耐火磚耐熱震性的檢測，我國適用于水泥容用致密定形耐火磚的有YB/T376.1-1995耐火制品抗熱震性試驗(yàn)方法（水急冷法）、YB/T376.2-1995耐火磚抗熱震性試驗(yàn)方法(空氣急冷法）和YB4018-91耐火磚抗熱震試驗(yàn)方法三個并行標(biāo)準(zhǔn)。
 
1.YB/T376.1-1995(水急冷法）
①試樣尺寸：長×寬×高=(200~230)mm×(100~150)mm×(50~100)mm的直型磚，實(shí)際多采用尺寸230mm×114mm×65mm的標(biāo)準(zhǔn)磚。
2加熱方式：將試樣的一段插入1100℃的電爐內(nèi)。試樣受熱面距爐門內(nèi)側(cè)50mm,距發(fā)熱體表面不小于30mm。試樣入爐后，爐溫降低不得大于50℃，并應(yīng)在5min內(nèi)恢復(fù)1100℃，接著在1100℃保溫15min。
③冷卻方式：將試樣的熱端浸入5~35℃的流動水中，深度為（50±5)mm,水冷3min,在空氣中晾干5min。如試樣未到破損條件，放入爐中繼續(xù)試驗(yàn)。
④評價標(biāo)準(zhǔn)：試樣熱端面的面積破損達(dá)到一半以上所需熱震次數(shù)。


 
2.YB/T376.2-1995(空氣急冷法）
①試樣尺寸：長×寬×高=114mm×64mm×64mm的長方體。
②加熱方式：試樣放入950℃的電爐內(nèi)。試樣入爐后，爐溫降低不得大于50℃，應(yīng)在5min內(nèi)恢復(fù)950℃，在950℃保溫30min并應(yīng)以一個長面放置，不得疊放。試樣與試樣、試樣與爐壁間距不小于10mm。
③冷卻方式
用壓縮空氣吹5min。壓縮空氣噴嘴要正對試樣噴吹面的對角線交時間5min。壓縮空氣為室溫，不含水滴。噴嘴前壓力為0.1MPa,噴嘴距離試樣噴吹面中心100mm。
④評價標(biāo)準(zhǔn)：冷卻后，以0.3MPa的最大應(yīng)力對試樣彎曲試驗(yàn)。如果試樣在0.3MPa彎曲應(yīng)力的作用下破損，則認(rèn)為未通過該次熱震。如果耐火磚試樣經(jīng)受住了0.3MPa應(yīng)力的作用，則認(rèn)為通過該次熱震，試驗(yàn)反復(fù)進(jìn)行，直至耐火磚試樣破損或熱震達(dá)到預(yù)定的次數(shù)。


 
3. YB4018-91耐火磚抗熱震試驗(yàn)方法
①試樣尺寸：長×寬×高=230mm×114mm×31mm或230mm×65mm×31mm的長方體。
②加熱方式：使230mm×31mm的一面受熱，以10℃/min的速率加熱試樣到800℃，再以5℃C/min的速率加熱到1000℃，保溫30min。
③冷卻方式：將試樣取出，放在不通風(fēng)的試樣架上，自然冷卻。
④評價標(biāo)準(zhǔn)：測定試樣經(jīng)一次熱震前后的抗折強(qiáng)度，以強(qiáng)度衰減率判定抗熱震性的好壞。
 
從以上可知：水冷法的熱震條件最為苛刻，空氣急冷法的熱震條件居中，自然冷卻法的熱震條件最為溫和。所以，它們分別適合測試抗熱震性好、抗熱震性一般和抗熱震性差的耐火材料。
 
水冷法有簡單、快速、廉價的優(yōu)點(diǎn)，適合水泥窯用耐火材料的日常生產(chǎn)檢驗(yàn)。但是，該方法的測試結(jié)果離散性大，測試所需試樣多。因測試條件差別，各實(shí)驗(yàn)室的檢測結(jié)果可能差異很大。YB/T376.1-1995不能用于測試易水化材料(如白云石磚）和一些尺寸、形狀特異制品。
 
空氣急冷法熱景條件比較溫和。目前，耐火磚的抗熱震性越來越高，使用空氣急冷法很難使耐火材料破壞，測試工作量越來越大。目前，在許多西方公司的產(chǎn)品手冊上都寫明普通鎖銘磚、直接結(jié)合鎂銘磚、鎂鋁尖晶石和各種新型無銘堿性磚的抗熱震性都>100次。這樣，就區(qū)分不了普通鎂銘磚、直接結(jié)合鎂銘磚、鎂鋁尖品石和各種新型無絡(luò)堿性磚抗熱震性的強(qiáng)弱。因?yàn)檫@些材料的抗熱震性都>100次，所以，除白云石等材料以外，國內(nèi)廠家很少采用空氣急冷法控制耐火材料的生產(chǎn)。YB4018-91耐火制品抗熱震試驗(yàn)方法規(guī)定的試驗(yàn)條件更加溫和，更少有人使用。
 
如果研制新型耐火磚，推薦采用熱震疲勞試驗(yàn)，以試驗(yàn)中樣品抗折強(qiáng)度損失的趨勢來表征材料的抗熱震性。


 
4.熱震疲勞試驗(yàn)
水泥窯中，耐火磚的損壞是一個漸進(jìn)過程，窯襯經(jīng)受的熱震遠(yuǎn)沒有YB/T 63376.1-1995規(guī)定的水冷試驗(yàn)?zāi)菢涌量獭Ｋ?，用?qiáng)制風(fēng)冷試驗(yàn)方法進(jìn)行熱震和測定試驗(yàn)中強(qiáng)度的損失來評價耐火材料的抗熱震性更為符合實(shí)際情況。推薦采用的抗熱震疲勞試驗(yàn)的技術(shù)條件如下
①采用高溫抗折強(qiáng)度試樣的標(biāo)準(zhǔn)尺寸25mm×25mm×150mm,以利用現(xiàn)有模具制作定形或不定形耐火材料試樣。
②加熱采用RJX-14型硅碳棒電爐，爐膛尺寸（長×寬×高）500mm×250mm×200mm,電爐功率14kW,SiC發(fā)熱體12根，可調(diào)電壓擋數(shù)為12,參考操作電壓220V,電流強(qiáng)度60A。
③冷卻在特制的風(fēng)箱中進(jìn)行。該風(fēng)箱一端裝有風(fēng)機(jī)，功率為370kW,轉(zhuǎn)速2800r/min,風(fēng)量8.5m3/min,風(fēng)壓780Pa。風(fēng)箱的導(dǎo)嘴長300mm,主體部分的尺寸1000mm×400mm×200mm。風(fēng)箱中設(shè)有可以靈活轉(zhuǎn)動的試樣架，一次可以在架上放置20條試樣。采用風(fēng)箱可以避免冷卻風(fēng)的中途散失，樣架的轉(zhuǎn)動可以保證各試件均勻冷卻。由此，該裝置明顯減少了試驗(yàn)誤差，且大幅提高了試驗(yàn)效率，如圖所示。
 
 
抗熱震風(fēng)冷裝置示意圖
 
④試驗(yàn)步驟，種材料的試條數(shù)不應(yīng)少于7根。一般情況下，0次和最后一次熱震至少需要2根試條。例如，0次和10次各安排2根試條，3次和7次各安排1根試條，還有1根備用。
試驗(yàn)時，先將2塊墊磚（230mm×64mm×32mm的黏土磚）放入爐內(nèi)預(yù)熱，將爐子升至預(yù)定溫度，保溫30min以上。然后，開啟爐門用鐵鉗拖出墊磚，將墊磚放在鐵鍬上，將鐵鍬放在耐火纖維氈上，快速鋪上試條，再送入爐內(nèi)。試樣入爐內(nèi)后，要求爐溫在5min內(nèi)恢復(fù)至預(yù)定溫度，將試樣在預(yù)定溫度保溫15min以上，就可以重新開啟爐門對試條進(jìn)行鼓風(fēng)冷卻。
冷卻時，先打開冷卻風(fēng)機(jī)，從爐內(nèi)取出墊磚，用鐵鉗將試條夾起并均勻地放在試樣架上，一邊鼓風(fēng)冷卻，一邊轉(zhuǎn)動試樣架，冷卻7min后可以將試條取出，放在墊磚上，將載有試樣的墊磚重新塞入爐內(nèi)。一次熱震大約需要花費(fèi)30min。為減少散熱，試驗(yàn)要快速操作，隨時注意關(guān)閉爐門，并用耐火纖維覆蓋取出的墊磚。
⑤加熱和冷卻條件的選擇：950℃風(fēng)冷、1100℃風(fēng)冷、950℃水冷或1100℃水冷。對抗熱震性較差的材料如白云石磚、鎂磚等可選950℃風(fēng)冷；對抗熱震性較好的材料如尖晶石磚、抗剝落高鋁磚可選1100℃風(fēng)冷；對抗熱震性極好的材料如碳化硅等選擇1100℃水冷?？傊囼?yàn)就是要將耐火磚試樣分成三、六、九等，以便淘劣選優(yōu)，再接著優(yōu)中選優(yōu)。
⑥熱震次數(shù)的選擇。熱震中耐火材料破壞機(jī)理不盡相同，強(qiáng)度損失趨勢也有很大差別。圖顯示了熱震中常見的強(qiáng)度損失形式。
 
 
熱震中不同耐火磚的強(qiáng)度損失趨勢
 
由圖可見，類型為A的材料熱震后強(qiáng)度不變。類型C強(qiáng)度減速下降，熱震開始時強(qiáng)度損失快，后期損失慢。類型B呈線形下降的趨勢。熱震試驗(yàn)中，類型D強(qiáng)度大幅降低，接著損毀。類型E強(qiáng)度加速下降，熱震開始時強(qiáng)度損失慢，但熱震后期強(qiáng)度損失快。因此，材料的抗熱震性排序?yàn)锳>C>B,而E、D均不合格。
 
一些復(fù)合耐火磚由不同的原料制成。這些原料具有明顯不同的熱膨脹系數(shù)。燒成后，材料中可能存在殘余應(yīng)力。熱震中，熱應(yīng)力降低強(qiáng)度，但退火又提高強(qiáng)度。所以，熱疲勞試驗(yàn)后一些材料可能具有反常的強(qiáng)度曲線。這樣，研制新型耐火材料時就需要進(jìn)行10次，甚至更多次數(shù)的熱震，并借助于熱疲勞試驗(yàn)獲得的整條強(qiáng)度曲線而不僅僅是曲線上的某個點(diǎn)來判定材料的抗熱震性。