2.5.4　热膨胀性

热膨胀性是耐火材料随温度升高体积或长度增大的性能，常用线膨胀率和平均线膨胀系数，或者体膨胀率和体膨胀系数来表征。线膨胀率是指由室温至试验温度间，试样长度的相对变化率，用%表示。平均线膨胀系数α是指由室温至试验温度间，温度每升高1℃（K），试样长度的相对变化率，单位为℃-1（K-1）。相应地，体积膨胀用体积膨胀率（ΔV/V0）或体积膨胀系数β来表示，

耐火材料的热膨胀性还取决于其化学组成、矿物组成及微观结构，同时也随温度区间的变化而不同。热膨胀系数实际上并不是一个恒定值，它随温度的变化而变化，平常所说的热膨胀系数都具有在指定的温度范围内的平均值的概念，应用时应注意它适用的温度范围。

耐火材料的热膨胀对其抗热震性及体积稳定性有直接的影响，是生产（制定烧成制度）、使用耐火材料时应考虑的重要性能之一。对于热膨胀大的以及存在多晶转变的耐火材料，在高温下使用时由于膨胀大，为抵消热膨胀造成的应力，要预留膨胀缝。线膨胀率和线膨胀系数是预留膨胀缝和砌体总尺寸结构设计计算的关键参数。

耐火材料的线膨胀率或平均线膨胀系数按照国家标准《耐火材料　热膨胀试验方法》（GB/T 7320—2008）进行（顶杆法和示差法）。试验原理：以规定的升温速率将试样加热到指定的试验温度，测定随温度升高试样长度的变化值，计算出试样随温度升高的线膨胀率和指定温度范围的平均线膨胀系数。

（1）顶杆法

试样由室温至试验温度的各温度间隔的线膨胀率按下式计算：

式中　ρ——试样的线膨胀率，%（精确至0.01）；

L0——试样原始长度，mm；

Lt——试样加热至试验温度t时的长度，mm；

Ak（t）——在温度t时仪器的校正值，%。

试样由室温至试验温度的平均线膨胀系数按下式计算：

式中　α——试样的平均线膨胀系数，10-6℃-1；

ρ——试样的线膨胀率， %；

t0——室温，℃；

t——试验温度，℃。

（2）示差法

试样由室温至试验温度的线膨胀率按下式计算：

式中　　ρ——试样的线膨胀率， %；

L0——试样原始长度，mm；

Lt——试样加热至试验温度t时的长度，mm。

试样由室温至试验温度的平均线膨胀系数的计算和顶杆法相同。

常用耐火制品的平均线膨胀系数见表2-9，常用耐火浇注料的平均线膨胀系数见表2-10。

各种耐火砖的热膨胀曲线如图2-6和图2-7所示。