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2.6.1 耐压强度
耐压强度指耐火材料在一定温度下,按照规定条件加压,发生破坏前单位面积上所能承受的极限压力。耐火材料的耐压强度分为常温耐压强度和高温耐压强度。常温耐压强度是指耐火材料在室温下所能承受的极限压力;高温耐压强度是指在高温条件下,以规定的条件加压,试样破碎或其高度压缩为原来的(90±1)%时,试样单位面积上所能承受的压力。
常温耐压强度能够表明材料的烧结情况,以及与其组织结构相关的性质,另外,通过常温耐压强度可间接地评判其他性能,如耐磨性,耐冲击性等。
耐火材料的常温耐压强度与材料本身的材质有关,但生产工艺对它也有很大的影响。高的常温耐压强度表明材料的生坯压制质量及砖体烧结情况良好。常温耐压强度与其体积密度和显气孔率有关,体积密度越大,气孔率越低,其常温耐压强度也应越高,因此,能够提高材料体积密度的生产工艺,对提高常温耐压强度也是有利的,如采用烧结良好、致密的原料,合理的颗粒级配,高压成型,高温烧成并适当延长保温时间等。
高温耐压强度数值能够反映材料在高温下结合状态的变化,尤其对于不定形耐火材料,由于加入了一定数量的结合剂,温度升高,结合状态发生变化,更需测定其高温耐压强度。
检测致密和隔热耐火材料的常温耐压强度,按照中国国家标准《耐火材料 常温耐压强度试验方法》(GB/T 5072—2008)进行,其做法是:在规定条件下,对已知尺寸的试样以恒定的加压速度施加荷载直至破碎或者压缩到原来尺寸的90%,记录最大荷载。根据试样所承受的最大载荷和平均受压截面积,计算常温耐压强度。计算公式如下:
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式中 σ——常温耐压强度,MPa;
Fmax——记录的最大载荷,N;
A0——试样受压面初始截面积,mm2。
常见耐火材料的常温耐压强度见图2-8。
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图2-8 常见耐火材料的常温耐压强度
耐火材料高温耐压强度的测定按照中国国家标准《耐火材料 高温耐压强度试验方法》(GB/T 34218—2018)进行,其原理是:以规定的升温速率加热试样到试验温度并保温至试样温度均匀,然后对试样以规定的加荷速率施加荷载直至破碎或者压缩到原来尺寸的(90±1)%,记录最大荷载。根据试样所承受的最大载荷和受压截面面积,计算高温耐压强度。计算公式如下:
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式中 σ——高温耐压强度,MPa;
Fmax——记录的最大载荷,N;
A0——试样受压面初始截面积,mm2;
常见耐火材料的高温耐压强度如图2-9所示。部分氧化物材料的高温耐压强度随温度的变化见图2-10。
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图2-9 常见耐火材料的高温耐压强度
1—刚玉砖;2—黏土砖;3—高铝砖;
4—镁砖;5,6—硅砖
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图2-10 部分氧化物材料的
高温耐压强度随温度的变化