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🏭 BS EN 993 系列标准规定了致密定型耐火制品(dense shaped refractory products)物理性能测定的统一试验方法。该系列由欧洲标准化委员会(CEN)制定,由英国标准协会(BSI)作为英国国家标准发布实施,属于耐火材料行业的基础试验方法标准,广泛适用于高铝砖、粘土砖、硅砖、镁砖、碳复合砖等各类致密定型耐火制品的质量检验、产品开发与工程验收。
致密定型耐火制品是指经高温烧成、显气孔率较低(通常低于 45%)的定型耐火材料,如高炉、热风炉、玻璃窑、水泥回转窑等高温工业窑炉内衬使用的砖体。其性能直接关系到炉衬寿命与能耗水平,因此对常温耐压强度、抗折强度、加热永久线变化、抗热震性等指标的控制至关重要。
BS EN 993 系列针对这些关键性能分别给出了试验方法。本批次涉及的四个部分如下表所示:
| 标准号 | 试验项目 | 版本说明 | 核心内容 |
|---|---|---|---|
| BS EN 993-5 | 常温耐压强度(Cold Crushing Strength) | 2000 版(扫描) | 测定常温下致密定型耐火制品的耐压强度,为强度验收与选材提供依据。 |
| BS EN 993-6 | 常温抗折强度(Modulus of Rupture) | 1995 版(扫描) | 测定常温下耐火制品的抗折强度(断裂模量),评价材料的抗弯承载能力。 |
| BS EN 993-10 | 加热永久线变化 | 1998 版 | 测定试样在规定温度加热后长度的永久变化,反映材料的体积稳定性。 |
| BS EN 993-11 | 抗热震性 | 2007 版 | 测定致密定型耐火制品抵抗温度急变(热震)的能力,评价耐急冷急热性。 |
耐火制品在高温长期使用过程中,由于烧结、相变或化学反应,其体积会发生不可逆变化,即加热永久线变化(permanent change in dimensions on heating)。若变化过大,会导致炉衬砖缝张开、砌体松动甚至倒塌。BS EN 993-10 规定了该指标的测定方法。
将规定尺寸的试样放入加热炉中,以规定的升温制度升至试验温度并保温一定时间,冷却后测量试样长度,计算其相对于原始长度的永久变化百分率。该变化可为正值(膨胀,growth)或负值(收缩,shrinkage)。
耐火制品在窑炉启停、加料、换向等过程中常遭受温度骤变,由此产生的热应力可能导致制品开裂、剥落。抗热震性(resistance to thermal shock)是评价材料承受温度急变能力的重要指标。BS EN 993-11 规定了两种试验方法。
将试样加热至规定温度,保温后迅速投入规定温度的水中急冷,观察并记录试样出现的裂纹、剥落等情况,或以一定冷却循环次数后试样的残余强度或质量损失来评价抗热震性。
适用于对水冷敏感或不允许接触水的制品,以规定温度梯度进行加热-空气急冷循环,通过外观损伤或强度保持率评价其抗热震能力。
常温耐压强度与抗折强度是耐火制品最基本、最常用的力学性能指标,也是强度验收、配方优化与质量管理的重要依据。
将试样置于压力试验机上下压板之间,以规定的加荷速率均匀加载直至试样破坏,记录最大载荷,按下式计算:
σc = F / A
式中 σc 为常温耐压强度(MPa),F 为试样破坏时的最大载荷(N),A 为试样受压面积(mm²)。
将长方体试样置于两支点(支座)上,在跨中施加集中载荷直至断裂,按下式计算:
R = 3FL / (2bh²)
式中 R 为抗折强度(MPa),F 为断裂载荷(N),L 为支点跨距(mm),b 为试样宽度(mm),h 为试样高度(mm)。