第二代抗剝落高鋁磚的使用效能
20世紀90年代，中國建築材料科學研究院和宜興耐火器材廠再度攜手合作，開發了第二代抗剝落高鋁磚，並在華新5000t/d新型乾法水泥廠過渡帶試用了這種材料。
第二代抗剝落高鋁磚以高鋁礬土為原料，以鋯英石微粉為新增劑，以水溶性合成樹脂為結合劑，經混練、成型後，在1500~1550℃燒成，再經檢驗制得第二代抗剝落高鋁磚。由於高溫下使氧化鋁和鋯英石完全反應，生成莫來石和斜鋯石基質，充分發揮氧化鋯的微裂紋「增韌」作用，使耐火材料同時獲得了良好耐高溫性和抗熱震性。下表是各種水泥窯特種高鋁磚的效能對比。
從上表可知，第一代抗剝落磚和第二代抗剝落磚的抗熱震性相當，但第二代產品的高溫抗折強度、荷重軟化溫度、耐壓強度都較第一代產品有很大提高。第二代抗剝落磚研製成功後在華新水泥廠5000t/d新型乾法窯過渡帶冷端使用了2年。以下，通過試驗對比揭示第二代抗剝落高鋁磚抗熱震性較好的原因。
試驗以山西陽泉88級礬土為原料；市售鋯石用濕法球磨36h,全部通過20pm篩後並烘乾，再按礬土細粉：鋯英石微粉=2:1的比例製成混合粉。對於高鋁磚，配合比粗骨料：細骨料：礬土細粉=5:1:4,燒成條件為1520℃×5h。對於第二代抗剝落磚，配合比為礬土粗骨料：礬土細骨料：混合粉=5:1:4,燒成條件為1550℃×6h。試驗磚的一部分以25mm×25mm×150mm的尺寸，採用1100℃強制風冷的方法測試熱震後抗折強度衰減；另一部分材料切成10mm×15mm×20mm試樣，對其大面拋光後進行1100℃→水冷熱震試驗，然後在掃瞄電鏡下觀察裂紋的擴充套件情況。
高鋁磚的抗折強度為20mpa,經1100℃強制風冷20次後，抗折強度保持率約70%。第二代抗剝落磚的抗折強度為16mpa,經1100℃強制風冷20次後，抗折強度保持率約100%。很明顯，抗剝落磚的抗熱震性大大優於高鋁磚。高鋁磚、第二代抗剝落磚顯微結構的對比如下圖所示。
從上圖可知，燒結後，高鋁磚中骨料和基質的結合相當牢固；抗剝落磚中骨料和基質的介面間存在很大裂縫。但是，抗剝落磚的介面裂紋並未貫入基質。所以，高鋁磚的抗折強度較高；抗剝落磚雖強度較低，但因骨料周邊的裂紋沒有貫入基質，也無大礙。
從下圖可知，經過1100℃→水冷20次後，高鋁磚原有的緻密結構遭到很大程度的破壞，裂紋發展很快，並貫入基質，抗折強度降低了近30%。熱震後，抗剝落磚的介面裂紋進一步發展，介面裂紋也開始聯通，但裂紋並未深入基質。所以，抗折強度損失不大。下圖進一步顯示了抗剝落高鋁磚具有較好抗熱震性的原因。
圖(a)表示熱震產生的裂紋被基體中的氣孔捕獲。圖(b)表示熱震裂紋被骨料基質介面捕獲。在這些情況下，損傷是區域性性的，新生裂紋沒有貫人基質，材料的強度損失很小。所以，能否「捕獲」熱震裂紋是耐火材料抗熱震性大小的標誌。
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