Elaboration et caractérisation à haute température de betons réfractaires à base d'alumine spinelle

par Jean-Michel Auvray

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux céramiques et traitements de surface

Sous la direction de Christian Gault.

Soutenue en 2003

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Béton
• Alumine
• Spinelles
• Élasticité

Résumé

Les produits réfractaires non-façonnés pour poche acier sont très souvent à base d'alumine-spinelle. La présence de spinelle dans le matériau améliore la tenue à la corrosion. Selon les cas, le spinelle MgAl2O4 peut être formé in situ à partir de magnésie et d'alumine ou introduit préformé dans le mélange. Pour la formulation de bétons à basse teneur en ciment, l'optimisation de l'empilement granulaire requière une granulométrie très contrôlée des différentes matières premières. Plusieurs compositions de béton d'alumine spinelle à basse teneur en ciment ont été formulées. Le comportement à haute température de ces bétons a été étudié à partir des évolutions du module d'élasticité mesuré par une technique ultrasonore. Les variations de cette propriété élastique permettent de suivre les évolutions microstructurales intervenant dans le matériau au cours d'un cycle thermique; en particulier l'évolution des hydrates en température et phases cimentaires.

Titre traduit

High temperature properties of alumina-spinel refractory

Résumé

Refractory products for steel-lining are very often based on alumina-spinel. The presence of spinel in material improves the behaviour with corrosion. According to cases, the MgAlO4 spinel can made in situ starting from magnesia and of alumina or be introduced preformed into the mixture. For the formulation of concretes with low content of cement, the optimisation of particle packing requires a very controlled granulometry of the various raw materials. Several compositions of concrete of alumina spinel with low content of cement were formulated. The behaviour at high temperature of these concretes was studied starting from the evolutions of the modulus of elasticity measured by an ultrasonic technique. The variations of this elastic property make it possible to follow the microstructural evolutions occuring in material during a thermal cycle, in particular the evolution of the hydrates in temperature and cement phases.