2.6.2 抗折强度
具有一定尺寸的耐火材料条形试样,在三点弯曲装置上所能承受的最大应力,又称抗弯强度、断裂模量,表明材料抵抗弯矩的能力(MPa)。耐火材料的抗折强度分为常温抗折强度和高温(热态)抗折强度。室温下测得的抗折强度称为常温抗折强度;耐火材料在规定的高温条件下(一定的温度及保温时间)所测得的抗折强度值称为该温度下的高温抗折强度。
材料的化学组成、矿物组成、组织结构、生产工艺等对材料的抗折强度尤其是高温抗折强度有决定性的影响。通过选用高纯原料、控制砖料合理的颗粒级配、加大成型压力、使用优质结合剂及提高制品的烧结程度,可提高材料的抗折强度。
中国国家标准《耐火材料 常温抗折强度试验方法》(GB/T 3001—2017)规定了耐火材料(包括定形和不定形)常温抗折强度的试验方法。其原理是:在室温下,以恒定的加荷速率对试样施加应力直至断裂。
常温抗折强度按下式计算:
式中 σF——常温抗折强度,MPa;
Fmax——对试样施加的最大压力,N;
Ls——下刀口间的距离,mm;
b——试样的宽度,mm;
h——试样的高度,mm。
中国国家标准《耐火材料 高温抗折强度试验方法》(GB/T 3002—2017)规定了耐火材料(包括定形和不定形)高温抗折强度的试验方法。其原理是,以一定的升温速率加热试样到试验温度,保温至试样达到规定的温度分布,以恒定的加荷速率对试样施加张应力,直至试样断裂。
耐火材料高温抗折强度的计算公式与常温抗折强度计算公式相同
式中 σF——高温抗折强度,MPa;
Fmax——试样断裂时的最大荷载,N;
Ls——支承刀口之间的距离,mm;
b——试样的宽度,mm;
h——试样的高度,mm。
常见耐火材料的抗折强度曲线如图2-11所示。
图2-11 常见耐火材料的抗折强度曲线
1—白云石砖;2—高铝砖;3—叶蜡石砖;
4—镁砖;5—硅砖;6—铬砖;
7—熟料砖;8—不烧镁铬砖