耐火材料實質上是由固相(包括結晶相和玻璃相)和氣孔兩部分構成的不均質體。固相與氣孔之間的宏觀關系，包括它們的數量、分布和結合情況等，構成了耐火制品的宏觀組織結構。制品的宏觀組織結構特征也是影響其高溫使用性質的重要因素。

表征耐火材料宏觀組織結構致密程度的物理性質有氣孔率、吸水率及體積密度。

氣孔率、吸水率、真氣孔率及體積密度

(一)氣孔率

耐火材料中的氣孔，按其存在形式不同，可分為三種類型，見圖1。

圖1 耐火制品中氣孔類型

1—封閉氣孔;2—開口氣孔;3—貫通氣孔

(1)閉口氣孔：封閉在制品中，不與大 氣相通的氣孔。

(2) 開口氣孔：一端封閉，另一端與大 氣相通，能為流體填充。

(3) 貫通氣孔：它不僅與大氣相通，而 且貫通制品的兩面，能為流體通過的氣孔。

為簡便起見，通常將三類氣孔合并為兩類，即閉口氣孔和開口氣孔，后者包括貫通氣孔。

由于開口氣孔在耐火制品使用過程中，能直接與外界介質如液體(熔渣)、 氣體等物質接觸，因此對制品的影響比閉口氣孔嚴重。閉口氣孔的體積不能直接測定，因此制品的氣孔率指標，常用開口氣孔率或顯氣孔率來表示。

顯氣孔率是制品所有開口氣孔的體積與其總體積的比值。

(二)吸水率

它是開口氣孔的另外一種表示方法，定義為制品中全部開口氣孔所吸收水的 質量與其未吸水前的干燥質量的比值，以百分數表示。即

在耐火材料生產實踐中，常用吸水率來鑒定原料的鍛燒質量，原料鍛燒得好，吸水率數值低。

(三)真氣孔率

定義為顯氣孔率與閉口氣孔率的總和(%)。

真氣孔率按下式計算：

式中 Pt——制品的真氣孔率，%;

Dt——試樣的真密度，g/cm3;

Db——耐火制品的體積密度，g/cm3。

(四)閉口氣孔率

閉口氣孔率是制品所有閉口氣孔的體積與其總體積的比值(% )。

閉口氣孔率按下式計算：

Pc=Pt- Pa

式中 Pt——制品的真氣孔率，%;

Pa——制品的顯氣孔率，%。

(五)體積密度

體積密度是制品的干燥質量與其總體積的比值，用g/cm3表示。

體積密度按下式計算：

式中 Db——耐火制品的體積密度，g/cm3；

m1——干燥試樣的質量，g；

m2——飽和試樣的質量，g；

m3——飽和試樣在空氣中的質量，g；

D1——試驗溫度下，浸漬液體的密度，g/cm3。

體積密度也是表征制品致密程度的重要指標。但其指標隨制品的氣孔率和其礦物組成而改變。它是制品中氣孔體積數量和存在何種礦物相的一個綜合概念。 某些耐火制品，要求有較高的體積密度，從而可以提高其制品的使用壽命。而某些制品如輕質隔熱制品的生產中，為降低熱容和熱導率，又需采取某些手段降低體積密度。

真密度、真相對密度、假密度

真密度是指不包括氣孔在內的單位體積耐火材料的質量，可用下式表示：

真相對密度是指不包括氣孔在內的單位體積耐火材料的質量與同溫度水的單位體積的質量之比，即耐火材料的真密度與同溫度水的密度之比。

假密度是指包括閉口氣孔體積在內的單位體積耐火材料的質量(g/cm3)。 真相對密度、假密度都是衡量耐火材料致密程度的標志。真相對密度與耐火材料礦物組成有關。幾種礦物的真相對密度如下：莫來石3.05，石英2.65，鱗石英2.27，方石英2.33，方鎂石3.60。

在硅磚中，通過真相對密度了解硅石的晶型轉變，用以評定硅磚質量。優質硅磚真相對密度通常在2.32 ~2.36之間。在鍛燒過程中，鎂石真密度及真相對密度也可表明鎂石再結晶形成方鎂石程度。總之，真密度、真相對密度對于耐火 原料純度的鑒定和分級或對耐火制品的評價，都具有實際意義。

透氣度

透氣度是指在常溫下和在一定壓差下氣體透過耐火材料的性能。它是結構性質最重要的指標之一。試樣的透氣度按下式計算：

透氣度具有方向性，是矢量，也就是隨著測量的方向性不同而不同，所以測定時應注意其與成型加壓方向的關系。

制品的透氣度高，提高了具有侵蝕性流體通過的能力，極大地加快了砌體的侵蝕速度，其抗渣性低，縮短了砌體的使用壽命;此外，透氣度高，會使熱工窯爐的熱損失增大。因此在一般情況下，希望制品的透氣度愈小愈好。但是在特殊情況下，如為了提高鋼的質量，通氬氣的透氣磚，則希望制品具有良好的透氣性能。

制品氣孔率的大小、貫通情況對透氣度有決定影響因素，細小而貫通性差的氣孔透氣度也差。

來源：《鐵合金技術信息中心》

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