de una construcción correcta y se indican los errores a evitar.

Se estudian a contiJiuación los efectos de los esfuerzos suplementarios, añadidos a las cargas estáticas de la construcción, por efecto de los gradientes de temperatura y de la velocidad de calentamiento de las paredes. Por consideraciones teóricas sobre el estado viscoelás-tico se puede establecer una ley referente a la velocidad crítica de calentamiento de una pared.

A título de ejemplo, se ha demostrado cómo todos los factores estudiados intervienen en el comportamiento de un cowper, sometido al efecto de las cargas estáticas, de la temperatura y de las fluctuaciones de ésta.

R É S U M É

La structure des matériaux réfractaires comporte le plus\ souvent une importante proportion de phase vitreuse, qui influence considéra-

* Conferencia pronunciada durante la IV Reunión Técnica de la Sección de Refractarios, de la Sociedad Española de Cerámica, celebrada en Madrid durante los días 21 al 24 de octubre de 1964. Traducida por el Dr. A. G. Verduch, del Instituto de Cerámica y Vidrio

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LA RESISTENCIA MECÁNICA A ALTA TEMPERATURA

blement leurs propriétés de résistance mécanique à température élevée. La matière résiste mal à la traction et au cisaillementy et ses conditions de résistance à la compression sont complexes et variables.

Pour éclairer le problème, il est donné d'abord un rappel schématique et succint des états rigide, plastique et visqueux des matières vitreuses et leurs propriétés aux divers états.

Les essais de résistance à la compression des produits réfractaires et leurs résultats sont examinés et analysés: écrasement par compression simple à chaud, affaissement sous charge par essai classique et par essai différentiel, fluage à température constante. Les lois du fluage sont particulièrement étudiées.

A partir des résultats ainsi rappelés, il est fait le point des connaissances actuellement acquises. Les règles d'usage qui en découlent pour la réalisation d'une construction correcte ainsi que les erreurs à éviter sont énoncées.

On étudie ensuite les effects des contraintes supplémentaires, ajoutées aux charges statiques de la construction, par l'effet des gradients de température et de la vitesse d'échauffement des parois. Des considérations théoriques sur l'état visco-élastique conduisent à l'établissement d'une loi relativement à la vitesse critique d'échauffement d'une paroi.

A titre d'exemple il est montré comment tous les facteurs étudiés interviennent dans le comportement d'un cowper, sous l'effet des charges statiques, de la température, et des fluctuations de celle-ci.

I. Introducción.

El conocimiento de la resistencia mecánica de los materiales utilizados es esencial para la realización de una construcción sólida y duradera. Así, no se permitirá construir un puente metálico sin conocer las características de resistencia del acero empleado; bajo el efecto de su propio peso, de las cargas rodantes y de ios esfuerzos laterales debidos al viento, se desarrollan en los elementos del puente, por una parte, esfuerzos directos de compresión, tracción y cizalla, y por otra, esfuerzos de flexión y de torsión. La flexión engendra, a su vez, esfuerzos de compresión y de tracción; la torsión añade esfuerzos de cizalla. Así resulta que las resistencias a la compresión, a la tracción y a la cizalla del acero son indispensables para la buena construcción del puente. Finalmente, el ingeniero que estudia el proyecto ha de tener en cuenta también las variaciones de la temperatura ambiente para calcular los esfuerzos suplementarios que ha de soportar el metal.

Todo esto nos parece evidente porque se trata de una construcción metálica o de hormigón armado. Sin embargo, los constructores de una bóveda o de una obra refractaria —que también están sometidas al efecto de las cargas propias, de la temperatura y de los esfuerzos y deformaciones más diversos— no disponen generalmente de datos precisos para la resistencia mecánica de los materiales refractarios. Ello es la causa, a veces, de defectos de construcción que acortan la vida de las obras y que incluso originan accidentes

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graves, tales como roturas en paredes o derrumbamientos de bóvedas. Es necesario, pues, conceder una mayor importancia al conocimiento de las propiedades mecánicas de nuestros ladrillos refractarios, y a saber qué valores poseen cuando los ladrillos alcanzan las elevadas temperaturas de servicio.

Durante las últimas décadas se ha desarrollado considerablemente el estudio de estas propiedades y se han realizado importantes trabajos, algunos de los cuales van a ser comentados en esta exposición.

II. La constitución física de los productos refractarios.

Cualquiera que sea la naturaleza mineralógica y química de un ladrillo refractario (bien sea a base de arcilla, de silimanita, de sílice, de magnesia, etc.), el ladrillo está casi siempre constituido físicamente por granos desprovistos de plasticidad, que no se adhieren espontáneamente unos a otros, sino que se sueldan entre sí por un cemento o aglomerante como, por ejemplo, los granos de chamota o de silimanita aglomerados por arcilla, los granos de sílice aglomerados por un silicato de calcio, los granos de magnesia (periclasa) aglome-mados por un cemento complejo de sílice-alúmina-cal-óxido de hierro, etc.

En algunos casos —poco numerosos o por lo menos de menor importancia por su cantidad— se obtiene, sin embargo, la soldadura directa de los cristales entre sí, sin intermedio de cemento. Este es el procedimiento de sin-terización, que se aplica esencialmente a los óxidos refractarios puros y solamente en casos raros a productos industriales de gran consumo, o de uniones cristalinas directas (el direct-bonding de los americanos) utilizado para la fabricación de ladrillos básicos (1) (2).

La composición física de los granos y del cemento de unión constituye la ''textura" del producto.

Al observar uno de esos granos constitutivos de los ladrillos (chamota, sílice, magnesia, etc.) se comprueba que casi nunca se trata de un cristal sencillo, sino de una aglomeración de cristales muy pequeños por intermedio de una masa más o menos importante (débil o preponderante) de fase vitrea. Así, por ejemplo, un grano de chamota se presenta, visto al microscopio, como una masa de agujas cristalinas de muUita embebidas en un vidrio. La sustancia arcillosa que se emplea para aglomerar los granos se presenta ella misma —después de la cocción— con el mismo aspecto de agujas cristalinas y de vidrio. Esta es, pues, la constitución de todo el ladrillo. En la fase vitrea se refugian a menudo las impurezas no refractarias que contiene la materia prima.

El vidrio es menos refractario que los cristales, se reblandece a tempera-

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tura relativamente poco elevada, y constituye la parte débil del ladrillo. Se puede decir que este vidrio está siempre reblandecido a las temperaturas a las que se emplea el ladrillo. En una primera y muy grosera aproximación se pueden describir así los fenómenos que se producen : Al comprimir un ladrillo cuya fase vitrea está reblandecida se origina un aplastamiento del mismo, los cristales —que permanecen sólidos— se acercan mutuamente y, cuando entran en contacto, el ladrillo puede —en algunos casos al menos— cesar de aplastarse. Por el contrario, por efecto de una tracción o de una cizalla, el aglomerante vitreo reblandecido se estira, los granos cristalinos se separan unos de otros, y nada puede impedir que el cuerpo se rompa. La consecuencia es, pues, que un ladrillo refractario, a alta temperatura, no debería jamás someterse ni a esfuerzos directos de tracción o de cizalla, ni a esfuerzos complejos de flexión o de torsión. Un ladrillo refractario no debería ser sometido más que a esfuerzos de compresión.

Esta es una consideración que conocen bien los constructores de hormigón armado, los cuales no hacen trabajar jamás al cemento más que en compresión. La diferencia es que ellos poseen el recurso de armar sus hormigones para resistir a la tracción y a la cizalla y nosotros no disponemos de él.

Incluso en el caso de un esfuerzo de compresión directa sobre un ladrillo caliente, cuya fase vitrea está reblandecida, se comprende fácilmente que si existe poco vidrio y muchos cristales rígidos, éstos, al entrar en contacto, harán que la pieza cese rápidamente de aplastarse, y que resista al esfuerzo; pero si, por el contrario, contiene mucho vidrio y pocos cristales, éstos se desplazarán con el vidrio por efecto de la compresión, y el ladrillo se aplastará indefinidamente. Para complicar el problema, interviene todavía el hecho de que las proporciones de cristales y de vidrio, así como la composición de éste, cambian con la temperatura. Como puede verse, el estudio del fenómeno de compresión es extraordinariamente complejo.

Vamos a dejar aquí el estudio de la resistencia a la tracción y a la cizalla, así como los fenómenos de flexión y de torsión —que entrañan esfuerzos de tracción y de cizalla— y vamos a limitar nuestra atención únicamente al problema esencial de la compresión.

Tomemos como ejemplo para nuestros razonamientos el caso más importante para las industrias de productos refractarios : los ladrillos arcillosos.

Como ya es sabido, la arcilla se transforma por cocción en muUita, 3Al203.2SiOa, y este proceso va acompañado de una liberación de sílice. El equilibrio de las fases en presencia viene descrito por el diagrama SiOa-Al^O.^, debido inicialmente a Bov^en y Greig (3), pero que, en el curso de estos últimos años, ha sido objeto de numerosos trabajos que han conducido a dia-

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gramas más complejos (4) (5) (6), (fig. 1). La arcilla, por su composición química, se coloca en un lugar de estos diagramas que es prácticamente idéntico para todos los diagramas propuestos. Por tanto, basta con presentar el último aparecido, que es el que se muestra en la figura 1.

Diagrama SÍO2 ' ^^'2^3

20 AO

Peso 7.

60 0 0

2000

1800

l6oot=.

I 1 1 1 "r — I I " r

Liquido

1850"

1 - 1 1

Mullita 6S ^x"-"^'^ J + Liquido ^^""^ 1

' / cor.

- y C ^ / 1640"

Si02"í-Liquido ^ ^ . - ' ^ ^ ^

. / y^ Mullita 1- Liquido

r \ / 1595-

\

Con + Mullita ss J

Mullito ss

1 i í

SíÜ2*MUllítQ

L , .. 1 . •• 1 ( " i 1

\

Con + Mullita ss J

Mullito ss

1 i í

S\Or, 2o Ao 60 80

AI2O3

Mol. 7o

FiG. 1.—Diagrama de equilibrio del sistema SiO^ - AI^O^, según Áramaki y Roy (6).

En una arcilla supuesta absolutamente pura (46 por 100 AI2O3), y en la cual se hallan las fases en equilibrio, todo en el ladrillo permanece sólido hasta unos 1.550'*-!.600° C (según los autores). El eutéctico está constituido por mi-crocristales de mullita y de cristobalita. Cuando, partiendo de la temperatura ambiente, se calienta el ladrillo, no aparece líquido hasta los 1.550^-1.600''C, temperatura a la cual funde el eutéctico. El diagrama muestra que en ese momento aparece, aproximadamente, un 50 por 100 de líquido, junto con un 50 por 100 de agujas de mullita que permanecen sólidas. Si la temperatura sigue creciendo, las agujas de mullita se disuelven poco a poco en el líquido, cuya composición se enriquece en alúmina, y cuya cantidad aumenta, hasta que todo

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es líquido. Nos hallamos, pues, ante una fusión pastosa que comienza úni-camenre por encima de unos 1.550° C. Esto es al menos lo que pasaría si se tratase de una arcilla químicamente pura, y si uno de los constituyentes no fuese ese cuerpo extraordinario que es la sílice.

La sflice presenta por sí misma, y más aún en presencia de óxidos tales como NaaO, KjO, CaO, MgO, FeO, etc., una especial tendencia a formar vidrio, en lugar de cristalizar. Después de la cocción del ladrillo y, si es el caso, después de algún tiempo de servicio a temperatura elevada, el eutéctico no está formado por microcristales, sino por un vidrio verdadero. Además se establece efectivamente el equilibrio cuantitativo : cristales de mullita-eutéctico

Las impurezas presentes en un eutéctico tienen siempre como efecto el disminuir el punto de fusión; incluso, en el caso de un eutéctico normal, micro-cristalino, la temperatura de 1.550° C sería disminuida. Pero aquí, además, las impurezas se disuelven en el vidrio y hacen aumentar su cantidad (con relació:i a los tantos por ciento que resultan del diagrama de las materias primas puras SÍO3 y AUO.O, y aumentan la tendencia al reblandecimiento por efecto del calor.

He aquí, a título de ejemplo, algunas cifras teóricas calculadas sobre el diagrama ternario SiOa-AlaO.-.-KaO por Mlle. M. J. Schoendoerffer (2), que indican la influencia de cantidades incluso muy pequeñas de la impureza K2O :

a) Producto constituido por 40 por 100 ALO, - 59,8 por 100 SiO^ - 0,2 por 100 K2O (sin ninguna otra impureza):

A 985° C, 2 por 100 de líquido; a 1.350° C, 6 por 100 de líquido.

b) Producto constituido por 40 por 100 AI2O, - 59 por 100 SiO^ - 1 por 100 K2O (sin ninguna otra impureza) :

A 985° C, 10 por 100 de líquido; a 1.350° C, 18 por 100 de líquido. Si se tratase solamente de SÍO2 y de AI2O, químicamente puros, no se for

maría nada de líquido por debajo de los 1.550° C. Se comprende, pues, lo importante que es el poder determinar la propor

ción de fase vitrea que existe realmente en un producto refractario. En el caso de composiciones complejas, como es el de las arcillas y el de otros materiales refractarios, los cálculos son prácticamente imposibles, pero se han podido realizar determinaciones directas en laboratorio.

Son ya clásicos los métodos químicos en frío, tales como los de disolución en ácido fluorhídrico y los roentgenográficos. El empleo más reciente de los espectros de absorción infrarroja ha venido felizmente a completar los métodos precedentes (fíg. 2), (7).

En un ladrillo arcilloso, supuesto de arcilla ''pura", en el que la proporción

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teórica de eutéctico vitreo sería del orden del 50 por 100, las impurezas pueden hacer rebasar esta cifra. El doctor Konopicky y el doctor Rutschka (7) han encontrado experimentalmente ima proporción del 56 por 100 para un ladrillo del 40 por 100 de AI2O3. El doctor Schwiete y el doctor Klein (8) dan 55

C3

Vidrio de Silicate ^T . -V - - . ~ 1 mullirá aislada porHF

i I I I i

47o 55o

vidrio de silicatos 7,-;—rr mulliroaislodaporHF

j . 735 ÇI5I080II70 1640

,-1 Longitud de onda en cm"

FIG. 2.—Espectro infrarrojo de un ladrillo A, aparentemente no transformado: de un ladrillo C, de textura chamotada, y de mullita aislada por ácido fluorhídrico,

se^ún Konopicky y Routschka (7).

por 100 para un ladrillo del 38 por 100 de ALO,, y 21 por 100 para un ladrillo de silimanita.

El ladrillo de sflice, cuando es muy puro, especialmente cuando posee muy pequeña proporción de AI2O3, contiene solamente una pequeña cantidad de masa vitrea, pero la presencia de un 3 por 100 de AI2O3, con exclusión de toda otra impureza, es suficiente según el diagrama SÍO2-AI2O3 para hacer aparecer, aproximadamente, un 50 por 100 de vidrio a 1.550° C. M. Kiehl y Me. Morand (9) han hallado en ladrillos industriales normales cantidades de un 40 por 100 de fase vitrea.

El fenómeno es un poco diferente en el caso de los ladrillos básicos, pero sigue siendo la fase \ítrea —constituida aquí esencialmente por las impurezas— la causante de la baja resistencia mecánica en caliente.

Todas las cifras que preceden han sido determinadas en ladrillos fríos, pero es muy difícil controlar en laboratorio la cantidad de fase vitrea que exis-

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te en caliente. Debemos señalar aquí los métodos originales, tales como el de la centrifugación a temperatura elevada, que lanza hacia fuera el vidrio fundido, y el más reciente de la absorción por capilaridad del vidrio líquido contenido en una probeta colocada entre dos placas porosas dispuestas en perfecto contacto con dos de sus caras. M. M. Angenot y de Geyndt (10) han podido extraer así, a 1.600^ C, más de 25 por 100 de vidrio líquido de un producto electrofundido de alto contenido en alúmina.

Resumiendo, resulta que en los ladrillos industriales, el comportamiento de la fase vitrea reblandecida ejerce la mayor influencia sobre las propiedades mecánicas de los mismos a elevadas temperaturas. Por esta razón, vamos a recordar, ahora, brevemente algunas propiedades del vidrio y las leyes físicas esenciales que lo afectan.

III. Los estados y las leyes físicas del vidrio.

Los diferentes estados por que atraviesa un vidrio durante su calentamiento, en especial si este vidrio es silíceo, pueden describirse de una manera muy esquemática y muy aproximada, de la forma siguiente :

En frío, el vidrio es un cuerpo sólido perfectamente elástico que obedece la ley de Hooke. Una deformación S supone un esfuerzo interno F, o resulta de un esfuerzo correspondiente, cumpliéndose la relación F = ES (siendo E el módulo de elasticidad para el género de esfuerzo considerado).

Cuando se calienta de una forma continua el vidrio, éste se dilata regularmente hasta un punto, que llamaremos T,, en el que la curva cambia bruscamente de dirección y adopta enseguida una marcha rectilínea (fig. 3, diagrama muy esquemático). El punto T, es un primer punto de transformación del vidrio que cambia de estado. En una serie de experimentos realizados por Le Chatelier con un vidrio sodo-cálcico determinado, halló para T^ un valor de unos 510° C. Como no se puede utilizar el dilatómetro a temperatura muy elevada, Le Chatelier continuó sus experimentos determinando la curva de viscosidad del vidrio en función de la temperatura, y halló que ésta respondía, aproximadamente, a la ley que representa la misma figura 3, es decir :

Log (Log 7]) = AT + B

En esta forma, llamada de ''bilogaritmo" de la viscosidad, es una recta, o más exactamente, son dos rectas, como muestra la figura. La intersección correspondería a un nuevo punto de transformación Tj que marcaría la aparición de un nuevo y tercer estado del vidrio. Se podría decir, esquemáticamente,

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Diagramas tipo de (os estados del vitffiä a diversos remperatiirds

5oo Temperaturas

5oo Temperoturos

looo

FIO. 3.—Diagrama esquemático de la dilatación y de la variación de viscosidad del vidrio, en función de la temperatura, según experimentos de Henri Le Chatelier.

que por debajo de T̂ el vidrio es sólido y elástico. Entre Ti y Tj es plástico, es decir viscoso más allá de un umbral de rigidez, lo cual significa que su deformación no interviene más que a partir de un esfuerzo mínimo Fo, llamado límite de rigidez. Si el esfuerzo a que se somete es F, su velocidad de deformación es proporcional a F-FQ (fig. 4).

FIG. 4.—Variaciones de la velocidad de de- -S formación de una materia viscosa y de una -g materia plástica en función de la presión -o

ejercida. o

Presiones ejercidas

Por encima de T« el vidrio es viscoso (sin límite de rigidez). Su velocidad de deformación es proporcional a F.

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Los numerosos trabajos realizados después de los experimentos de Le Cha-telier han demostrado que las leyes enunciadas y las distinciones tajantes entre !os tres estados del vidrio responden a una concepción demasiado simplista.

En lugar de un punto de transformación Tj, parece necesario hablar de una zona de transformación. Subsiste, sin embargo, la idea de un paso de vidrio sólido a vidrio plástico. La noción de punto Ta, encontrada por Le Cha-telier, no ha sido confirmada como ley general. La transición de vidrio plástico de alta viscosidad (aproximadamente 10̂ ^ poises) después de la zona de transformación en vidrio puramente viscoso, es continua y a veces regular. La distinción esencial entre los estados segundo y tercero del vidrio debe, pues, ser abandonada y, en lo que sigue, solamente conservaremos un segundo estado del vidrio. Pero ha de recordarse que después de un período de plasticidad en el que las propiedades de viscosidad varían lentamente (aproximadamente de 10̂ ^ a 10^ poises, entre 500° y 900° C para un vidrio industrial corriente), esta variación se acelera, es decir, que la viscosidad decrece muy rápidamente mientras que el límite de rigidez desaparece, al menos desde un punto de vista práctico. Estas son las dos etapas sucesivas del segundo estado del vidrio.

Cualquiera que sea su estado, plástico o viscoso (segundo estado), el vidrio presenta todavía fenómenos de deformación elástica. Por la acción de un esfuerzo F, el vidrio sufre :

1. Una deformación elástica instantánea S, ligada al esfuerzo por la relación F = ES.

2. Una deformación elástica diferida, quizá de un orden de magnitud mayor que el de la deformación instantánea, pero cuya manifestación requiere cierto tiempo. Esta deformación diferida, cuya ley es complicada y no bien establecida, adquiere a menudo una forma exponencial, y debe sumarse a la deformación instantánea.

3. Una deformación permanente, que es la deformación viscosa, proporcional al esfuerzo y al tiempo; esta deformación se añade a la deformación elástica total.

Si al final de la deformación elástica diferida, o incluso más tarde, se suprime el esfuerzo, la totalidad de las deformaciones elásticas desaparecen, parte inmediatamente (la deformación diferida), y parte al cabo de un cierto tiempo Oa deformación instantánea); la deformación viscosa, por el contrario, permanece.

La deformación viscosa es el fundamento del trabajo del vidrio. Se le cuela

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en la fase puramente viscosa, y después, si se efectúa el trabajo de moldeo, como es el caso, en la zona de plasticidad (primera fase del segundo estado) las deformaciones impuestas y adquiridas subsisten sin modificación posterior, y el vidrio se puede enfriar y hacerse rígido sin que se altere la forma que había recibido.

Interviene, sin embargo, un fenómeno particular que diferencia los cuerpos viscoelásticos de los cuerpos elásticos sólidos, que es el de relajación. Este fenómeno, puesto de manifiesto por Maxwell, consiste en lo siguiente :

Si después de haber impuesto al vidrio plástico una deformación elástica S mediante un esfuerzo F, se evita toda nueva deformación, es decir, se hace que S permanezca invariable, la estructura íntima de la materia, que es viscosa, tiende a reorganizarse y a hacer desaparecer el esfuerzo interno. Empleando términos simples, se podría decir que la "reacción al esfuerzo" supone una ''reorganización molecular" que tiende a hacer desaparecer este esfuerzo, es decir, "la acción".

Maxwell ha dado una teoría matemática de esta ley de relajación que, por otra parte, emplean los vidrieros para las operaciones de recocido destinadas a hacer desaparecer las tensiones internas del vidrio (11).

Los cálculos de Maxwell —que nosotros utilizaremos más adelante— no tienen en cuenta más que el módulo de elasticidad relativo a la deformación elástica instantánea y esta sola deformación; por ello son imperfectos. Sin embargo, experimentos muy ingeniosos llevados a cabo para establecer las curvas de relajación (12) (13) (14) han conducido a resultados que no difieren considerablemente de la ley de Maxwell. Más adelante haremos uso de esta ley.

IV. Los ensayos de resistencia mecánica de los productos refractarios.

Desde hace ya mucho tiempo se ha tratado de determinar la resistencia mecánica de los productos refractarios a todas las temperaturas. Como hemos indicado anteriormente, nos limitaremos aquí a los fenómenos de compresión, ya que los ensayos de este tipo son ya muy numerosos y complejos.

1. Compresión simple.

El ensayo más antiguo fue la simple traslación a caliente del clásico ensayo de ruptura por aplastamiento en frío.

Es bien conocido, y admitido hoy, que este ensayo da, en especial para los ladrillos arcillosos, el curioso resultado siguiente :

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A medida que la temperatura se eleva, la resistencia crece muy ligeramente hasta unos 850^-900^ C. A partir de estas temperaturas la resistencia crece rápidamente hasta unos 1.050'* C, y después desciende bruscamente, hasta que a 1.100°-1.200''C. adquiere un valor muy pequeño (fig. 5) (15).

Se admite, generalmente, que este crecimiento de la resistencia no es más que aparente. Por debajo de 850^ C la materia es rígida y se rompe brusca-

en is: ® Silico-aluminoso Ao7o AÍ2O3 a © Silico-olbminoso 4o% AI2O3

"o cr (D Silico-aluminoso 45% AI2O3 to

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Temperoí'ura

2oo 4oo 600 800 I000 12oo

Tempera ("ura

FiG. 5.—Variación de la resistencia a la compresión simple de diversos productos refractarios en función de la temperatura CC). según Lécrivain (15).

mente (primer estado del vidrio); por encima, comienza la ''zona de plasticidad" debida al reblandecimiento de la fase vitrea (segundo estado); la probeta no se rompe hasta después de un cierto tiempo de deformación, es decir, se rompe con un retardo durante el cual la máquina de compresión, cuya presión crece automáticamente sin cesar, sube hasta un valor artificial que es demasiado elevado. Dicho de otra forma, la ruptura se produciría a una presión más baja si la presión se mantuviese constante.

Esta explicación no es por el momento más que una hipótesis, y es de lamentar (se verá más adelante el ejemplo) que nos hallemos tan mal informados sobre el valor verdadero de la resistencia a la ruptura de los ladrillos refractarios arcillosos entre 800*^-900'C y 1.050°-1.350"C. Aunque otros ensayos nos den información sobre esta región de temperaturas, dicha información no suple enteramente la falta que acabamos de señalar y sería de desear que en el íuturo se hiciesen ensayos de compresión directa más sistemáticos.

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2. Reblandecimiento bajo carga.

La aparente contradicción de los resultados de los ensayos a la compresión simple con el juicio intuitivo —y quizá demasiado simplista— del buen sentido, es, sin duda, el origen del éxito de otro tipo de ensayo, del cual fue Mellor uno de los precursores, si no el iniciador. Se trata del ensayo de reblandecimiento, hundimiento o desplome de una probeta sometida a una presión constante (en la práctica 2 Kg/cm^) y a una temperatura regularmente creciente, del orden de 4 a 10'' C por minuto según las normas de la experiencia. La probeta tiene generalmente 50 mm. de altura y 35 ó 50 mm. de diámetro, en los laboratorios europeos,

Este ensayo, llamado de "reblandecimiento bajo carga", ha sido normalizado en muchos países con el fin de que sus resultados sean reproducibles. Se determina eventualmente la temperatura de máximo de la curva, que significa el ''comienzo del reblandecimiento" o del hundimiento de la probeta, y se conoce con el símbolo to. Después se determina la temperatura a la cual la disminución de altura, después de pasar el máximo, alcanza un valor de 0,5 por 100 (Francia) ó 0,6 por 100 (Alemania) de la altura de la probeta (es decir, 0,25 ó 0,3 mm.). Estas temperaturas se llaman t,, r, y to-e o en general t .̂ Para los puntos toT, y to.o, de los ladrillos arcillosos de 40 por 100 de alúmina, se hallan, en general valores que están comprendidos entre 1.200** y 1.400° C. Operando con probetas de 35 mm. o de 50 mm. de diámetro, y con velocidades de calentamiento de 4 ó de 8° por minuto, los valores de to.5 pueden diferir en 50"̂ C o más en un mismo aparato. Y de un aparato a otro, hay que considerar, además, otras causas de desviación y error.

Es bien conocido en la actualidad que la curva trazada por el aparato clásico de reblandecimiento bajo carga representa la suma de los siguientes efectos :

a) Dilatación térmica de la probeta.

b) Desplome o hundimiento de la probeta.

c) Dilatación térmica de los empujadores que transmiten la carga.

d) Variaciones positivas o negativas de dimensiones que durante el curso del experimento sufren todos los demás elementos constitutivos de los aparatos y del equipo de medida.

A estos defectos fundamentales hay que añadir, además, las dificultades de calentar en forma homogénea el horno y la probeta, la dificultad de la medida de la temperatura de la probeta, la influencia de la atmósfera del horno, etc. (16).

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A pesar de todo ello, este ensayo —relativamente fácil de efectuar— ha gozado y sigue gozando de un éxito cierto. Tiene a su favor el que es sencillo de realizar, el que expresa los resultados mediante una curva que puede ser significativa de las propiedades de la materia, y el que los puntos particulares (To — T0.5 ó To-e) parecen indicar los criterios de la rigidez en caliente del ladrillo.

Desgraciadamente de todo esto no hay nada, y los puntos TQ y T0.5 ó To-a no son más que una peligrosa ilusión. Pero hay que reconocer que aunque las temperaturas en cuestión no poseen significación física, si los resultados de los ensayos son comparables entre sí, el método permite comparar entre sí los ladrillos ensayados y comprobar la regularidad de los ladrillos de una misma fabricación. Por estas razones de facilidad de realización y de servir de medio de comparación, el ensayo de reblandecimiento bajo carga ha sido objeto de muchos trabajos, de algunos de los cuales resumiremos aquí los resultados.

a) Ensayo clásico.

Este ensayo está normalizado en numerosos países, pero adoptando normas diferentes. Presenta defectos que hace que sus resultados no sean comparables (17) (18) (19):

1. Una probeta maciza en forma de cilindro de 50 mm. de diámetro (adoptada en Alemania), y de 50 mm. de altura, da lugar, con una velocidad de subida de la temperatura de 8° C por minuto, a diferencias de temperatura de más de 50° C entre el centro y la superficie de la misma. A una velocidad de 4̂^ C/min. la diferencia es aún de 35̂ " C. Cuando se emplean probetas de 35 milímetros de diámetro (adoptadas en Francia) y una velocidad de 4° C/min., las diferencias de temperatura son aún de unos 25° C (20).

2. La dilatación varía mucho según el tipo de empujadores, y la curva registrada resulta falseada.

3. La homogeneidad de temperatura del horno, en sentido vertical y horizontal, también tiene una influencia considerable. La altura a la cual se calientan los empuiadores también interviene, naturalmente, en los resultados registrados.

4. La atmósfera del horno ejerce una influencia relativamente débil sobre los ladrillos poco aluminosos y de muy bajo contenido en hierro. Por el contrario, la atmósfera reductora hace disminuir los resultados de los productos muy aluminosos o menos puros. En el caso de los ladrillos básicos, la atmósfera

234 BOL. SOG. ESP. CERÁM., VOL. 4 - N.<̂ 3

IVES LETORT

oxidante puede rebajar el punto T^ en más de 100'' C. En vista de estas influencias, la atmósfera del horno debe ser controlada (20).

5. Por lo que se refiere a la construcción general del equipo, el doctor Konopicky ha señalado (7) que en el caso de un aparato poco adecuado, el simple hecho de abrir las puertas o las ventanas del laboratorio, es suficiente para modificar la dilatación general del aparato y para hacer variar los resultados.

Teniendo en cuenta todas estas consideraciones, y con vistas a hacer el ensayo más comparable de un laboratorio a otro y de aumentar su precisión (20), la Comisión Técnica de la Federación Europea de Productos Refractarios (P. R. E.), presidida por el profesor Savioli, ha recomendado adoptar al menos las condiciones siguientes, que según nuestro criterio aún resultan insuficientes :

a) Probeta de 50 mm. de diámetro y de 50 mm. de altura.

b) Carga de 2 Kg./cm".

c) Velocidad de calentamiento de 4"" C/min. por encima de una temperatura crítica (900° C para los ladrillos arcillosos).

d) Horno que posea una zona de una altura mínima de 100 mm. en la que la temperatura sea homogénea, en la que no haya acción de la llama sobre la probeta.

e) Atmósfera oxidante, salvo especificación especial.

A pesar de ello, la Comisión Francesa de Normalización ha decidido recientemente mantener en Francia la probeta de 35 mm. de diámetro, que se ha juzgado más racional.

El estudio del método de ensayo se continúa en la actualidad en el cuadro internacional ISO.

Señalemos que los hornos eléctricos de resistencia de espiral de siliciuro de molibdeno pueden utilizarse hasta cerca de 1.600° C.

Con las precauciones indicadas el ensayo resulta menos irregular y sus resultados son reproducibles en un mismo laboratorio (repetibilidad), pero son difícilmente reproducibles de un laboratorio a otro, si los aparatos no son idénticos. De todas las maneras, las indicaciones de este ensayo carecen de significación física.

b) Ensayo diferencial.

Se han realizado importantes trabajos —especialmente en el cuadro del P. R. E., y continuados actualmente en el ISO—para suprimir radicalmente los

MAYO-JUNIO 1965 235


defectos fundamentales del ensayo ahora en uso. Estos trabajos han conducido a la puesta a punto de un dispositivo diferencial de medida de las de

formaciones de las probetas, haciendo éstas huecas, de forma cilindrica anular, y midiendo la temperatura en el centro de la misma. A título de ejemplo, presentamos aquí, en la figura 6, un dispositivo desarrollado por M. Lécrivaín (22) en la Sociedad Francesa de Cerámica. En otros lugares se han realizado montajes equivalentes (20). Los resultados que proporciona este tipo de aparato son reproducibles y no están afectados por las perturbaciones debidas a los empujadores y a las variaciones de la temperatura en la probeta. De esta forma se hallan diferencias considerables con relación a los ensayos hasta aquí normalizados. La figura 7, debida a M. Lécrivain (22) es una demostración de ello. El doctor Konopicky, por su parte, ha obtenido resultados análogos (20).

Se ha encontrado, por ejemplo, que para un ladrillo arcilloso muy bueno, el comienzo del reblandecimiento T, desciende a 1.040° C, en lugar de hallarse a 1.370° C, que es el valor dado por el método de ensayo DIN, admitido hasta ahora. Igualmente, un ladrillo más ordinario presenta un T,. de 980° C, en lugar de 1.340° C.

Uno se pregunta qué es lo que significan tales valores, que se aproximan mucho a las temperaturas a las cuales la resistencia a la compresión parece, por el contrario, muy elevada en el ensayo de compresión directa. ¿Hay que concluir que el buen ladrillo indicado más arriba (calidad de 42-44 por 100 AI3O3) era rígido hasta los 1.040° C y se hizo plástico a temperaturas superiores? Esto es cierto en primera

aproximación, pero hay que pensar también que 1.040° C es ya un límite superior a la verdad, lo cual conduce a revisar las ideas anteriores bien establecidas. El límite verdadero de la rigidez bajo una carga de 2 Kg/cm^ es ciertamente inferior a los 1.040° C medidos, ya que al crecer la tempera-

FiG. 6.—Principio de construcción de un horno y de un dispositivo diferencial de medida del reblandecimiento bajo carga (probeta cilindrica perfora

da), según Lécrivain (22)

236 BOL. SOC. E S P . CERÁM., VOL, 4 - N." 3

IVES LETORT

tura de calentamiento de una forma continua, la inercia y las imperfecciones del aparato causan aquí también un retraso, que se manifiesta en lecturas de temperatura demasiado elevadas. Ya veremos más adelante cómo se pre-

0

0.5

1

2

<

8oo v 9 o o looo 11oo y12oo 13oo 0

0.5

1

2

<

Temperatura ""C 0

0.5

1

2

<

Temperatura ""C 0

0.5

1

2

<

Temperatura ""C 0

0.5

1

2

<

1 Reblanc ecimien oaparenl-eAFNOR vD ©

0

0.5

1

2

< 2 Reblondecimienl'o real

0

0.5

1

2

< f

FiG. 7.—Reblandecimiento aparente bajo carga según la norma francesa AFNOR (curva 1) y reblandecimiento real por ensayo diferencial (curva 2),

según Lécrivain (22).

cisa definitivamente esta cuestión. De cualquier forma, ya se ve que este nuevo tipo de aparato supone un progreso considerable.

Aunque este ensayo de reblandecimiento bajo carga, así perfeccionado, no nos dé todavía resultados absolutos, aporta al menos, con certeza, medios de estudio y de comparación. Se ha podido estudiar así la influencia de la composición, especialmente del contenido en impurezas que afectan inmediatamente a los puntos To y T0.5. La cocción a temperatura elevada hace subir las temperaturas de estos dos puntos. Asimismo influyen la porosidad, la gra-nulometría, y los procedimientos de moldeo. Una carga más fuerte hace disminuir las temperaturas de los puntos característicos.

El ensayo diferencial, así perfeccionado, de reblandecimiento bajo carga es un medio precioso de estudio y de control de las fabricaciones,

3. Fluencia bajo carga constante.

El ensayo de reblandecimiento bajo carga, incluso perfeccionado, no da, sin embargo, plena satisfacción ni al fabricante ni al usuario. Lo que necesita

MAYO-JUNIO 1965 237


saber el constructor de un horno es cómo se va a deformar un ladrillo refractario bajo una carga y a una temperatura dadas. O de otra forma, ¿se va a reblandecer y a aplastarse o a fluir el ladrillo?, y en caso afirmativo, ¿de qué manera?

El estudio de la fluencia ha sido, asimismo, objeto de numerosos trabajos. Desde el año 1925, Dale (23) en Gran Bretaña, ha realizado estudios muy importantes. En otros países, muchos investigadores han seguido ese camino, pero no es cuestión de citar aquí todos estos trabajos. Nos limitaremos a resumir el estado de la cuestión y las conclusiones.

Aparatos de ensayo.

Resulta perfectamente adecuado el empleo del horno con equipo diferencial de medida que se ha dado ya como ejemplo. Se han empleado con el mismo resultado satisfactorio modalidades diversas, en numerosos laboratorios de varios países.

De una manera general se adopta aquí también una carga de 2 Kg/cm^ y una temperatura fija de 1.200^ a 1.450''C. Para los ladrillos arcillosos se toma ordinariamente la de 1.350° C. Los estudios realizados en el cuadro del P. R. E. han conducido a recomendar una probeta cilindrica de 35 mm. de diámetro y 50 mm. de altura (eventualmente con una perforación axial de 10 mm. de diámetro), y una velocidad de calentamiento de cuatro grados por minuto.

Los primeros estudios efectuados en otro tiempo por Dale (23), y los realizados por nosotros (24) en 1954, abarcaban cortos períodos de ensayo, debido a las dificultades experimentales. La cuestión de la duración está hoy resuelta gracias al automatismo, y el P. R. E. recomienda una duración de veinticuatro horas, que quizá resulte aún insuficiente.

En los numerosos trabajos realizados en el período de los diez o más años últimos, se han puesto de manifiesto las siguientes observaciones :

a) Velocidad de fluencia en función del tiempo.

A una temperatura determinada, la velocidad de fluencia / decrece con el tiempo t, y la ley que rige el fenómeno responde a la ecuación:

Al f = 100 = czr

/

en la que a es una constante que depende del producto.

238 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 4 - N.° 3

IVES LETORT

Los valores de n son variables según los experimentadores. Se admite a menudo que n es del orden de 0,30 a 0,60 (2), pero se han encontrado a veces valores de n próximos a la unidad (curva de fluencia casi rectilínea), al menos en el limitado tiempo que han durado los experimentos. De todas maneras, una fórmula simplista como la anterior corresponde a una fluencia indefinida en función del tiempo.

Por el contrario, se ha hallado en alguna ocasión que la fluencia cesaba después de largos períodos. Así, la figura 8, debida a M. Lécrivain (15) y obtenida por una anamorfosis en coordenadas logarítmicas, permite preveer, en el caso

o,o3H

o

5> 0.21

'S oA\

o.o2

o, oí -I

c L-fiM

loo 24 H

2oo 3oo 4oo Tiempo (H) \o 2o3o4o5o 100 2oo 5oo looo

FiG. 8.—Ensayo de fluencia de larga duración realizado en un ladrillo silicoalumi-noso de 42/45 % ALO^, bajo carga de 2 Kg/crn^ y temperatura constante de

1300^ C. según Lécrivain (15).

del experimento considerado, que el fenómeno cesará al cabo de unas mil horas. Más adelante, cuando estudiemos la influencia de la cocción de los productos, volveremos sobre esta cuestión.

b) Velocidad de fluencia en función de la temperatura.

Para las bajas presiones de 0,5 a 2 Kg/cm^, y para las temperaturas, que son comunes en los hornos, de 1.200° a 1.500° C, se puede escribir aproximadamente (22) :

Log V = KT — C ó V -= e^^ • e—^

en donde C es una constante del producto.

MAYO-JUNIO 1965 2^9


Hay que tener presente desde el punto de vista práctico, que a las temperaturas consideradas (L200°-1.350''C), una variación de lO"" a IS'^C es suficiente para hacer variar en un 50 por 100 la velocidad de fluencia, y que una desviación de unos 25'' C dobla dicha velocidad (25).

Por lo que se refiere a los valores absolutos de estas velocidades, estos son, después de un cierto tiempo de estabilización, del orden de 1/100.000 a 1/1.000 por hora hacia los 1.300° C. Sobre la base de 1/100.000, representa, aproximadamente, un 0,8 por 100 en un año. Pero sobre la base de 1/1.000 supone el aplastamiento completo (admitiendo /? = 1 en la fórmula del párrafo precedente, y una fluencia indefinida).

c) Influencia de la presión

Si se tratase de un cuerpo viscoso simple, la velocidad de fluencia sería proporcional a la presión. Para un cuerpo plástico, como ocurre a las temperaturas consideradas, la ley no se aplica más que después de un límite de fluencia, más allá de una presión mínima, por debajo de la cual, a una temperatura dada, no existe fluencia. Este es el comportamiento, considerado en forma general, pero de hecho las cosas son un poco más complicadas. M. Lécrivain (22) ha hallado para ciertos productos arcillosos de alto contenido en alúmina, los siguientes comportamientos :

1) Para p = 0,5 Kg/cm^, la fluencia se detiene después de un cierto tiempo (10-20 horas).

2) Para p comprendido entre 0,5 y 1,2 Kg/cm^, la fluencia resulta poco influenciada por la presión.

3) Por encima de 1,2 Kg/cm-, la fluencia aumenta rápidamente con la presión y su velocidad es proporcional a ella.

Evidentemente, los valores serán diferentes para otras clases de productos. Conviene señalar que el límite de fluencia es inferior a 0,500 Kg/cm^.

Este asunto debe considerarse también desde otro punto de vista. Si en la realización de los ensayos nos conformamos con cargas de unos 2 Kg/cm^, es debido a las condiciones de cargas estáticas que existen en las construcciones; pero, como veremos más adelante, los efectos térmicos —por ejemplo— pueden suponer esfuerzos considerablemente más elevados; lo mismo ocurre con las deformaciones de las armaduras metálicas o de las obras de albañilería, etc.

El profesor Schwiete y H. Klein (8) han estudiado la fluencia bajo presiones de 50 a 400 Kg/cm^, y los resultados han sido sorprendentes. La figura 9 muestra

240 BOL. SOG. ESP. CERÁM., VOL. 4 - N.^ 3

IVES LETORT

que en el caso de un ladrillo de 38 por 100 de AI2O3 y 55 por 100 de fase vitrea —ensayado con instrumentos de gran sensibilidad—, la deformación bajo una carga de 2 Kg/cm^ aparece ya a 670'' C y disminuye hasta 525̂ C con una carga

Curva dilafomelrica

2Kg/cm2

lo Kg/cm2

6oKg/cm2

o,o5

2oo 3oo Aoo boo 600 Too 800 9oo I000

Temoera^ura ("C)

FiG. 9.—Variación de las dimensiones de un ladrillo silicoalumi-noso de 38 % de alúmina ä diversas cargas estáticas bajo el efecto de una temperatura creciente. Las ordenadas en trazo discontinuo indican las temperaturas de comienzo de la fluencia bajo la carga

correspondiente, según Schwiete y Klein (8).

de 150 Kg/cm^ Como puede verse, nos hallamos lejos de la zona de los 1.000** C del ensayo de reblandecimiento bajo carga diferencial, y más aún de los 1.300° C del ensayo convencional actual.

Si ahora utilizamos en lugar de una carga constante, una carga oscilante de ± 50 Kg, alrededor de un valor medio de 60 Kg., pasando así de 10 a 110 Kg., diez veces par minuto, el comienzo de la fluencia se produce a la misma temperatura de 525° C (fig. 10), y esta temperatura es aún inferior cuando aumenta la carga media.

Este comportamiento confirma la influencia decisiva que ejerce la fase vitrea. El vidrio ordinario, en frío, que es muy elástico, presenta, desde su punto de transformación T, (510° C en el experimento de Le Chatelier, indicado anteriormente), las características de una materia viscosa (más exactamente plástica).

MAYO-JUNIO 1965 241


Su viscosidad es entonces del orden de 10̂ ^ poises, y se deforma bajo carga con fluencia viscosa, ocurriéndole igual al ladrillo calentado a 525° C. El fenómeno

1oo 2oo 3oo Aoo 5oo 600 7oo 800 9oo loco

Temperafura (°C) —

FiG. 10.—Variaciones de dimensiones de un ladrillo silicoatumi-noso de 38 % de alúmina sometido a cargas oscilantes, bajo ei efecto de una temperatura creciente. Las. ordenadas en trazo discontinuo indican la temperatura de comienzo de la fluencia bajo

la carga correspondiente, según Schwiete y Klein (8).

sigue una marcha mucho más rápida hacia los 850° C, en el caso del vidrio. En el ladrillo, que está lejos de ser un vidrio puro, esto ocurre a temperatura más elevada.

d) Influencia de la porosidad.

Se ha encontrado una clara relación entre la porosidad y la resistencia a la fluencia (25). Esta relación se expresa en la figura 11, que agrupa los resultados en el interior de dos elipses. Allí se muestra también el efecto de la atmósfera reductora u oxidante que envuelve a la probeta. Este último punto constituye una advertencia para los usuarios, químicos y metalurgistas. Por lo que se refiere a la porosidad, no hay que olvidar que la sección maciza de la probeta

242 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 4 - N.° 3

IVES LETORT

8H

RELACIONES 6

Velocidad de fluencia -alrnósfera ^

Velocidad de fluencio-porosidad

V ¿ ' 7 o ^ ( x 1 o o )

Porosidad 7o

17 16 19 2ö

FiG. i i.—Influencia de la porosidad de la materia y de la atmósfera del horno de ensayo, sobre la velocidad de fluencia de un ladrillo silicoaluminoso, según Lécrivain, Konopicky y Van

Vreuckelen (25).

decrece al aumentar la porosidad, y que este hecho debe ser tenido en cuenta al verificar el cálculo de la carga (24).

e) Influencia de la cocción del ladrillo y observaciones generales sobre la forma de la curva de fluencia.

La gran influencia de la cocción del ladrillo, que nunca ha merecido suficiente atención, nos va a conducir ahora al examen de la forma de la curva de fluencia. Muchos de los autores ya citados han observado esta acción de la cocción. Nosotros la señalamos en 1954 (24) y el doctor Lahr lo confirmó poco después (24).

En las figuras 12 y 13 reproducimos las curvas de fluencia de los mismos ladrillos cocidos a temperaturas distintas (24). Resulta muy claro que el aumento de la temperatura de cocción tiene como efecto una rectificación de la curva, la supresión de la parte cóncava inicial y la transformación de la fórmula f-=af' (con pequeño valor de n), aplicable a la figura 12, en una fórmula f=a't, aplicable a la figura 13 (es decir, n igual o muy próximo a Z), con a' menor que a.

Este comportamiento, que se observa en ambas figuras, no puede a priori extrapolarse más allá de las dos horas y media que han durado los experimentos

MAYO-JUNIO 1965 243


que expresan las curvas. La repetición del experimento con el producto C (fuertemente cocido) de la figura 13, durante veinticuatro horas, ha dado al cabo de este tiempo un hundimiento / que es unas diez veces superior al observado a las I dos horas y media. Para un buen ladrillo arcilloso, muy bien cocido, la fórmu[la aplicable es f=at para la duración indicada (veinticuatro horas).

Jumper ofuroiX) o o o o o o o o o tr>oinOinOu^ O 0»-T-CNJcJroro

Temperahura (̂ 'C) o O O Q O O O O

FiG. 12| coalurrii 2 yo 1350^

b o,3o1 l3o 2 2,3o

Tiempo (hr.)

i—Fluencia de diversos ladrillos sili-nosos, cocidos a 1250° C, carga de

Kg/ópi^, temperatura constante de ensa-C, ladrillos de 44 a 35 % AhO,,

según Letort (24).

O o.3o 1 1,3o 2 2,3o

'tiempo fhr.'^

FiG. 13.—Fluencia de diversos ladrillos sili-coa^Mfninosos, cocidos a 1450° C, carga de 2 Kg/cm^, temperatura constante de ensayo 1350° C, ladrillos de 44 a 35 % Al,0,, se

gún Letort (24).

¿Qué ocurrirá con una larga duración, después de millares de horas (un año igual a 8.760 horas)? No conocemos resultados de estudios de tan larga duración. Algunos experimentos, a los cuales nos referiremos más adelante (26), han llegado hasta las 2.000 horas, y han demostrado una atenuación progresiva de la velocidad de fluencia, sin llegar a la detención.

A nosotros nos parece posible que, según la naturaleza del producto, la presión ejercida, y la temperatura del experimento, la fluencia pueda cesar, atenuarse o continuar indefinidamente, e incluso terminarse por una ruptura (consecuencia de la deformación con un hinchamiento transversal, que hace aparecer tensiones transversales susceptibles de engendrar la ruptura).

Creemos, en todo caso, que una fórmula del tipo f = af, en función del

244 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 4 - N.^ 3

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El bombo está compuesto de un cilindro, dos tapas planas reforzadas con fuertes nervios y unos fondos bomt

todo en acero Siemens y soldado eléctricamente Los ejes de gran diámetro están soldados con las tapas, los ner

los fondos bombados, resultando el conjunto de una gran solidez. Los ejes se tornean una vez todo el conjunt

montado y soldado, con lo cual se consigue una rotación y equilibrados perfectos. Todo el conjunto gira sobre coj

de rodillos oscilantes reduciendo el rozamiento y por lo tanto el consumo de fuerza. El accionamiento se hac

medio de una corona dentada con dientes fresados a máquina y piñón de acero tannbién fresado a máquina. Este

linos pueden ser accionados por motor-reductor o bien con polea. Se pueden montar sobre zócalos de hormigón (

soportes de hierro. Se pueden construir con revestimiento cerámico de gran dureza.

D A T O S TÉCNICOS

N.° 80 TOO 120 140 160 170

Litros 200 400 700 1200 2C00 2600

Diámetro del bombo 800 1000 1200 1400 1600 1700

Longitud del bombo 900 900 1000 1200 1400 1800

IVES LETORT

tiempo, no es universal, que no es aplicable —^para un producto dado— más que entre ciertos límites de temperatura (y quizá de tiempo), que el valor de n cambia por influencia de distintos factores, y que la ley debe simplificarse, complicarse o desaparecer a medida que los factores de naturaleza, fabricación, presión, temperatura y duración del ensayo se modifican.

Volviendo a la influencia de la cocción del producto, parece cierto que una elevada cocción ejerce una acción favorable sobre la resistencia a la fluencia, y esto parece especialmente cierto durante las primeras horas, decenas de horas o, quizá, centenares de horas de permanencia bajo carga.

Esta influencia de la cocción es debida, en particular, a su acción sobre la estructura íntima de los productos y sobre el desarrollo (forma y magnitud) de los elementos cristalinos (7).

V. Consecuencias y conclusiones prácticas.

De todas las observaciones, reflexiones y experiencias que hemos mencionado —que son poca cosa en relación con los trabajos realizados— quisiéramos hacer ahora un resumen general de las propiedades mecánicas de los productos refractarios a temperaturas elevadas.

L Estructura y propiedades.

Un producto refractario, después de haber estabilizado su estructura, está constituido generalmente por cristales más resistentes a la temperatura, y por una fase vitrea —un vidrio— menos resistente, en el cual están embebidos.

Este vidrio es, a veces, poco abundante en frío (silimanita, sílice o magnesia muy puras), y en otras ocasiones representa, incluso en frío, más de la mitad de la masa total, y en todos los casos, cuando la temperatura se eleva, la proporción de vidrio crece y la masa cristalina disminuye.

La fase vitrea juega un papel importante, y en general preponderante, sobre el comportamiento en caliente del producto. No es la resistencia piroscópica la que resulta más directamente afectada, sino la resistencia mecánica. El vidrio se reblandece a la temperatura relativamente baja del punto de transformación Tj, que corresponde a una viscosidad aparente "equivalente" de 10̂ ^ poises aproximadamente, para los ladrillos arcillosos, como han demostrado ciertos trabajos del P. R. E. (25). A partir de ese momento, tanto el ladrillo como el vidrio son plásticos. Esta temperatura está situada muy probablemente entre los óOO"" y los 900" C para los ladrillos arcillosos, pero en la actualidad carecemos de datos precisos acerca de su valor.

M A YO-JUNIO 1 9 6 5 245


Sin embargo —y esto no se contradice con aquello— el ladrillo arcilloso puede ser todavía roto por un esfuerzo de compresión simple. A propósito de este asunto también carecemos de información. Es posible determinar un módulo de elasticidad hasta temperaturas del orden de 1.100°-1.250°C. Por otra parte, bajo un esfuerzo constante, muy inferior a la carga de ruptura instantánea (pero superior a su límite de rigidez), la materia se deforma.

Este fenómeno de fluencia, que se manifiesta a presiones ríelativamente bajas (algunos Kg/cm^), cesa probablemente al cabo de algún tiempo, por haberse realizado ya ciertos fenómenos físicos, en especial el llenado de los poros por la fase viscosa y el establecimiento de mutuo contacto entre los cristales más refractarios. Naturalmente, cuanto más pequeña es la cantidad de fase vitrea, más resistente es el ladrillo.

Por encima de una temperatura del orden de l.lOO '̂-l.BSO^C, para los ladrillos arcillosos (según sus calidades), el estado de la fase vitrea se modifica y tiende a no ser más que un líquido viscoso; la fluencia del ladrillo crece y tiende a hacerse continua. Se ha hallado que, a temperatura constante, crece según una ley exponencial con relación al tiempo ; prácticamente, después de un comienzo generalmente rápido, se atenúa y se hace casi proporcional al tiempo. Hacia los 1.200°-1.350°C, su velocidad se dobla al variar la temperatura unos 25° C. Por encima, pues, de una cierta temperatura, el ladrillo tiene un comportamiento peligroso, y no hay nada que pueda detener la fluencia provocada por una carga, incluso débil (por ejemplo de 2 Kg/cm^), que corresponde a menos de 10 metros de altura de obra. Y sin embargo, la resistencia piroscópica puede ser incluso superior a ios 1.700° C, debida a que la mezcla de fase vitrea viscosa y de cristales sólidos que constituye el ladrillo, le da un carácter plástico hasta temperaturas muy elevadas.

La porosidad de los ladrillos juega un papel importante en la resistencia a la fluencia. Los ladrillos refractarios aislantes tienen, por esta razón, características especialmente débiles. Estos ladrillos no pueden prácticamente soportar ninguna carga en caliente.

También ejercen gran influencia las condiciones de fabricación tales como : pureza de las materias primas, granulometría, condiciones de moldeo y cocción. La cocción, en especial, tiene particular importancia debido a su acción sobre la estructura cristalina.

Los productos esencialmente cristalinos, como los sinterizados, casi exentos de fase vitrea, fuertemente comprimidos y cocidos a temperaturas muy elevadas, presentan una resistencia a la fluencia mucho mayor que los productos clásicos con fase vitrea, y permiten resolver problemas difíciles.

246 BOL. SOG. ESP. CERÁM., VOL. 4 - N." 3

IVES LETORT

2. Reglas de empleo.

De las propiedades así establecidas se pueden deducir reglas de empleo y de seguridad.

Como ya hemos dicho anteriormente, en ningún caso deben trabajar los ladrillos refractarios a la tracción, a la flexión o a la torsión.

Según el estado actual de los conocimientos, juzgamos que hasta la temperatura de comienzo del reblandecimiento o aplastamiento bajo carga, determinado por un ensayo diferencial bajo carga de 2 Kg/cm^ (pero no por los métodos aún hoy en uso), los ladrillos clásicos, de densidad y porosidad normales, resisten a la compresión en las condiciones industriales de empleo. Entendemos por esto que su fluencia, aunque se inicie, se detendrá después de un cierto tiempo, sin haber alcanzado un valor peligroso. Desde un punto de vista práctico, y teniendo en cuenta la dificultad de leer con precisión en el diagrama la temperatura To del "comienzo del reblandecimiento", puede ser preferible referirse al punto Tor, del cual se sustraerá la diferencia T0.5 — TQ determinada por la media de las lecturas hechas en diversos diagramas experimentales.

Esta regla no es aplicable más que a las cargas débiles corrientes, que no sobrepasan los 2 Kg/cm^. La carga de la construcción debe calcularse en consecuencia.

Cuando la pared refractaria no se calienta más que por una sola cara, como ocurre generalmente, la carga está soportada poT el espesor de pared que permanece a una temperatura inferior a la crítica, y el diseño debe hacerse para que la posición de la línea de empuje responda a esta condición. La cara caliente, que no soporta nada, puede sin ningún peligro subirse hasta una temperatura mucho más elevada, en «relación con la resistencia piroscópica. La diferencia entre la resistencia piroscópica y la temperatura de régimen de la cara caliente es variable según la naturaleza de los ladrillos (sílice, ladrillos básicos, ladrillos arcillosos, etc.). Pero de acuerdo con la experiencia adquirida, la resistencia piroscópica constituye aquí una guía válida para fijar esta temperatura de régimen de la cara caliente. Para un buen ladrillo arcilloso, esta diferencia es —de manera muy aproximada— del orden de 250" C.

Por el contrario, cuando toda la masa del producto (calentado por varias caras adyacentes) se lleva a alta temperatura, la carga soportada debe ser muy débil o incluso nula.

El empleo de los ladrillos refractarios aislantes hace el problema aún más delicado. La temperatura de reblandecimiento o de desplome es especialmente baja (850^-900° C) en los ladrillos más corrientes, y la resistencia mecánica de la parte fría es poco elevada. Pero los principios de empleo son los mismos.

MAYO-JUNIO 1965 247


VI. Efecto de las sobrepresiones debidas a la dilatación térmica.

No basta con diseñar y calcular una obra refractaria para una baja carga, de acuerdo con las reglas enunciadas. Hace falta, además, velar por que durante su servicio no sufra sobrepresiones considerables que conduzcan a la ruptura o a la fluencia. Vamos a examinar algunos casos a título de ejemplo.

1. Sobrecompresión del ladrillo rígido.

Este es el caso de un ladrillo arcilloso sometido a una temperatura inferior a 600°-800° C (según la calidad del ladrillo) ; el ladrillo está, pues, en estado de cuerpo sólido elástico.

Consideremos una serie de ladrillos en la obra : bóveda, muro, cilindro. En el momento de su colocación, hecha a una temperatura To, los ladrillos están simplemente yuxtapuestos, y si consideramos uno de ellos, veremos que no está sujeto a ningún esfuerzo.

Elevemos la temperatura de la cara interna de la pared y se establecerá un gradiente de temperatura según la profundidad del ladrillo. Si en un plano (o cilindro) isotermo la temperatura es T,, el aumento de longitud de la sección correspondiente (referido a la unidad de longitud) es:

A / - a ( T , — T o )

siendo a el coeficiente de dilatación térmica. Si por una desfavorable circunstancia, la construcción, el montaje de los

ladrillos, etc., son tales que el ladrillo está bloqueado en su lugar y no puede dilatarse, la sección considerada está comprimida y, hallándose en el estado de cuerpo elástico, sufre un esfuerzo de compresión transversal :

A/ F =. E =- E a (T, — To)

/

siendo E el módulo de elasticidad a la compresión. Escrito de otra rorma, la temperatura T^ que da lugar al esfuerzo F se de

duce de la expresión :

F

E a

248 BOL. SOC. ESP. CERÂM., VOL. 4 - N.° 3

IVES LETORT

Si tomamos para F el límite de ruptura R (por ejemplo 200 Kg/cm^), para E el valor de 200.000 Kg/cm^ y para a el valor 65 X 10—% se obtiene :

200 T . — T o -

200.000 X 65 X 10-^ — 160̂ C

En cuanto el intradós del ladrillo sobrepasa la temperatura T^, el ladrillo supuesto bloqueado en su lugar, se aplasta sobre sí mismo y se desagrega como una probeta sometida a un ensayo de aplastamiento. En efecto, el ladrillo se rompe según las líneas de menor resistencia de su estructura, y el desplazamiento de los fragmentos resultantes de la dislocación entrañará la reducción del esfuerzo.

Si los ladrillos no están bloqueados' (ausencia completa de juntas de dilatación), sino que en su colocación se han dispuesto unas juntas de dilatación insuficientes, cuando estas juntas hayan sido ya absorbidas, el sistema volverá a hallarse en las condiciones que preceden, es decir que el intradós comenzará a desagregarse a 160° C por encima de la temperatura de bloqueo.

Supongamos ahora que los ladrillos yuxtapuestos presentan un defecto de colocación que hace que el bloqueo de unos contra otros, a una cierta temperatura, se verifique solamente según una línea o generatriz paralela al trasdós,

FiG. 14.—Ruptura por, cizalla de las piezas. de una bóveda en el límite de desprendimiento de las juntas.

MAYO-JUiSÍIO 1 9 6 5 249


O hasta una línea sobre una de las caras laterales, como es el caso de la caída del cemento de la junta (fig. 14). Cuando la sección plana o cilímdrica correspondiente alcanza una temperatura 160° C más elevada, se halla sometida al esfuerzo mencionado anteriormente, mientras que las secciones vecinas, situadas por debajo, pueden dilatarse libremente y, por tanto, no están comprimidas.

Resulta así un esfuerzo de cizalla entre la sección libre y la sección bloqueada, y el ladrillo se rompe según esta sección comprimida, paralelamente al trasdós. Si todos los ladrillos son objeto de un mismo defecto, se seccionarán todos ellos según una misma superficie plana (o cilindrica), cuyo conjunto parecerá formar un plano continuo de rotura. Hay que observar que la ^resistencia a la cizalla puede por otra parte ser inferior a la resistencia a la compresión simple.

2. Sobrecompresión del ladrillo plástico.

Este es el caso del ladrillo arcilloso llevado a una temperatura superior a unos 600°-800° C. El ladrillo posee, aun a temperaturas muy por encima de éstas, una resistencia a la ruptura por compresión directa. Hasta 1.150°-1.250°C posee aún un módulo de elasticidad apreciable. Por el contrario, su estructura puede deformarse lentamente bajo el efecto de la compresión y hacer así desaparecer la tensión.

Si un ladrillo, supuesto bloqueado hacia los 1.000°-1.100° C, por ejemplo, se calienta con suficiente lentitud se deforma sin romperse, pero ¿qué pasa con un calentamiento rápido?

Si el ladrillo contiene una parte preponderane de fase vitrea (ladrillo arcilloso), podremos aplicarle, en primera aproximación, las leyes relativas a los cuerpos viscoelásticos, ya que éste es el carácter del vidrio en su segundo estado.

Consideremos aquí la teoría y los cálculos de Maxwell (11) sobre la relajación de las tensiones en un cuerpo viscoso.

Tomemos como material de partida el vidrio en estado sólido, elástico (primer estado). Si aplicamos un esfuerzo F, se produce una deformación S, o viceversa. Estas dos magnitudes están ligadas por la relación :

F = E-S

Al en la que S es la deformación por unidad de longitud y E es el módulo

/ de elasticidad para el tipo de esfuerzo considerado. F no varía si S no varía. Si S o F varían en función del tiempo í, se puede escribir:

2 5 0 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 4 - N.° 3

IVES LETORT

d¥ d S = E

d t d t

En el caso de un cuerpo dotado de viscosidad (segundo estado del vidrio) el esfuerzo elástico no varía solamente en función de la deformación, sino que disminuye también bajo el efecto mismo del esfuerzo por reorganización interna de la estructura íntima (relajación), Maxwell ha admitido que la velocidad de modificación correspondiente es proporcional al esfuerzo que provoca el movimiento "molecular*'. Esta variación del esfuerzo F se resta de la variación debida a la modificación de la deformación, y se puede en definitiva escribir :

d F d S = E q F

dt dt

—siendo q una constante característica del cuerpo considerado.

1 Para mayor comodidad haremos q = —, y la ecuación general que relaciona

T

la variación del esfuerzo con la deformación para un cuerpo viscoelástico adquirirá la forma:

cíF d S F =^E (1)

dt dt

La consonante r resulta, pues, homogénea con un tiempo. Supongamos que la deformación sea constante, como ocurre en el caso ya

indicado de un ladrillo llevado a una temperatura elevada Ti, al cual se le impide dilatarse a partir de una temperatura inferior TQ, por encima de la cual se halla bloqueado. El material llevado a la temperatura T^ tiende a sufrir una dilatación :

A/ S = = a ( T i - T o )

/

El esfuerzo interno F engendrado es, como se ha visto :

F - E - S = E-a(Ti —To)

Este esfuerzo es el que interviene en nuestra ecuación (1).

MAYO-JUNIO 1965 251


M Si en esta ecuación (1) es constante la deformación S = , resulta que

/ dS

= 0 y la ecuación se convierte en : dt

que se integra como sigue :

dF

dt r

d F r dt

t Log F = —— + K

T

dt p _ ^k . ^ ^

Si se toma í = 0 (estado inicial en el momento en que se alcanza la temperatura T,), resulta:

Fo = e^, de donde K == Log FQ

Si se considera í = r (estado al cabo del tiempo r de mantenimiento a la temperatura T,) se obtiene :

F = ^̂ • e—'

Fr 1 de donde : r= ^—i =. _ = 0,365

Fo e

F(t+x) 1 y en forma más general ; = — = 0,365

F(t) e

lo cual significa que después de un tiempo igual a r (tiemf>o de relajación de 365

Maxwell) el esfuerzo interno queda reducido a del inicial engendrado 1.000

en el cuerpo viscoelástico. Si la fuerza FQ inicial correspondiente al límite de resistencia mecánica R

del material (a la temperatura T^ considerada), al cabo de un tiempo r se podría, sin riesgo alguno, volver a añadir una deformación complementaria, provocando un crecimiento del esfuerzo de 0,635 F«, y restableciendo así un esfuerzo total igual al límite R.

2S2 BOÏ • s o c . ESP. CERÁM., VOL. 4 - N.« 3

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IVES LE TORT

En la hipótesis de que FQ = R sea provocada por una elevación de tempera

tura A T = T, — T, se tiene :

R Fo = R = E^a-AT o bien AT

E*a

Se podría, pues, en el tiempo r, elevar la temperatura T^ en una cantidad

igual a

0,635-R 0,635 A T o bien —:

. E a

O dicho de otra forma, la velocidad límite a la cual se puede subir la tem

peratura de un cuerpo viscoelástico en la proximidad de T^ es :

0,635-AT 0,635-R Vcrit • 1 ^^ ' ^^ " • ~,

en grados centígrados por unidad de tiempo.

Se conocen, o se pueden medir : Fo = R (resistencia mecánica del cuerpo), E (módulo de elasticidad) y a (coeficiente de dilatación). Falta por determinar r.

Volvamos a nuestra ecuación (1) y supongamos ahora que F es constante. Este es el caso de una probeta refractaria, sometida a la temperatura constan-

d¥ te T, a un ensayo de fluencia bajo la carga F. Al ser nulo , nuestra ecua-

d t ción (1) se convierte en :

dS F F O — o bien r =

dt T /dS El B

siendo F la presión ejercida sobre la probeta o la presión de fluencia (por ejemplo, 2 Kg/cm'^); E es el módulo de elasticidad, que se puede medir a la

d S temperatura T̂ ; es la velocidad de fluencia que se observa, referida a

dt

la deformación S. De esta forma se puede calcular r para la temperatura Ti

considerada, teniéndose así los elementos que permiten calcular la velocidad

límite de calentamiento sin ruptura.

MAYO-JUNIO 1965 253


El cálculo se puede simplificar como sigue :

dS dS 0,635-R-E-- 0,635-R-

0,635-R dt dt Vcrit • 1 == ' ~ = •

E • a • r E • a • F a • F

La F que figura en el dominador es la presión de carga del ensayo de fluencia que determina la velocidad de aplastamiento referida a la deformación.

Así pues —en la medida en que es dado asimilar un ladrillo refractario calentado y llevado al estado plástico a una masa homogénea viscoelástica—se ha establecido la ley de velocidad crítica de subida de la temperatura por encima de Tj. A temperaturas superiores a éstas se provoca la rotura del ladrillo, que ya ha llegado a su límite de resistencia a la compresión.

Veamos ahora ana aplicación con un ejemplo numérico. Para ello volvamos a tomar el caso de un ladrillo que tiene

R = 200 Kg/cm^ y a = 65 X 10-^

y consideremos que E tiene a 1.050° C un valor de 30.000 Kg/cm^ Esta es una aproximación basada en resultados antiguos, adoptada por carecer de datos más precisos.

/ A / N Para la velocidad de fluencia I I a 1.050° C por unidad de tiempo, vamos

a tomar un valor de 1,2 X 10—^ por hora. Se ha comprobado que, partiendo de este valor, y aplicando la ley de duplicación de la velocidad por cada aumento de 25° C, se obtiene a 1.250° C un valor de 3 X 10—^ por hora. Este valor coincide con el hallado por Ehrke y Schwiete (26) en sus experimentos entre la hora 1.000 y la 2.000 de fluencia. Se obtiene a 1.350° C una velocidad de 1 X 10—* por hora, que corresponde asimismo a resultados normalmente observados.

Pero esta velocidad de fluencia debe ser referida a la deformación S (y no a la dimensión de la probeta) que resulta de una compresión a 200 Kg/cm^ :

R 200 S — — — ^ 7 V 10—3

E 30.000

de donde :

dS 1,2x10-^ = = 1.8 X 10-^

dt 6,7 X 10--^

254 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 4 - N.^ 3

IVES LETORT

Se puede entonces calcular la velocidad crítica de calentamiento a 1.050° C :

dS 0,635-R-

dt 0,635X200X1,8X10-^ Vcrit. 1.050> C = = = 1,86 X 10^

a-F 65X10-^X2

o sean 186° C por hora o 3° C por minuto. Se ve que esta velocidad es muy pequeña y que incluso en su período 'aplás

tico", una obra bloqueada debe ser calentada con lentitud y con precaución. En todo rigor, ai elaborar la fórmula de cálculo de la velocidad crítica, se

dS deberían haber elegido para F y para valores correspondientes a F = R

dt (que serían aquí 200 Kg/cm^). De todas formas, ya hemos indicado anteriormente que, de una forma general, para el caso de los materiales que aquí consideramos, la velocidad de fluencia es proporcional a la presión, de manera que la razón entre ambas cantidades permanece constante. Es posible, pues, con todo derecho, utilizar los resultados del ensayo clásico de fluencia bajo 2 Kg/cm^.

A este cálculo se le pueden hacer diversas objecciones, como : Validez de las hipótesis de Maxwell y de sus aplicaciones al ladrillo refractario, y magnitudes de los parámetros adoptados cuyo conocimiento es imperfecto. El estudio de estos diversos puntos —^que es demasiado largo para ser desarrollado aquí— muestra, sin embargo que el resultado obtenido es de un orden de magnitud válido.

3. Sobrecompresión a muy alta temperatura.

Este es el caso, por ejemplo, de un ladrillo arcilloso sometido a temperaturas superiores a los 1.250° C.

Aquí el problema resulta más sencillo ya que el módulo de elasticidad es muy pequeño (estado puramente viscoso de la fase vitrea). Debido a esta fluencia del material —de la cual ya hemos visto las leyes— el ladrillo resiste sin dificultad los cambios de temperatura, pero no resiste ninguna carga mecánica.

4. Ejemplo.—Aplicación a un cowper.

A título de ejemplo práctico debemos observar que todos los casos descritos se hallan representados en el cowper. Supongamos una altura de pozo de 30 metros, con temperaturas de 200° C en la base y de unos 1.400° C en la parte superior (al final del calentamiento, es decir, del período "a gas").

MAYO-JUNIO 1965 2 5 5

LA RESISTExNCIA MECÁNICA A ALTA TEMPERATURA

Será suficiente que consideremos la pared interna del pozo (que separa los apilados) que es el elemento más delicado. Esta pared está calentada por sus dos caras, es decir, que los ladrillos adquieren en toda su masa la misma temperatura y están sometidos a tremendas oscilaciones de temperatura entre los períodos "a gas" y "a aire".

En la base tenemos 200*" C, y a 30 metros de altura 1.400'' C, o sea, una elevación de 40° C por metro. La temperatura a 17,5 metros es de 900^ C ; a 22,5 metros es de 1.100" C, y a 25 metros de 1.200° C.

En la base, el ladrillo soporta el peso de 30 metros de obra, o sea, una carga de al menos 6 Kg/cm^, lo cual no tiene ninguna importancia en frío.

Entre 900° C y 1.100° C los ladrillos soportan una carga de 12,5 a 7,5 metros de obra, o sea, entre 2,5-3 Kg/cm^ y 1,5-2 Kg/cm^ Los buenos ladrillos resistirán todavía a la fluencia, pero se pueden temer dificultades de fisuramiento por elevación demasiado rápida de la temperatura (durante el paso "a gas") si las dilataciones están impedidas. Existe, por tanto, una velocidad límite de calentamiento del muro, es decir, una velocidad límite de los gases en el pozo, así como en los apilamientos si éstos están soldados y bloqueados.

A 1.200° C, el ladrillo soporta todavía cinco metros de obra, o sea, más de 1 Kg/cm^ Un ladrillo ordinario clásico no soporta esta carga sin fluir, tanto más cuanto que las oscilaciones térmicas entrañan serias oscilaciones de esfuerzos transversales. La experiencia ha demostrado los desgraciados resultados del fenómeno. Para esta zona, y prácticamente hasta la parte superior, se hace necesario elegir productos de la más alta calidad, super-arcillosos de alta pureza, silimanita, sflice, y a veces productos sinterizados casi exentos de fase vitrea.

El problema es soluble, y hasta se ha venido resolviendo, pero nos hallamos casi en el límite de las posibilidades de los productos industríales. Por esta razón, y con el fin de evitar los accidentes que pueden sobrevenir cuando se hace trabajar a los materiales en su límite de resistencia, es necesario que conozcamos estos límites de nuestros ladrillos y los fenómenos que se producen.

Nuestros conocimientos sobre la resistencia mecánica de los productos refractarios son todavía muy incompletos. Deseamos que la continuación de los trabajos que aquí hemos bosquejado conduzca en el porvenir a un mejor conocimiento de nuestros productos, y a nuevos adelantos en el perfeccionamiento de sus calidades.

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IVES LETORT

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MAYO-JUNIO 1965 2S7

LA R E S I S T E N C I A MECÁNICA A ALTA TEMPERATURA

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258 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL, 4 - N." 3

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