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以下是关于耐火材料抗热震试验、热膨胀系数检测以及耐火度试验的详细介绍:
试验目的
评估耐火材料在高温下快速加热和冷却过程中的抗裂能力,以判断其耐热冲击的稳定性。
试验标准
我国适用于水泥容用致密定形耐火材料的有YB/T376.1-1995耐火制品抗热震性试验方法(水急冷法)、YB/T376.2-1995耐火制品抗热震性试验方法(空气急冷法)和YB4018-91耐火制品抗热震试验方法三个并行标准。
试样尺寸与制备
水急冷法:长×宽×高=(200~230)mm×(100~150)mm×(50~100)mm的直型砖,实际多采用尺寸230mm×114mm×65mm的标准砖。
空气急冷法:长×宽×高=114mm×64mm×64mm的长方体。
自然冷却法:长×宽×高=230mm×114mm×31mm或230mm×65mm×31mm的长方体。
加热与冷却方式
水急冷法:将试样的一段插入1100℃的电炉内,试样受热面距炉门内侧50mm,距发热体表面不小于30mm。试样入炉后,炉温降低不得大于50℃,并应在5min内恢复1100℃,接着在1100℃保温15min。然后将试样的热端浸入5~35℃的流动水中,深度为(50±5)mm,水冷3min,在空气中晾干5min。
空气急冷法:试样放入950℃的电炉内。试样入炉后,炉温降低不得大于50℃,应在5min内恢复950℃,在950℃保温30min。接着用压缩空气吹5min,压缩空气喷嘴要正对试样喷吹面的对角线,喷嘴前压力为0.1MPa,喷嘴距离试样喷吹面中心100mm。
自然冷却法:使230mm×31mm的一面受热,以10℃/min的速率加热试样到800℃,再以5℃/min的速率加热到1000℃,保温30min。然后将试样取出,放在不通风的试样架上,自然冷却。
评价标准
水急冷法:试样热端面的面积破损达到一半以上所需热震次数。
空气急冷法:冷却后,以0.3MPa的较大应力对试样进行弯曲试验。如果试样在0.3MPa弯曲应力的作用下破损,则认为未通过该次热震;如果试样经受住了0.3MPa应力的作用,则认为通过该次热震,试验反复进行,直至试样破损或热震达到预定的次数。
自然冷却法:测定试样经一次热震前后的抗折强度,以强度衰减率判定抗热震性的好坏。
检测目的
测量材料在温度变化下的尺寸变化率,以评估其热稳定性。
检测方法
膨胀计法:使用机械或光学膨胀计测量材料在不同温度下的尺寸变化,从而计算出线膨胀系数或体膨胀系数。
差热分析法(DTA):通过比较材料与参考物质在升温或降温过程中的温度变化,间接计算出热膨胀系数。
干涉法:利用干涉仪测量材料在温度变化下的光程差,从而推导出膨胀系数。
声学法:利用超声波测量材料在不同温度下的声速变化,进而推算出热膨胀系数。
检测仪器
膨胀计:包括机械膨胀计、光学膨胀计等,用于直接测量材料的尺寸变化。
差热分析仪:用于测量材料在升温或降温过程中与参考物质的温度差异,从而间接推导出热膨胀系数。
干涉仪:通过干涉测量材料的光程差,计算出材料的热膨胀系数。
超声波测量仪:用于测量材料在不同温度下的声速变化,推导出热膨胀系数。
试验目的
评估耐火材料抵抗高温作用而不熔融的能力。
检测方法
锥体法(PCE):将标准锥体和待测样品锥体一起加热,观察样品锥体在标准锥体达到*温度时的熔融情况,确定耐火材料的耐火度。
荷重软化温度测定:将耐火材料在特定载荷下进行加热,记录其在高温下开始软化和变形的温度。
检测仪器
高温电阻炉:用于耐火度和荷重软化温度的测定,能够精确控制加热温度和升温速率。
锥体耐火度测定仪:包含标准锥体和样品锥体的加热装置和观察系统。
综上所述,耐火材料的抗热震试验、热膨胀系数检测以及耐火度试验是评估其性能的重要方法。这些试验能够全面了解耐火材料在高温环境下的表现,为建筑材料的选用和建筑结构的设计提供科学依据。