耐火材料高温和制样项目,真正容易出问题的地方通常不在“能不能测”,而在样品尺寸、试验面、加热制度、冷却方式和适用材料是否匹配。比如热震试验有水急冷、空气急冷和空气自然冷却,不同方法适用材料不同,结果不能简单横向比较。
常见高温项目和试样要求
| 设备/项目 | 参考标准 | 方法 | 适用产品 | 样品尺寸 | 结果表述 | 过程要点 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 水冷热震试验机 | GB/T 30873-2014 | 水急冷法-直形砖试样 | 致密硅酸铝耐火材料,不适用于碱性耐火材料、硅质耐火材料、熔铸耐火材料、熔铸耐火材料、显气孔率大于45%的耐火材料或与水产生化学作用以及因热震次数太少而难以判定其抗热震性能优劣的耐火材料 | 230X114X65(75) | 次数 破碎率 | 烘干(110℃) → 炉1100℃,15min → 放试样(炉温降低≤50℃,5min回复试验温度),20min → 试样受热段浸入是温水中,3min取出 → 空气中放置时间<5min。重复。 停止试验:约定次数或试样受热段面破碎一半。 |
| 水冷热震试验机 | GB/T 30873-2014 | 水急冷法-小试样 | 适用于致密硅酸铝质耐火材料,不适用于碱性耐火材料、硅质耐火材料、熔铸耐火材料、显气孔率大于45%的耐火材料、与水产生化学作用以及因热震次数太少而难以判定其抗震性能优劣的耐火材料 | 定形:φ50X50 不定形:40X40X160 | 次数 | 烘干(110℃)恒重 → 炉1100℃,15min → 放试样(炉温降低≤50℃,5min回复试验温度),20min → 试样受热段浸入室温水中,3min取出 → 空气中放置时间<5min |
| 水冷热震试验机 | GB/T 30873-2014 | 空气急冷法 | 适用于碱性耐火材料、硅质耐火材料、熔铸耐火材料、与水产生化学作用以及因热震次数太少而难以判定其抗热震性能优劣的耐火材料。同时也适用于致密硅酸铝质耐火材料,但测得的抗热震次数与水急冷测得的康热震次数不同,无可比性。该方法不适用于显气孔率大于45%的耐火材料 | (114±3)X(64±2)X(64±2) 长度方向两相对应面应平行,张力面和压力面的平行度允许偏差不大于0.5,试样中部横切面的两对边平行度允许偏差不大于0.2。 | 次数 | 烘干(250~300℃)恒重 → 炉950℃,15min → 放试样(炉温降低≤50℃,5min回复试验温度),30min → 压缩空气(0.1MPa,距试样100mm)喷5min → 三点弯曲试验(0.3MPa) → 重复 实验停止:约定次数或三点断裂 |
| 水冷热震试验机 | GB/T 30873-2014 | 空气自然冷却 | 适用于测定显气孔率大于45%的耐火材料 | 230X114X65(75) | 次数 | 烘干(110℃)恒重,称量质量 → 炉100℃,15min → 放试样(10min回复试验温度),20min → 空气冷却5min,称量质量 → 重复 实验停止:质量损失达20% |
| 常温耐磨试验机 | GB/T 18301-2012 | 按标准方法确认 | 适用于磨损和冲刷环境下致密耐火材料 | 定形:(100~114)X(100~114)X(25~65) 耐磨性好的材料尺寸:100X100X25 表面平的原砖且表面不能有标记 不定形: 同定形。制备包括成型、处理和配烧温度,可按照相关产品技术要求和标准规定方法进行(或协商),正方形的表面应是模具的底面 | 需先测量试样的体积密度GB/T 2997,然后根据公式计算磨损体积,立方厘米 | 烘干恒重(110℃) → 试样重量,长宽高(计算体积) → 喷 → 试样清洁承重 |
| 高温抗折试验机 | GB/T 3002-2017 | 不定形:每组不小于3个 | 定形和不定形耐火材料 | 定形:(25±1)X(25±1),长约150;尺寸可调节,按照5间隔调节,试样长度最小值100,宽度和高度最小值10 | 按标准要求表述 | 试验面:制品压制方向的一个垂直面(保留原面不加工);不定形以试样成型时的侧面做压力面。 试验温度:100℃的倍数;必要时50℃的倍数。一般是1000℃(根据客户需求),升温速率最好4℃~6℃。 |
| 高温抗折试验机 | GB/T 3002-2017 | 按标准方法确认 | 按标准适用范围确认 | 不定形:采用D(160X40X40)形试样或从ABC形试样上切取或磨平试样,按照GB/T 4513.5制备,在110℃干燥24h | 按标准要求表述 | |
| 耐火度试验炉 | GB/T 7322-2017 GB/T 13794-2017 | 比较测量法(仲裁法) | 耐火材料原料和制品 | (1)粉碎至2mm以下,混合均匀,缩分至15~20g,研磨全部通过180μm筛网(经常筛,以免产生过细颗粒),磨好的试样小于90μm细粉<50%,除非原料本身如此。 (2)加水调和粉末试样,如与水反应采用其他液体。 (3)瘠性料用灰分小于0.5的有机结合剂(通常为糊精)、水调和 (4)耐火生料先1000℃预烧,然后成型试验锥 | 记录两个测温准号,如CN168~170 | 与标准测温准同时做 |
| 耐火度试验炉 | GB/T 7322-2017 GB/T 13794-2017 | 直接测量法 | 按标准适用范围确认 | 按项目确认 | 温度,精度10℃ | 记录耐火锥栽倒温度,两平行,不大于10° |
| 平板导热仪 | YB/T4130-2005 | 水流量平板法 | 热表面温度在200~1300℃,导热系数在0.03W/(m.K)~2W/(m.K)之间的耐火材料 | φ(160~180)X(10~25)的圆形试样,试样的两个端面应平整,不平行度应小于1 | 按标准要求表述 | 试样和垫板烘恒重(110℃) → 测量试样厚度(120°测量一次) → 装炉 → 加热(不同材质有不同升温和保温需求) → 测量 |
| 高温荷软蠕变测试仪 | YB/T370-2016《耐火材料 荷重软化温度试验方法(非示差-升温法) | 非示差-升温法 | 耐火材料 | 定形:(φ36±0.5)X(50±0.5) 不定性:(φ50±0.5)X(50±0.5)。 试样两端面必须研磨至互相平行并垂直于中心轴,平行度≤0.2,地面与主轴的垂直度≤0.4,。 | 定性:T0、T0.6 不定形:T0、T0.6、T2.0、T4.0,必要时报告Tb、Te | 烘干恒重(110℃±5℃) → 测量试样尺寸 → 放入式样 → 施加压力(致密0.20MPa,隔热0.05MPa) → 升温 |
| 高温荷软蠕变测试仪 | GB/T5989-2008《荷重软化温度试验方法 示差升温法》 | 示差升温法(热膨胀示差法) | 致密和隔热定形耐火材料。最高温度1700℃ | φ50±0.5 高50±0.5 中心通孔直径12~13 | C1,C2,C3 T0.5、T1、T2、T5 | 测量试样尺寸(高、内外径) → 装炉 → 加压(致密0.20MPa,隔热0.05MPa) → 升温(速率4.5K/min~5.5k/min,超过500℃,可采用10℃/min) |
| 高温荷软蠕变测试仪 | GB/T 5073-2005《耐火材料 压蠕变试验方法》 | 示差升温法 | 致密和隔热耐火材料制品,不定形可参照。<1600℃ | φ50±0.5 高50±0.5 中心通孔直径孔径12~13 | 蠕变率,保留三位小数。无量纲 | 测量试样尺寸(高、内外径) → 装炉 → 加压(致密定形制品0.20MPa,定性隔热制品0.05MPa,致密不定形0.1MPa,隔热不定形0.05MPa) → 升温(速率4.5K/min~5.5k/min,超过500℃,可采用10℃/min) → 试验时间25h或50h,当试样高度变化百分率超过5%时应结束试验。 |
| 高温热膨胀仪 | GB/T 7320-2018《耐火材料 热膨胀试验方法》 | 示差法 | 按标准适用范围确认 | 外径50±2,高度50±2,孔径12±1 试样上下端相互平行且与中轴线垂直,两个端面需磨平,任意两点高度差不应超过0.2。 | 线膨胀率 线膨胀率曲线 平均线膨胀系数 瞬时线膨胀系数 | 室温测量试样外径、内径和高度 → 放入仪器 → 施加0.1MPa载荷(±1N) → 2.5℃/min → 记录温度高度变化 |
| 高温热膨胀仪 | GB/T 7320-2018《耐火材料 热膨胀试验方法》 | 顶杆法 | 按标准适用范围确认 | 试样尺寸(5~12)X(5~12)X(15~100) φ(5~15)X(15~100) 推荐使用φ10X50或10X10X50 试样的横截面长度或直径不小于最大粒径的2倍,试样长度不小于最大粒径的4倍。当最大粒径较大不符合制样要求时,应选用示差法进行试验。 | 线膨胀率 线膨胀率曲线 平均线膨胀系数 瞬时线膨胀系数 | 测量试样长度 → 顶杆施加不大于 2N的力 → 升温(4℃±1°) → 记录数据,如有必要记录降温中长度与温度的变化关系 |
| 重烧试验炉 | GB/T 5988-2007《耐火材料 加热永久线变化试验方法》 | 按标准方法确认 | 耐火材料 | (1)致密定形耐火材料 长方体:50X50X(65±2) 圆柱体:φ50X(65±2) 注:试样的65尺寸应与砖的的成型加压方向一致 (2)定形隔热耐火制品 100X114X65或100X114X75 如不能满足,切取长100,记录其厚度和宽度 (3)不定形耐火材料 160X40X40(不少于3块) | 定形:加热永久线变化率或加热永久体积变化率(需加测两次体积密度GB/T 2997(主要测量体积),烧前一次,烧后一次) 不定形:加热永久变化率 | 长方体试样,在试样顶面对角线上距离每个角20~25mm处作为测量点,对于圆柱体试样,在试样顶面相互垂直的两条直径上距离圆周10~15mm出作为测量点,并分别测量两个对角线(或两条直径)上两点间的长度作为原始尺寸。 |
不定形耐火材料常用试样尺寸
浇注料、泥浆、炮泥、可塑料等不定形材料,很多项目需要先成型、养护、烘干或烧后再检测。送样时应先确认项目对应的试样型号。
| 试样型号 | 试样尺寸 | 适用检测项目 |
|---|---|---|
| 试样型号 | 试样尺寸/mm | 检测项目 |
| A型 | 230×114×65 | 抗热震性、导热系数 |
| B型 | 160×40×40 | 耐压强度、抗折强度、加热永久线变化、显气孔率、体积密度、热膨胀 |
| C型 | 外径(160-180)×(20-25) | 导热系数 |
| D型 | 外径50×50 | 荷重软化温度 |
| E型 | 外径(20-25)×100或20×20×100 | 热膨胀 |
| F型 | 100×100×30 | 耐磨性 |
| G型 | 50×50×50 | 抗爆裂性 |
送样前怎么确认
建议提供材料名称、形态、最大粒径、施工加水量或成型制度、烧成温度、使用部位和需要检测的项目。定形制品要说明原工作面、压制方向和是否允许切割;不定形材料要说明是否由实验室制样。
几个容易忽略的点
热震项目要先确认冷却方式;导热项目要求试样端面平整;荷重软化和压蠕变要求端面平行并垂直于中心轴;热膨胀项目要根据最大粒径选择合适尺寸;重烧线变化要注意试样方向和测量点。
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