Concretos Refractarios Proyectados

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2009

Refractarios Nacionales, S.A.

CONCRETOS REFRACTARIOS PROYECTADOS

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Refractarios Nacionales, S.

Concretos Refractarios de Centro Améric

CONCRETOS REFRACTARIOS PROYECTAD

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INTRODUCCIÓN

Durante los últimos 75 años Thermal Ceramicsha probado ser el líder mundial en resolver

problemas de calor intenso.

Además de fabricar fibra cerámica, ladrillosaislantes refractarios y productos de formasespeciales, Thermal Ceramics dispone de unaamplia variedad de productos monolíticos:desde materiales livianos altamente aislanteshasta productos densos de alta resistencia.Thermal Ceramics tiene un concreto refractariopara satisfacer las necesidades de cada cliente.Todas las industrias son servidas con estosproductos incluyendo ferrosas no ferrosas,químicas, de servicios y relacionadas con elmercado cerámico.

La planta de Thermal Ceramics en Augusta,Georgia ha sido certificada con los estándaresISO 9002 para la producción de refractariosmonolíticos. En estas instalaciones tanto lamateria prima como los productos terminadosson rutinariamente inspeccionados y probadospara asegurar, que alcanzan los niveles decalidad exigidos.

Un experimentado equipo de especialistasrefractarios está a su disposición en ThermalCeramics para asistirlo en la selección delproducto, diseño del sistema y técnicas deinstalación. Este manual de diseño e instalaciónintenta dar información general a losdiseñadores, instaladores y usuarios de losproductos monolíticos de Thermal Ceramics,

como pauta sobre algunos tópicos particulares.Cualquier pregunta o comentario relacionado aeste manual debe ser dirigida a surepresentante local de Thermal Ceramics.

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GENERAL

Thermal Ceramics suministra una ampliavariedad de productos diseñados para aplicación

con pistola neumática. Este método involucraconcretos refractarios que son transportadosneumáticamente a través de mangueras hasta elárea de instalación, donde son proyectados ensitio usando una boquilla de mano. Este tipo deinstalación es apropiada para los siguientescasos:

Donde grandes volúmenes de refractarioestán envueltos, el proyectado puedereducir tiempo de instalación y costos.

Donde no hay necesidad de corte, ya quereduce el costo del trabajo.

Donde el acceso es difícil, solo es necesarioespacio para el operador y la manguerapara proyectar el revestimiento.

Para posiciones elevadas, el material puedeser transportado verticalmente a distanciasrazonables, resolviendo problemas delogística.

Donde paredes multicapas son requeridas,

es a menudo más fácil y efectivo aplicar doscapas proyectadas que usar dos juegos deencofrados.

Donde el espacio para el refractario eslimitado, capas delgadas son más fáciles deinstalar.

Para superficies irregulares, las cuales sondifíciles de configurar.

Figura 1: Proyectado

Hay dos tipos de proyectado húmedo y seco

Para el proyectado húmedo (o de suspensióes necesario agregar toda el agua requer

para la mezcla en la mezcladora de paleantes de ser transportada a la boquilla o tobeEste método usualmente requiere de contenido mayor de agua y por lo tanto densidad del material colocado puede ser mbaja. Sin embargo el polvo generado por esmétodo es poco 0 ninguno. Se produce porechazo de material, lo que trae como resultaun revestimiento libre de laminación.

El proyectado seco es el más popular de los d

métodos. Este permite al operador trabahorizontalmente a 270 m y verticalmente a 1m desde la estación de alimentación. La presde aire recomendada para concretos refractardensos es 240-345 kPa, 170-240 kPa para pesmedios y 140-170 kPa para los livianDependiendo del producto, materiales de aproyección requieren mayores volúmenes aire que los concretos refractarios densconvencionales (345-520 kPa) para aseguuna adecuada mezcla en la extensión de

boquilla y suficiente compactación en paredes.

Debido a la caída de presión entre la boquillael proyector (pistola), el operador debe tomcomo referencia añadir 35 kPa por cada 15 m longitud de manguera más que él de longitestándar, y 35 kPa por cada 15 m de elevacsobre la máquina de proyección. Para materiales medianos añada 20 kPa. Si la preses muy alta, la densidad del material y el rebose incrementarán; una baja presión resultará una baja resistencia y pérdida de consolidació

Debido a que la cantidad de agua añadida determinada por el operador, la persoencargada de la proyección del material detener suficiente experiencia, en partículas conrefractario que está siendo usado, para saqué cantidad de agua debe ser agregada pa

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lograr la correcta consistencia en la pared. Unexceso de agua generaría un material de bajadensidad y resistencia, y podría desprenderse dela pared. Con poca cantidad de agua las

pérdidas por rebote y polvo serían altas.

PRE-INSTALACION

ALMACENAJE

Los concretos refractarios deben seralmacenados en áreas secas, bien ventiladas yseparados del piso sobre paletas (figura 2). Si sealmacena en patios abiertos los sacos deben ser

protegidos contra la lluvia ó condensación deagua (humedad) con una cubierta fija. Latemperatura de almacenamiento no es demucha importancia si el concreto refractarioestá en el rango de temperatura deseado antesdel vaciado (vea la sección 3.1). Si los sacosestán además protegidos por un envolturaplástica, asegúrese que haya suficienteventilación debajo de la envoltura para prevenirla condensación de agua sobre los sacos. Eviteel almacenamiento en áreas de alta humedad.

Más de tres paletas de altura no deben serapiladas durante el almacenamiento. Elapilamiento debe reducirse a dos paletas cuandose almacenan concretos refractarios livianos,para prevenir la consolidación y aglomeracióndel material en las filas inferiores de las paletas.

La mayoría de los concretos refractarios Thermal Ceramics tienen una vida almacenamiento finita llamada "vida almacenamiento nominal." Cuando se señala

vida de almacenamiento, un periodo de un aes usado. Los productos con una edad mayola vida de almacenamiento nominal deben inspeccionados para verificar sus propiedadantes de ser usados. Mayores tiempos fraguado y reducción de la resistencia ssignos de envejecimiento. Todos los sactienen impresa la fecha de fabricación paayudar a establecer la edad del materSiempre use los materiales más viejos primerSi la vida nominal de almacenamiento evencida el material debe ser inspeccionaantes de usarse.

PREPARACIÓN ANTES DE INSTALAR ELREFRACTARIO

La superficie de trabajo debe essustancialmente libre de polvo, aceite, agusucia y material extraño suelto, y debelimpiarse con chorro de arena si fuera necesar

ANCLAJES

Ambos anclajes - cerámicos y metálicos - apropiados para usarse con concrerefractarios de alta tecnología. Este tema tratado en un procedimiento separado: "Anclade Refractarios Monolíticos" (E 150).

INSTALACIÓN

TEMPERATURA

Las condiciones ambientales, así como temperatura del agua usada para la proyeccy los materiales, pueden inflsignificativamente en la facilidad de aplicacdel proyectado y en el tiempo de fraguado inicdel concreto refractario.

Figura 2 - Almacenamiento Apropiado de los Sacos

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En condiciones muy frías, los sacos deben serguardados en almacenes cálidos a temperaturasno menores de 16°C (60°F) por al menos 48horas antes de usarse.

El material frío retarda la activación del cementoaglomerante, por lo tanto incrementa el rebotedurante el proyectado y puede también causardeslizamiento.

La temperatura ideal de la mezcla está entre16°C (60°F^) y 27°C (80°F). Cuando elproyectado toma lugar y hasta secarsecompletamente, el concreto refractario y elambiente preferiblemente no deberán estar por

debajo de los 10°C (50°F), y en ningún caso pordebajo de los 5°C (40°F). Si el concreto secongela antes de completarse el ciclo hidráulico,la resistencia final del material puede reducirsealrededor de 50% o más.

En tiempos muy calientes los sacos debenguardarse en almacenes frescos y se debe usaragua fría para el proyectado. Puede también sernecesario enfriar la carcasa de acero antes delproyectado. Esto puede ser hecho por rociado

de agua utilizando e mismo equipo deproyección pero sin formar lagunas en el sitiodonde va a ser instalado el refractario.

JUNTAS

Dos tipos de juntas son usadas en laproyección: las de construcción y las deexpansión, aunque algunas veces se realiza sinningún tipo de juntas

Las juntas de construcción (figura 3) sondiseñadas para encauzar el agrietamiento de laobra en paneles de tamaño convenientementepreestablecidos. Los paneles adjuntos sonproyectados uno contra el otro usando lasesquinas de secciones previamente proyectadascomo marco de encofrado. Los paneles songeneralmente de 1-1.4m2. Este tamaño puedegeneralmente absorber los esfuerzos sin

agrietarse. La junta de construcción puede considerada como una grieta ubicada en el lugdonde usted la requiera antes que dejar queconcreto refractario libere los esfuerzos por

mismo en un modelo aleatorio de grietas.

Los paneles adyacentes están separados delimitados por juntas de expansión (Figura durante la instalación. Estas juntas son materiales tajes como plástico o cartón que quemarán durante el encendido dejando espacio vacío, o por materiales tajes como

fibra cerámica las cuales permanecen en canal o ranura pero tienen cierto grado recuperación después de la compresión.

EQUIPOS

EL equipo usado es convencionalmente equipo de proyección de concreto. Esto inclu

Figura 3 - Juntas de Construcción

Figura 4 - Juntas de Expansión

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una pistola neumática que empuja el material através de una manguera flexible hasta laboquilla donde el agua es agregada a la mezcla,la mayoría de los contratistas de Thermal

Ceramics típicamente usan un equipo rotatorio(figura 5) con ocho o diez bolsillos, aunquepistolas con doble cámara presurizada (figura 6)también son usadas.

En una máquina de proyección giratoria, elmaterial es colocado en la tolva de la máquinadesde donde se alimentan los orificios 0 bolsillosubicados en un disco rotatorio. EL disco giraimpulsado por aire comprimido.

Cuando el disco alimentado rota, la carcolocada en los bolsillos pasa debajo de sección de entrada de aire, el cual forzó material hacia el cuello de salida hasta

manguera de alimentación con un flujo estabEL material pasa a lo largo de la manguehasta la boquilla donde es mezclado con aguaes necesario y rociado sobre la pareGeneralmente son usadas dos mangueras de m de longitud y 1

1

2pulgada de diámetro interi

Si una longitud mayor es requerida, la presde aire a la salida de máquina debe ser ajustade acuerdo a los requerimientos. La cantidad material a ser transportado depende

diámetro interior de la manguera y la cantidde aire disponible.

Una extensión flexible de 45 cm de largo requerida para algunos productos co"Higun™" para proporcionar una mejor relacide mezcla de agua y material durante proyección.

REVESTIMIENTO DE CAPAS MÚLTIPLES

Donde un revestimiento de material aislante sido instalado previamente, si es posible édebe ser cubierto con una membraimpermeable para prevenir pérdidas humedad prematura desde el concreto frescola capa de aislante (figura 7). La membrausada debe quemarse a baja temperatucuando se inicie el ciclo de secado. Comalternativa, la capa de respaldo puede humedecida antes del vaciado con un ligerociado de agua.

Figura 5 - Pistola Giratoria

Figura 6 - Pistola de Doble Cámara

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PROYECTADO

PRE HUMEDECIDO

Pre humedeciendo los concretos refractariosantes de ser colocados en la tolva de la pistolade proyección se elimina el polvo en la boquilla,también permite un mejor control del agua yacelera el fraguado del material a temperaturasfrías (proceso llamado "slaking" para frenar eldesprendimiento). El inconveniente del prehumedecido es la posibilidad de obstrucción enla boquilla.

El material debe ser mezclado en unamezcladora de tipo paleta o de lazo de altaintensidad por uno o dos minutos con unafracción total del agua necesaria (ver lasinstrucciones impresas en el saco o la hoja dedatos para mayor información).

Los productos Kao Plast y Higun son productospropensos a obstruir la boquilla y no son pre

humedecido.

CONTROL DE AGUA EN LA BOQUILLA

EL control de la adición de agua por el operadorde la boquilla es un factor crítico y depende engran parte de su experiencia. La apariencia de lasuperficie del concreto Refractario proyectado es

el único indicador de la relación correcta agua y mezcla (figura 8).

EL material recién colocado debe tener un br

sedoso el cual desaparece rápidamente. agregado grueso debe hacer pequeños cráteen la superficie de impacto. Una superfiarenosa indica deficiencia de agua en la mezcDeslizamientos, ondulaciones o pliegues sseñales de mucha agua.

Nota: La presión de agua en la boquilla deser al menos 70 kPa mayor que la presión aire para asegurar completamente la humeddel material, al paso de éste por el anillo agua. Una bomba amplificadora para impulsaragua podría ser requerida (figura 91. Para productos Higun, una alimentación de aguaalta presión es necesaria para conducir el agdentro del material, para lo cual la bomba agua debe tener una capacidad mínima de 1

MPa.

Figura 7 - Revestimiento de Capas Múltiples

Figura 8 - Superficie de Refractario Proyectado

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La inconsistencia de la mezcla de agua es amenudo causada por baja presión 0 bloqueo delos agujeros en el anillo. Estos deben ser

periódicamente inspeccionados y limpiados. Losproductos Higun requieren un anillo de 16huecos para permitir una presión mayor y evitarel bloqueo.

PROYECTADO

La boquilla es mantenida en un ángulo en45° y 90° con respecto a la pared

aproximadamente 45-60 cm separada de superficie de trabajo (figura 10 y 11).

Esta es movida en un movimiento circucompletando el espesor sobre el área del padesignado, empezando desde la parte baja depared hacia arriba, luego de arriba hacia abrellenando el centro al final (figura 12). Lsecciones más bajas y las esquinas sgeneralmente proyectadas primero para que rebotes no se entrampen en ellas. Se debe tencuidado para asegurar que los rebotes caigfuera del área de trabajo (figura 13) y queden entrampados. Esto puede caulaminación o puntos de baja densidad en panel.

Figura 10 - Boquilla Estándar

Figura 11 - Boquilla de Doble Burbuja

Figura 12 - Técnica Correcta de Proyección

Figura 9 – Bomba amplificadora

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Cuando el proyectado es en lo más alto, adición de agua debe reducirse ligeramente paevitar el deslizamiento del material colocapreviamente (Figura 14). Un incremento en rebote podría también ser esperado. Cuando trabaja en esa dirección, la boquilla debe escolocada en un ángu10 de 45°.

El operador de la boquilla puede dividir instalación en paneles de tamaño convenienlo cual permitirá la colocación de las juntas construcción (figura 15). Al completar el pan

los bordes deben ser cortados en ángulos recthasta la carcasa o estructura, removiendo todlos desperdicios y rebotes antes de proceder cel próximo panel.

Si por cualquier razón una interrupción demola aplicación. Por más de diez minutos, bordes de las áreas que hayan sparcialmente proyectadas deben ser cortadas ángulos rectos a la superficie de trabajo don

Figura 13 - Proyectado con Rebote de Caída Limpia

Figura 1 4 - Técnicas de Proyectado Alto

Figura 15 - Patrón y Distancia de Proyectado

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se haya alcanzado el espesor deseado.Cualquier área donde no se haya logrado elespesor establecido debe ser removida yreemplazada.

Muchos métodos pueden ser usados para elcontrol del espesor del recubrimiento. Cuandolos anclajes cerámicos son usados, ellos actúancomo una guía ya que la cara final del ladrilloanclaje es requerida para finalizar al ras con elrecubrimiento.

Cuando se utilizan anclajes metálicos, ellosgeneralmente se colocan 25-76 mm detrás de lacara caliente. En este método el operador de la

boquilla usa una varilla de 2 mm (1

16 pulgadas)de diámetro doblada en ángulos rectos a laprofundidad requerida (figura 16). Este seinserta en el recubrimiento perpendicularmentea la superficie de trabajo y se giracompletamente hasta formar un círculo, si elrecubrimiento es muy grueso, un círculopermanece en la pared, indicando el espesorcorrecto y dando al instalador el nivel al cualdebe ser cepillado o frisado. Si es muy delgado

entonces no aparecen marcas y la parednecesita aplicación de más material.

El tercer método utilizado consiste en colocacde un juego de tablas graduadas al espesor recubrimiento. EL recubrimiento es proyectadoluego se frisa 0 cepilla a nivel del espes

diseñado, este método es usado cuando requiere precisión en el espesor de instalación.

Cuando se está proyectando alrededor de anclajes se debe evitar "las sombras" ya qestas van en detrimento del recubrimiencausando laminación. Cuando esto ocurre material debe ser removido y re proyectadigualmente cualquier rociado excedente soblos anclajes o estructura de acero debe

removida en una base continua.Si el recubrimiento consiste en dos capas, compor ejemplo un respaldo aislante y una cacaliente, la cara caliente puede ser proyectasobre el respaldo aislante una vez que este hafraguado. Generalmente la capa de respaldo cubierta con un compuesto para curar concreto para prevenir las pérdidas de aguahidratación desde el material de la cara calieal respaldo. Preferiblemente la capa de respa

debe ser curada antes de la instalación decara caliente.

ACABADO

El acabado del proyectado es bastanaceptable, pero si una superficie más suave requerida esta puede ser cepillada o frisada cel borde de un palustre o una tabla de madetan pronto como sea posible después

finalizar el proyectado (figura 17). Lrugosidades y texturas abiertas pueden dejadas, un cepillado suave para alisar superficie es inaceptable ya que esto arrasmaterial segregado rico en partículas finas cemento a la superficie, el cual puedesprenderse durante el calentamiento.Figura 16- Medición de Profundidad del Panel

Proyectado

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CURADO

EL curado del concreto refractario previene laspérdidas de humedad del refractario reciénproyectado durante los cambios químicosasociados con la hidratación del aglomerante dealuminato de calcio. Cuando este es mezcladocon agua una reacción exotérmica toma lugaren la cual el agua es liberada en una primeraetapa. Las pérdidas de agua desde la superficiedel concreto refractario antes de que el cementoeste totalmente hidratado origine unrevestimiento más débil. Varios métodos decurado húmedo pueden ser usados paraprevenir esto. El refractario expuesto puede serligeramente rociado con agua, cubierto con unplástico o rociado con un componente de curadode concreto.

El componente de curado de concreto formauna membrana impermeable para prevenirpérdidas de humedad durante el curado, pero sequemará a bajas temperaturas durante elencendido. El curado húmedo necesita serejecutado por un mínimo de 24 horas. El curadoes esencial para alcanzar la resistencia máximaen el concreto crudo, lo cual afectará la máximaresistencia del concreto cocido.

Después de las 24 horas iníciales del curahúmedo, un curado adicional de 24 horas depermitirse antes del calentamiento revestimiento para lograr un incremen

adicional de la resistencia final.Si el concreto refractario recién proyectado está programado a ser totalmente secado pencima de los 260°C 6500°F~ o encendidurante un período prolongado, entonces baciertas condiciones puede ocurrir una hidrólialcalina. La hidrólisis alcalina es un proceso deterioro gradual que comienza por atacar superficie del concreto refractario y continhacia el interior. Los concretos refractar

aislantes pueden ser más susceptibles debidosu porosidad, particularmente en ambiencálidos y húmedos. A menos que el refractapueda ser calentado, este debe ser cubierto cuna capa de Kao-Seal™ rociada o aplicada cbrocha para resistir la embestida del ataque la hidrólisis alcalina.

ENCENDIDO

Programas detallados de encendido calentamiento no están incluidos en eprocedimiento. Estos están disponibles cualquier oficina de Thermal Ceramics o de srepresentantes.

Figura 17 - Cepillado del Material Proyectado

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