不定形耐火材料的检验。
不定形耐火材料检验标准及方法
概述 本文介绍了不定形耐火材料的简介及应用、相关标准、检测项目及方法等方面的内容.。
关键词 不定形耐火材料、耐火材料检验、耐火材料标准、不定形耐火材料检验标准、不定形耐火材料检验方法、不定形耐火材料应用
1.不定形耐火材料的简介及应用
不定形耐火材料（也俗称散状耐火材料或整体耐火材料）是指由一定级配的骨料和粉料、结合剂及外加剂组成的形状不定且不需高温烧成即时直接使用的耐火材料。不定形耐火材料的耐火度一般应不低于1500℃，但有些隔热不定形耐火材料的耐火度允许低于1500℃。
不定形耐火材料具有以下特点：
- 施工方便快捷，可根据需要随时制作和使用；
- 可以填充各种复杂的空间和缝隙，提高整体性能；
- 可以节省能源和原材料，降低成本；
- 可以根据使用条件调整配方和性能²。
不定形耐火材料广泛应用于冶金、建筑、电力、化工、机械等行业中各种高温设备的衬里或维修²。例如：
- 冶金行业中的炼铁炉、炼钢炉、转炉、电炉、加热炉、混铁炉、中间包、钢包等；
- 建筑行业中的水泥窑、玻璃窑、陶瓷窑等；
- 电力行业中的锅炉、余热发电装置等；
- 化工行业中的裂化炉、转化炉、合成氨炉等；
- 机械行业中的锻造炉、退火炉、硬化炉等²。
2.不定形耐火材料的相关标准。
3.检测项目
3.1 不定形耐火材料的取样
取样，参考标准GB/T 4513.2-2017；取样是指从不定形耐火材料批次中按一定规则抽取一部分作为检验样品的过程。取样的目的是为了保证样品能够代表整个批次的质量水平，从而提高检验结果的可靠性和有效性。
3.2 不定形耐火材料的流动性
流动性，参考标准GB/T 4513.4-2017；流动性是指不定形耐火材料（主要指浇注料）在施工时的流动能力，反映了材料的流变性。流动性的大小影响了浇注料的施工性能、充填性能和密实度，进而影响了烧后性能。因此，测定流动性是评价不定形耐火材料质量的重要指标。
根据参考标准GB/T 4513.4-2017，不定形耐火材料的流动性测定方法有以下几种：
敲击振动法
跳桌法
振动台法
自流法
3.3 不定形耐火材料的制备和预处理
制备和预处理，参考标准GB/T 4513.5-2017；制备和预处理是指将不定形耐火材料按照规定的配比和搅拌条件混合均匀，然后按照不同的施工方法制成适当形状和尺寸的试样，并进行必要的养护和烘烤。制备和预处理的目的是为了保证试样的均匀性、稳定性和可重复性，以及模拟实际使用条件下的理化性能。
根据参考标准GB/T 4513.5-2017，不定形耐火材料的制备和预处理方法分为以下几个步骤：
- 准备原料：将不定形耐火材料按照生产厂家提供的配比和搅拌条件混合均匀，得到混合料；
- 制备试样：将混合料按照不同的施工方法（如浇注、捣打、振动、喷射、投射等）制成规定形状和尺寸的试样，如圆柱形、方柱形、圆盘形等；
- 预处理试样：将制成的试样按照规定的养护条件（如温度、湿度、时间等）进行养护，使其凝结、硬化，然后按照规定的烘烤程序（如升温速率、保温温度、保温时间等）进行烘烤，使其干燥、脱水、脱气等；
- 检验试样：将预处理后的试样进行外观检查，排除有裂纹、缺陷或变形等影响试验结果的试样，然后进行必要的加工（如切割、打磨等），使其符合试验要求。
3.4 几何体积密度
几何体积密度，参考标准GB/T 4513.6-2017 条款3；几何体积密度是指不定形耐火材料成型后的体积与其质量之比，它反映了材料的紧实程度和孔隙率。几何体积密度越高，说明材料越紧实，孔隙率越低；反之则说明材料越疏松，孔隙率越高。几何体积密度会影响材料的强度、导热系数、抗渗透性等性能。
几何体积密度检测方法大致分为几个步骤：将干燥好的试样用刻度尺或游标卡尺测量其长度、宽度和高度，并计算其体积；将试样放在天平上称量其质量，并记录数据；用试样的质量除以其体积，得到其几何体积密度，并保留三位有效数字。
3.5 体积密度
体积密度，参考标准GB/T 4513.6-2017 条款4；体积密度是指不定形耐火材料中固相物质的体积与其质量之比，它反映了材料中固相物质的紧实程度和孔隙率。体积密度越高，说明固相物质越紧实，孔隙率越低；反之则说明固相物质越疏松，孔隙率越高。体积密度会影响材料的强度、导热系数、抗渗透性等性能。
体积密度的检测方法大致如下：
- 将干燥好的试样放入水中浸泡至饱和，并将其表面擦干。
- 将试样放在天平上称量其湿重，并记录数据。
- 将试样放入烘箱中烘干，然后取出并冷却至室温。
- 将试样放在天平上称量其干重，并记录数据。
- 用试样的干重除以其湿重与干重之差，得到其体积密度。
3.6 显气孔率
显气孔率，参考标准GB/T 4513.6-2017 条款4；显气孔率是指不定形耐火材料中可被水充填的空隙所占的体积百分比，它反映了材料中空隙的大小和分布。显气孔率越高，说明空隙越多，材料越疏松；反之则说明空隙越少，材料越紧实。显气孔率会影响材料的强度、导热系数、抗渗透性等性能。显气孔率的检测方法类似体积密度，只是计算方法不同：用试样的湿重与干重之差除以其湿重乘以100%，得到其显气孔率。
3.7 常温抗压强度
常温抗压强度，参考标准GB/T 4513.6-2017 条款5；常温抗压强度是指不定形耐火材料在室温下承受的最大轴向压应力，它反映了材料的抗破坏能力和使用寿命。常温抗压强度越高，说明材料越坚固，耐磨损；反之则说明材料越脆弱，易破碎。常温抗压强度是不定形耐火材料的重要机械性能指标之一。
3.8 常温抗折强度
常温抗折强度，参考标准GB/T 4513.6-2017 条款6；常温抗折强度是指不定形耐火材料在室温下承受的最大弯曲应力，它反映了材料的抗变形能力和使用寿命。常温抗折强度越高，说明材料越韧性，耐冲击；反之则说明材料越脆性，易开裂。常温抗折强度是不定形耐火材料的重要机械性能指标之一。
常温抗折强度的检测方法如下：
- 将试样放在万能试验机上，用两个支点支撑其两端，并在中间施加恒速的向下压力，直到试样断裂。
- 记录试样断裂时的最大载荷，并用其乘以支距的长度再除以试样的宽度和厚度的乘积，得到其常温抗折强度。
3.9 加热永久线变化
加热永久线变化，参考标准GB/T 4513.6-2017 条款7；加热永久线变化是指不定形耐火材料在一定温度下加热一定时间后，其长度相对于原始长度的变化百分比，它反映了材料的热稳定性和抗热膨胀能力。加热永久线变化越小，说明材料越稳定，抗热膨胀越强；反之则说明材料越不稳定，抗热膨胀越弱。加热永久线变化是不定形耐火材料的重要热性能指标之一。
- 加热永久线变化的检测方法如下：
- 将干燥好的试样用刻度尺或游标卡尺测量其长度，并记录数据。
- 将试样放入电阻炉中，按照一定的升温速率升温至规定的温度，并保持一定的时间。
- 将试样取出并冷却至室温，再次测量其长度，并记录数据。
- 用试样的原始长度减去其加热后的长度，再除以其原始长度，得到其加热永久线变化。
3.10 高温抗折强度
高温抗折强度，参考标准GB/T 4513.6-2017 条款8（即 GB / T3002）；高温抗折强度是指不定形耐火材料在一定温度下承受的最大弯曲应力，它反映了材料的抗高温变形和断裂能力。高温抗折强度越高，说明材料越耐高温，抗冲击；反之则说明材料越不耐高温，易开裂。高温抗折强度是不定形耐火材料的重要机械性能指标之一。
高温抗折强度的需要再特定的温度下进行抗折试验。
3.11 荷重软化温度
荷重软化温度，参考标准GB/T 4513.6-2017 条款9（按 GB / T5989 或 YB / T370 和 GB / T5073 分别测定荷重软化温度和蠕变率）；荷重软化温度是指不定形耐火材料在一定荷重下开始发生可见变形的温度，它反映了材料的抗高温变形和流动能力。荷重软化温度越高，说明材料越耐高温，抗变形和流动；反之则说明材料越不耐高温，易变形和流动。荷重软化温度是不定形耐火材料的重要热性能指标之一。
3.12 蠕变率
蠕变率，参考标准GB/T 4513.6-2017 条款9；蠕变率是指不定形耐火材料在一定温度和荷重下，经过一定时间后，其长度相对于初始长度的变化百分比，它反映了材料的抗高温变形和稳定性。蠕变率越小，说明材料越稳定，抗变形；反之则说明材料越不稳定，易变形。蠕变率是不定形耐火材料的重要热性能指标之一。
3.13 筛分析
筛分析，参考标准YB/T 5204-1993；筛分析是指将不定形耐火材料的粉料或骨料按照一定的粒度级配进行分级筛选，以确定其粒度组成和分布，它反映了材料的均匀性和稳定性。筛分析会影响材料的流动性、密实度、强度等性能。
3.14 粒度分布
粒度分布，参考标准 GB/T 4513.3-2017 条款5；粒度分布是指不定形耐火材料的粉料或骨料按照一定的粒度级配进行分级筛选，以确定其粒度组成和分布，它反映了材料的均匀性和稳定性。粒度分布会影响材料的流动性、密实度、强度等性能。
粒度筛分分为：干筛法、湿筛法。
3.15 含水量
含水量，参考标准 GB/T 4513.3-2017 条款6；含水量是指不定形耐火材料中水分所占的质量百分比，它反映了材料的干燥程度和稳定性。含水量越高，说明材料越湿润，易变质；反之则说明材料越干燥，易失效。含水量会影响材料的流动性、强度、耐火度等性能。基本上采用烘干的办法测量含水量。
3.16 可塑性指数
可塑性指数，参考标准 GB/T 4513.3-2017 条款7；可塑性指数反映了材料的可塑性和成型性。可塑性指数越大，说明材料越容易成型，抗裂纹；反之则说明材料越难成型，易开裂。可塑性指数是不定形耐火材料的重要施工性能指标之一。
3.17 透气度
透气度，参考标准 GB/T 4513.8-2017 条款3；透气度是指不定形耐火材料在一定压差下，单位时间内通过单位面积的气体体积，它反映了材料的透气性和孔隙率。透气度越高，说明材料越透气，孔隙率越高；反之则说明材料越不透气，孔隙率越低。透气度会影响材料的强度、导热系数、抗渗透性等性能。
3.18 抗热震性
抗热震性，参考标准 GB/T 4513.8-2017 4，附录C；抗热震性是指不定形耐火材料在高温和低温之间反复交替变化时，其抗破坏能力和使用寿命，它反映了材料的抗热应力和热稳定性。抗热震性越高，说明材料越耐热冲击，抗裂纹；反之则说明材料越不耐热冲击，易开裂。抗热震性是不定形耐火材料的重要热性能指标之一。
3.19 耐火度
耐火度，参考标准 GB/T 4513.8-2017 条款5；耐火度是指不定形耐火材料在高温下开始软化和熔化的温度，它反映了材料的抗高温变形和流动能力。耐火度越高，说明材料越耐高温，抗变形和流动；反之则说明材料越不耐高温，易变形和流动。耐火度是不定形耐火材料的重要热性能指标之一。
3.19 导热系数
导热系数，参考标准 GB/T 5990-2021；导热系数是指不定形耐火材料在一定温度下，单位厚度的材料，单位时间内通过单位面积的热量与两面温差的比值，它反映了材料的导热性和隔热性。导热系数越小，说明材料越隔热，抗热损失；反之则说明材料越导热，易热损失。导热系数是不定形耐火材料的重要热性能指标之一。
3.20 耐硫酸侵蚀性
耐硫酸侵蚀性，参考标准 GB/T 17601-2008；耐硫酸侵蚀性是指不定形耐火材料在硫酸溶液中浸泡一定时间后，其质量损失和强度降低的程度，它反映了材料的抗化学腐蚀能力和使用寿命。耐硫酸侵蚀性越高，说明材料越抗硫酸腐蚀，抗损坏；反之则说明材料越不抗硫酸腐蚀，易损坏。耐硫酸侵蚀性是不定形耐火材料的重要化学性能指标之一。
3.21 碳化质量损失
碳化质量损失，参考标准 GB/T 17732-2008；碳化质量损失是指不定形耐火材料在高温下与碳素反应后，其质量相对于原始质量的变化百分比，它反映了材料的抗碳化能力和使用寿命。碳化质量损失越小，说明材料越抗碳化，抗损坏；反之则说明材料越易碳化，易损坏。碳化质量损失是不定形耐火材料的重要化学性能指标之一。
3.22 残碳含量
残碳含量，参考标准 GB/T 17732-2008 ；残碳含量是指不定形耐火材料在高温下与碳素反应后，其残留的碳素所占的质量百分比，它反映了材料的吸附性和储热性。残碳含量越高，说明材料越吸附，储热；反之则说明材料越不吸附，不储热。残碳含量是不定形耐火材料的重要物理性能指标之一。
3.23 碳回收率
碳回收率，参考标准 GB/T 17732-2008 条款7；碳回收率是指不定形耐火材料在高温下与碳素反应后，其残留的碳素与原始添加的碳素之比，它反映了材料的利用效率和节能性。碳回收率越高，说明材料越利用，节能；反之则说明材料越浪费，耗能。碳回收率是不定形耐火材料的重要经济性能指标之一。
