耐火磚廠家盡量使他們的產(chǎn)品具有最好的隔熱性。當(dāng)磚的體積密度低時(shí)，磚廠一般能達(dá)到隔熱性要求(最小2.0m2/k/w)。易燃物一煤、廢纖維、木屑在磚燒結(jié)中燃燒掉便產(chǎn)生貫通氣孔和氣孔。因此，磚的重量減輕，從而可以達(dá)到隔熱要求。
體積密度>1600kg/m3的磚導(dǎo)熱系數(shù)(隔熱的倒數(shù))>0.5w/(m.k)。
通過氣相引入制成的多孔材料，在正常溫度下它的隔熱性提高(導(dǎo)熱系數(shù)降低)，當(dāng)氣孔尺寸縮小時(shí)， 導(dǎo)熱系數(shù)也降低，所以磚的生產(chǎn)廠家盡可能地使他們的產(chǎn)品具有大量的最小氣孔。
1 氣孔形成的原因
磚中的氣孔是由于多種形式存在的水蒸發(fā)形成的。氣孔形成的另一原因是粘土磚中的輕質(zhì)有機(jī)物的燃燒。氣孔的結(jié)構(gòu)受原材料的礦物、化學(xué)和晶體組合的影響。
盡管易燃的輕質(zhì)材料能夠提高磚的隔熱性，但是它們中的雜質(zhì)能引起不良影響，制造不變形的均質(zhì)材料很困難，例如用高劑量木屑就是一個(gè)問題。木屑燃燒產(chǎn)品也是一個(gè)問題。
易燃的輕質(zhì)材料能產(chǎn)生直徑為>7.5um的氣孔。提高燒結(jié)溫度能夠增加氣孔的數(shù)量。
2 表面活性物質(zhì)
提高耐火磚的隔熱性最簡單的方法是在煅燒中使大量的工藝水蒸發(fā)形成氣孔。然而磚中工業(yè)水的數(shù)量—20%~30%(重量)是由粘土漿塑性要求而確的。可塑性取決于所用材料的顆粒和礦物，以及熟料和輕質(zhì)材料。它也取決于生產(chǎn)方法，例如，擠壓。
增加和減少工藝水，保持所需粘土塑性的方法是使用表面活性物質(zhì)。這些物質(zhì)能眵提高或降低水的表面應(yīng)力。
小劑量的表面活性物質(zhì)必須產(chǎn)生大的效應(yīng)，它的成本必須相當(dāng)?shù)筒挪恢掠诖蠓忍岣呱a(chǎn)成本。如果表面活性物質(zhì)也是提高氣孔率的易燃材料，它便是有利的。
Vuppor是用一種堿性聚冷凝物生產(chǎn)出的白色乳膠，它的密度是1100kg/m3。這種干狀混合物含有(重量)的乳膠。Vuppor用水稀釋。
圖1 最佳水分含量隨Vupper劑量的變化
乳膠加進(jìn)粘土后，好象粘土失去了水，從而耐塑性降低，所以必須加入較多的水才能達(dá)到原有的塑性。這就是說要增添適量的水或者說成漿所需要增加的水。乳膠可以加到各種濕粘土中，粘土中可以加1%到3%的干狀混合物。如果乳膠和易燃輕質(zhì)材料一塊加入，它的劑量可減少一半。
圖2 空氣在0℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)與氣孔直徑平均值的關(guān)系
圖3 體積密度隨Vupper用量的變化而變化
圖4 導(dǎo)熱系數(shù)隨著Vupper用量的變化而變化
圖5 耐壓強(qiáng)度隨著Vupper用量的變化而變化
結(jié)果
將Vuppor在兩種不同密度的粘土燒成磚中進(jìn)行試驗(yàn)，本研究中所使用的制磚粘土產(chǎn)于Devinska Nova Ves和Pezinok。第一種情況是新第三紀(jì)的海水沉積物和可能是中新世紀(jì)的沉積物形成的坫土，顆粒尺寸一般小于2um。它有伊利石的結(jié)構(gòu)，類似蒙脫石。第二種情況也是新第三紀(jì)的海水沉積物形成的粘土，不過主要是大顆粒，這種粘土具有伊利石-綠泥石的特性。
制磚廠家可以采用Vuppor，價(jià)格可以接受得了，它是一種能工業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)物料，它可以加到以各種 工藝制成的粘土中。盡管水量(最佳水含量)增加，但是干燥的靈敏性降低，這說明它是一種熱料。
耐火磚的燒成溫度固定，磚欠燒或過燒的危險(xiǎn)住減少。增加氣孔構(gòu)造能夠降低燒結(jié)溫度、縮短干燥或燒結(jié)過程，并不出現(xiàn)裂紋。如果制磚的粘土合適，用Vupper生產(chǎn)的磚的導(dǎo)熱系數(shù)比多孔混凝土低。