Effects of Andalusite Grain Size on Microstructure and Mechanical Properties of Low Cement Alumina-Based Castables

Abstract

Three high alumina-based, low cement castables each containing a 15% addition of andalusite of different grain size were compared to a similar castable containing micro-silica (3.7%) and no andalusite. All castables were fired at 1450 °C for 12 hours. High temperature mechanical properties of the castables were measured employing a wedge splitting test (WST). While the castable with the micro-silica addition exhibited superior strength properties, both strength and work-of-fracture values at high temperature improved in castables containing ultra fine andalusite powder. Microstructural factors leading to the observed differences in properties are discussed.Résumé -On a comparé trois bétons réfractaires à contenu élevé en alumine mais faible en ciment, chacun contenant une addition de 15% d'andalousite de différentes tailles de grain, avec un béton réfractaire similaire contenant de la micro-silice (3.7%) mais sans andalousite. On a cuit tous les bétons réfractaires à 1450 °C pendant 12 heures. On a mesuré les propriétés mécaniques à haute température des bétons réfractaires en employant un test d'écartèlement par enfoncement d'un coin (WST). Alors que le béton réfractaire avec addition de micro-silice exhibait des propriétés mécaniques supérieures, tant les valeurs de résistance que de travail de rupture à haute température se sont améliorées pour les bétons réfractaires contenant de la poudre d'andalousite ultra-fine. On discute des facteurs de microstructure conduisant aux différences observées.