在0~1000℃的溫度范圍內,粘土磚的體積隨著溫度升高而均勻膨脹,線膨脹曲線近似于一條直線,線膨脹率為0.6%~0.7%,只有硅磚的一半左右。當溫度達1200℃后再繼續(xù)升溫時,其體積將由膨脹大值開始收縮。粘土磚的殘余收縮導致砌體灰縫的松裂,這是粘土磚的一大缺點。當溫度超過1200℃后,粘土磚中的低熔點物逐漸熔化,因顆粒受表面張力作用而互相靠得很緊,從而產生體積收縮。
粘土磚是以粘土熟料為骨料,耐火粘土(軟質粘土或半軟質粘土)為結合劑制成Al2O含 量為30%~ 48%的耐火材料。它是一種用途廣泛、產量大的耐火制品。
耐火粘土磚是以耐火粘土為原料生產的耐火制品。在工業(yè)上使用十分廣泛。粘土磚質耐火磚分為普通粘土磚、多熟料粘土磚、全生料粘土磚和高硅質粘土磚等品種。
粘土制品性質在較大范圍內波動,這是因為制品的化學組成及生產工藝的差別所致。粘土制品一般具有以下性質:
(1)化學、礦物組成。Al2O3含量為30%~ 48% ,SiO2含量為50%~ 65%及少量堿金屬、堿土金屬氧化物TiO2、Fe2O3等。礦物組成一般為:莫來石、方石英和石英、玻璃相。
(2) 耐火度一般為1580~1750C,隨Al2O3/SiO2增大而提高,當低熔物雜質含量較多時,制品的耐火度顯著降低。
(3)荷重軟化溫度約為1250~ 1450C,其變化范圍較寬。開始變形溫度較低,與40%變形溫度相差約200~ 250C。
(4)線膨脹系數較低,其熱導率亦較低。
(5)抗熱震性良好,波動范圍較大。1100C水冷循環(huán)一般大于10次。這與粘土質制品的線膨脹系數較低、晶型轉化效應不顯著以及高溫下的塑性有關。
(6)抗化學侵蝕性:因其屬弱酸性,具有較強的抗酸性渣侵蝕能力,對堿性物質侵蝕的抵抗能力較弱。
粘土制品屬于酸性的耐火制品,隨SiO2含量增加而酸性增強。它對酸性爐渣具有一定的抗侵蝕能力,而對堿性熔渣侵蝕的抵抗能力較差,因此黏土制品宜用作酸性窯爐的內襯。也用于高爐、熱風爐、玻璃窯、碳素焙燒爐等高溫窯爐。
耐火粘土磚是偏酸性的耐火材料,隨著磚中Al2O3含量的增加其酸性逐漸減弱。它的熱導率是所有耐火材料中低的。其耐火度雖然高達1700°C,但荷重軟化溫度只有1300°C左右,這是粘土磚的大缺點,因此在高溫使用時不能承重、不能受壓。當其受到大量R2O侵蝕時,其軟化溫度還要進一步下降到1050°C左右,所以只能用在池壁的下部或池底溫度較低處。
粘土磚的優(yōu)點:
1、粘土磚在高溫下呈弱酸性,抗堿性熔渣侵蝕的能力稍差,但隨Al2O3含量提高而增強,熱穩(wěn)定性較硅磚、鎂磚為好。
2、質量合格的高爐粘土磚經干燥處理后真空磷酸浸漬、二次低溫燒成的磷酸浸漬制品,可用于砌筑高爐爐身上部爐襯。
3、粘土磚就地取材,價格便宜,經久耐用,還有防火、隔熱、隔聲、吸潮等優(yōu)點,在土木建筑工程中使用廣泛,廢碎磚塊還可作混凝土的集料。
4、粉煤灰粘土磚以粉煤灰為主要原料,摻入煤矸石粉或粘土等膠結材料,經配料、成型、干燥和焙燒而成,可充分利用工業(yè)廢渣,節(jié)約燃料。
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