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BS EN 00993——致密定型耐火制品试验方法标准系列
Methods of Test for Dense Shaped Refractory Products — EN 993 系列（英国标准实施版本）
🏭 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。
💡 统一、可复现的试验方法是耐火材料质量控制的前提。BS EN 993 系列把致密定型耐火制品的各项关键物理性能测定方法标准化，使不同实验室、不同制造商之间的检验结果具有可比性。
⚠️ 本批次中 BS EN 00993-5 与 BS EN 00993-6 为扫描版本，相关技术内容依据公开领域知识撰写；BS EN 00993-10 与 BS EN 00993-11 依据可读正文整理。
一、系列概述与标准构成 📌
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。 |
✅ BS EN 993-10 为 EN 993-10:1997 的英国实施版本，替代已撤销的 BS 1902:Part 5:Section 5.10:1986；BS EN 993-11 为 EN 993-11:2007 的英国实施版本，替代 DD CEN/TS 993-11:2003。
二、加热永久线变化测定（BS EN 993-10）🔥
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。
试验原理
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）。
试样与试验设备
- 试样：通常为长方体或圆柱体，尺寸按标准规定；每组试样数量应满足统计要求，试样应无裂纹、缺角等明显缺陷。
- 加热炉：能均匀加热至试验温度并维持规定保温时间，炉膛温度均匀性应满足要求。
- 测量装置：量具精度应满足长度测量要求，试样两端面应平整且相互平行。
⚠️ 试验温度与保温时间必须严格按产品规范或合同要求执行。加热永久线变化对温度极其敏感，温度偏差会导致结果显著差异，因此炉膛测温与控温的准确性是试验成败的关键。
三、抗热震性测定（BS EN 993-11）❄️
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。
方法 A：水冷法
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。
方法 B：空气冷却法
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。
💡 抗热震性不仅取决于材料本身的线膨胀系数、导热系数、弹性模量与强度，还与制品形状、尺寸和内部缺陷有关。实际选材时，应将标准试验结果与窑炉工况（加热/冷却速率、温度梯度）相结合综合判断。
四、常温耐压强度与抗折强度（BS EN 993-5 / 993-6）🧱
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。
常温耐压强度（BS EN 993-5）
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）。
常温抗折强度（BS EN 993-6）
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）。
🚨 加荷速率、试样尺寸与表面状态对强度测定结果影响显著。加载过快会使测得的强度偏高，试样端面不平整会造成应力集中而使结果偏低。必须严格按标准规定控制加荷速率与试样制备质量。
五、工程实践与应用要点 🛠️
- 🔍 选材检验：高炉、热风炉等关键炉衬用砖，须按 BS EN 993 系列方法检验常温耐压强度、抗折强度、加热永久线变化与抗热震性，确保炉衬在高温、热震工况下可靠服役。
- 📏 体积稳定性：加热永久线变化大的制品在烘炉与升温过程中易产生砖缝变化，设计砌筑时需预留合适的膨胀缝，防止因膨胀挤压导致炉壳变形。
- 🔥 热震工况：对频繁启停、温度波动大的窑炉，应优先选用抗热震性优良的材料（如某些含碳制品），并在操作中控制升温与冷却速率。
- 📋 质量体系：制造商应按标准开展出厂检验，并提供型式检验报告与质量证明文件；验收时应对试样批次、试验温度、试验方法等要素逐项核对。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问：什么是”致密定型耐火制品”？
答：指经高温烧成、显气孔率较低（通常低于 45%）的定型耐火材料，如高铝砖、粘土砖、硅砖、镁砖、碳复合砖等，区别于隔热（轻质）耐火制品。
答：指经高温烧成、显气孔率较低（通常低于 45%）的定型耐火材料，如高铝砖、粘土砖、硅砖、镁砖、碳复合砖等，区别于隔热（轻质）耐火制品。
❓ 问：加热永久线变化为负值（收缩）说明什么？
答：说明制品在高温下发生烧结或相变导致体积缩小。若收缩过大，砖缝会张开，砌体易松动、漏气，因此该值应控制在一定范围内。
答：说明制品在高温下发生烧结或相变导致体积缩小。若收缩过大，砖缝会张开，砌体易松动、漏气，因此该值应控制在一定范围内。
❓ 问：抗热震性与哪些材料性能有关？
答：主要与线膨胀系数、导热系数、弹性模量和强度有关。线膨胀系数越小、导热系数越高、强度越大、弹性模量越低，材料抗热震能力通常越强。
答：主要与线膨胀系数、导热系数、弹性模量和强度有关。线膨胀系数越小、导热系数越高、强度越大、弹性模量越低，材料抗热震能力通常越强。
❓ 问：BS EN 993 系列与 ISO 标准有何关系？
答：BS EN 993 是 CEN 标准 EN 993 的英国实施版本，与 ISO 5013、ISO 5014 等国际标准在试验原理上相近，但具体试样尺寸、加荷速率等细节可能不同，引用时需注明所依据的标准版本。
答：BS EN 993 是 CEN 标准 EN 993 的英国实施版本，与 ISO 5013、ISO 5014 等国际标准在试验原理上相近，但具体试样尺寸、加荷速率等细节可能不同，引用时需注明所依据的标准版本。
🔍 问：试验结果差异较大时如何处置？
答：应首先检查试样制备质量（裂纹、缺角、端面平整度）、试验设备状态（压力机、炉温均匀性）与操作过程是否符合标准，必要时增加试样数量复测，并追溯原材料批次。
答：应首先检查试样制备质量（裂纹、缺角、端面平整度）、试验设备状态（压力机、炉温均匀性）与操作过程是否符合标准，必要时增加试样数量复测，并追溯原材料批次。
