粘土耐火磚是指Al2O3含量為30%~40%硅酸鋁材料的粘土質(zhì)制品。實(shí)心粘土耐火磚是世界上古老的建筑材料之一,從陜西秦始皇陵到北京明清長(zhǎng)城,它傳承了中華民族幾千年的建筑文明史。至今,它仍是國人衷愛的建筑材料。粘土耐火磚就地取材,價(jià)格便宜,經(jīng)久耐用,還防火、隔熱、隔聲、吸潮等優(yōu)點(diǎn),在土木建筑工程中使用廣泛。
粘土磚的礦物組成主要是高嶺石(Al2O3·2SiO2·2H2O)和6%~7%的雜質(zhì)(鉀、鈉、鈣、鈦、鐵的氧化物)。粘土磚的燒成過程,主要是高嶺石不斷失水分解生成莫來石(3Al2O3·2SiO2)結(jié)晶的過程。粘土磚中的SiO2和Al2O3在燒成過程中與雜質(zhì)形成共晶低熔點(diǎn)的硅酸鹽,包圍在莫來石結(jié)晶周圍。
粘土磚屬于弱酸性耐火制品,能抵抗酸性熔渣和酸性氣體的侵蝕,對(duì)堿性物質(zhì)的抵抗能力稍差。粘土磚的熱性能好,耐急冷急熱。
粘土磚的耐火度與硅磚不相上下,高達(dá)1690~1730℃,但荷重軟化溫度卻比硅磚低200℃以上。因?yàn)檎惩链u中除含有高耐火度的莫來石結(jié)晶外,還含有接近一半的低熔點(diǎn)非晶質(zhì)玻璃相。
在0~1000℃的溫度范圍內(nèi),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(dāng)溫度達(dá)1200℃后再繼續(xù)升溫時(shí),其體積將由膨脹最大值開始收縮。粘土磚的殘余收縮導(dǎo)致砌體灰縫的松裂,這是粘土磚的一大缺點(diǎn)。當(dāng)溫度超過1200℃后,粘土磚中的低熔點(diǎn)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(chǎn)生體積收縮。
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