耐火材料的体密、气孔率、透气度等计算方法 -九游会真人

耐火材料实质上是由固相(包括结晶相和玻璃相)和气孔两部分构成的不均质体。固相与气孔之间的宏观关系，包括它们的数量、分布和结合情况等，构成了耐火制品的宏观组织结构。制品的宏观组织结构特征也是影响其高温使用性质的重要因素。

表征耐火材料宏观组织结构致密程度的物理性质有气孔率、吸水率及体积密度。

气孔率、吸水率、真气孔率及体积密度

(一)气孔率

耐火材料中的气孔，按其存在形式不同，可分为三种类型，见图1。

图1 耐火制品中气孔类型

1—封闭气孔;2—开口气孔;3—贯通气孔

(1)闭口气孔：封闭在制品中，不与大 气相通的气孔。

(2) 开口气孔：一端封闭，另一端与大 气相通，能为流体填充。

(3) 贯通气孔：它不仅与大气相通，而 且贯通制品的两面，能为流体通过的气孔。

为简便起见，通常将三类气孔合并为两类，即闭口气孔和开口气孔，后者包括贯通气孔。

由于开口气孔在耐火制品使用过程中，能直接与外界介质如液体(熔渣)、 气体等物质接触，因此对制品的影响比闭口气孔严重。闭口气孔的体积不能直接测定，因此制品的气孔率指标，常用开口气孔率或显气孔率来表示。

显气孔率是制品所有开口气孔的体积与其总体积的比值。

(二)吸水率

它是开口气孔的另外一种表示方法，定义为制品中全部开口气孔所吸收水的 质量与其未吸水前的干燥质量的比值，以百分数表示。即

在耐火材料生产实践中，常用吸水率来鉴定原料的锻烧质量，原料锻烧得好，吸水率数值低。

(三)真气孔率

定义为显气孔率与闭口气孔率的总和(%)。

真气孔率按下式计算：

式中 pt——制品的真气孔率，%;

dt——试样的真密度，g/cm3;

db——耐火制品的体积密度，g/cm3。

(四)闭口气孔率

闭口气孔率是制品所有闭口气孔的体积与其总体积的比值(% )。

闭口气孔率按下式计算：

pc=pt- pa 

式中 pt——制品的真气孔率，%;

pa——制品的显气孔率，%。

(五)体积密度

体积密度是制品的干燥质量与其总体积的比值，用g/cm3表示。

体积密度按下式计算：

式中 d_b——耐火制品的体积密度，g/cm3；

     m₁——干燥试样的质量，g；

     m₂——饱和试样的质量，g；

     m₃——饱和试样在空气中的质量，g；

     d₁——试验温度下，浸渍液体的密度，g/cm3。

体积密度也是表征制品致密程度的重要指标。但其指标随制品的气孔率和其矿物组成而改变。它是制品中气孔体积数量和存在何种矿物相的一个综合概念。 某些耐火制品，要求有较高的体积密度，从而可以提高其制品的使用寿命。而某些制品如轻质隔热制品的生产中，为降低热容和热导率，又需采取某些手段降低体积密度。

真密度、真相对密度、假密度

真密度是指不包括气孔在内的单位体积耐火材料的质量，可用下式表示：

真相对密度是指不包括气孔在内的单位体积耐火材料的质量与同温度水的单位体积的质量之比，即耐火材料的真密度与同温度水的密度之比。

假密度是指包括闭口气孔体积在内的单位体积耐火材料的质量(g/cm3)。 真相对密度、假密度都是衡量耐火材料致密程度的标志。真相对密度与耐火材料矿物组成有关。几种矿物的真相对密度如下：莫来石3.05，石英2.65，鳞石英2.27，方石英2.33，方镁石3.60。

在硅砖中，通过真相对密度了解硅石的晶型转变，用以评定硅砖质量。优质硅砖真相对密度通常在2.32 ~2.36之间。在锻烧过程中，镁石真密度及真相对密度也可表明镁石再结晶形成方镁石程度。总之，真密度、真相对密度对于耐火 原料纯度的鉴定和分级或对耐火制品的评价，都具有实际意义。

透气度

透气度是指在常温下和在一定压差下气体透过耐火材料的性能。它是结构性质最重要的指标之一。试样的透气度按下式计算：

透气度具有方向性，是矢量，也就是随着测量的方向性不同而不同，所以测定时应注意其与成型加压方向的关系。

制品的透气度高，提高了具有侵蚀性流体通过的能力，极大地加快了砌体的侵蚀速度，其抗渣性低，缩短了砌体的使用寿命;此外，透气度高，会使热工窑炉的热损失增大。因此在一般情况下，希望制品的透气度愈小愈好。但是在特殊情况下，如为了提高钢的质量，通氩气的透气砖，则希望制品具有良好的透气性能。

制品气孔率的大小、贯通情况对透气度有决定影响因素，细小而贯通性差的气孔透气度也差。

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