建材耐火材料的物理检测技术应用发展

陈,苏

河北省建筑科学研究院有限公司 河北  050227

摘要：建材耐火材料，在广义上是指在高温环境下其化学与物理性质稳定并能正常使用的非金属（并不排除含有一定比例的金属）建材材料与产品。建材耐火材料包括天然矿石以及按照一定的工业要求制造，具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性，并且是各种耐高温设备必需的建筑材料。本文在基于对建材耐火材料分析的基础上，探究建材耐火材料物理检测技术的发展，希望能给相关的工作人员提供一些研究依据。

关键词：建筑；耐火材料；物理检测；未来展望

0引言

随着经济的发展，优质的建筑耐火材料因具有更佳的高温力学性能和良好的体积稳定性势必将成为各种特殊建筑的必需材料。但是我们必须认识到，耐火材料的生产及利用属于较高能耗和污染工业，会给生态带来一定的破坏和影响。因此，如何提高建材耐火材料的技术含量和附加性能、利用率并减少污染；如何强化我国建材耐火材料资源和产品生产的优势等都是建材耐火材料从业者所必须面对的问题。本文对建材耐火材料的发展历史、物理检测技术、成分及种类和未来发展方向进行了综合评述以探究该行业的重要意义。

1概念定义

1.1建材耐火材料

建材耐火材料，就是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。这种材料能够抵抗高温而不会在持续的高温下软化熔断，进而在各类型的建筑（如消防、住宅、金库等）中发挥特殊作用。近年来，我国的高温工业迅猛发展，与此相对应的是建材耐火材料行业也相应得到了高速的发展，建材耐火材料的产量也一直保持着良好的发展势头。

建材耐火材料种类繁多且应用复杂，因此常常要根据不同的用途对其进行分类。按照耐火度的高低可将其分为普通耐火材料、高级耐火材料、特级耐火材料等三种；依据制品形状及尺寸的不同可分为标准型、异型、特异型、特殊制品等四种；按制造方法耐火材料可分为烧成制品、不烧成制品、不定形耐火材料等；按材料化学属性可分为酸性耐火材料、中性耐火材料、碱性耐火材料等；按化学矿物质组成可分为硅质、硅酸铝质、刚玉质、镁质、镁钙质、铝镁质、镁硅质、碳复合耐火材料、锆质耐火材料、特种耐火材料等。

1.2建材耐火材料物理检测技术

建材耐火材料按化学成分分类，与水泥、混凝土、陶瓷、玻璃等同属无机非金属材料。它们在物理性能指标、检测仪器设备以及物理性能检测标准和方法上，具有很大的相似性与共同性。具体表现在物理性能术语名称及定义相同，检测原理一致，检测仪器设备相似，检测方法接近以及检测标准相互联系等。与其他材料的检测一样，我国的耐火材料物理检测技术也包括软硬两部分，即物理检测要用到的仪器和设备以及进行物理检测要用到的各种标准数据等。

我国现阶段采用的耐火材料物理检测标准主义有GB、YB、JC三个标准，三者与国际标准——ISO标准大多一致，有的仅略作修改没有本质不同，但是我国建材耐火材料的物理检测发展却有着一段长远的历史。由于我国建材耐火材料的物理检测技术起步比较晚，在1955年才根据当时苏联施行的耐火材料检测标准建立了我国的重工业部的标准。改革开放后，我国大力发展工业，就根据相应的生产需要，发展了属于自己的耐火材料检测标准，以及对应的建材耐火材料检测体系。数十年以来，我国的检测耐火材料物理测试的技术能力得到了极大的进步和发展，但也需要我们的技术人员以及科研工作者不断地提升自身的创新意识以及责任心，将建材耐火材料物理检测技术研究得越来越好。

经过三四十年的努力，我国也建立了一套具有一定的规范的建材耐火材料标准化检测体系，从而使得我国的建材耐火材料物理检测能有章可循，有先例可以借鉴，使得我们在处理对于不同类型的建材耐火材也料也有着不同的检测方法和检测标准。同时，随着计算机技术的快速发展，计算机技术也被应用到建材耐火材料的物理检测技术当中，使得建材耐火材料物理检测的数据更加精确，更加直观，也更加细致，日渐积累的数据，为建材耐火材料物理检测技术的发展提供借鉴。

2建材耐火材料的物理检测方法

2.1检测内容

建材耐火材料的物理检测主要是针对以下几方面的检测：首先是针对结构性能的检测，如对气孔率、体积密度、吸水率、透气度、气孔孔径分布、颗粒体积密度、真密度、耐压强度等进行的检测；其次是针对防火等级的检测，其主要检测内容为难燃性、引燃性、产烟毒性、烟密度、热释放及烟气等；第三是针对热学性能的检测，如热导率、热膨胀系数、比热、热容、导温系数、热发射率、热震稳定性等方面的检测；第四是针对力学性能的检测，如对耐压强度、抗拉强度、抗折强度、抗扭强度、剪切强度、冲击强度、耐磨性、蠕变性、粘结强度、弹性模量、热态压缩率、熔融指数、挤压缝试验等；最后是针对使用性能的检测，主要检测是对耐火材料耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗渣性、抗酸性、抗碱性等性能的检测。

2.2检测设备

建材耐火材料比较重要的物理性能指标都是高温下的指标，所以建材耐火材料物理检测设备都要带有可控温的高温发热体，同时对设备的抗高温性能也有较高的要求。发热体也是进行建材耐火材料耐火性能检测的重要组成部分，目前常常被使用的发热体主要是炭粒发热体、硅铝棒发热体等，选择性能佳的发热体，有利于检测的顺利完成并达到更高的科研要求。炭粒发热体的应用温度是最高的，采用该发热体的加热炉温度可以达到2000℃左右，目前是被应用于耐火材料高温性能检测的材料。硅碳发热体的使用温度在1500℃左右。除了上述我们所提到的这些固体的发热体之外，也有气体和液体的发热体，比如煤气、天然气、液化气等燃料都可以作为检测设备的发热体。随着高温工业对耐火材料的质量要求不断提高，物理检测技术也不断地发展，更多新的发热体被开发应用于检测技术中。除了发热体之外，仪器设备的其他部分也进行了不同程度的改进，采用更好的保温体，提高了仪器的检测温度。测试系统计算机技术的引入替代了落后的人为目视检测，比如耐火度检测就用计算机替代了目视镜，检测结果更精准客观，符合科学，从而使检测获得了较大的发展。近年，科学家逐渐研发出了更多适合多样检测的仪器设备，满足了建材耐火材料的科研和质量控制，并大大减少了检测成本。

3建材耐火材料物理检测技术的未来发展方向

3.1提升检测精度与经济性

随着社会的不断发展，建材耐火材料的发展应用必然是越来越广泛，对其的性能研究也会逐渐增多，这对于优化建材耐火材料的综合性能具有非常重要的作用。因此，在具体的应用过程中，为了更好地发挥物理检测技术的应用价值，应当结合实际情况注重建材耐火材料的选用规范，充分了解材料的结构以及工作特性，并对其条件进行全面分析，以便更准确地选择物理检验设备与方法。此外，还需要注重经济合理化，工业生产是以追求经济效益为主要目标之一的，因此还需要考虑到资源及成本的问题，在不影响上述基本原则的情况下，尽可能地选用价格低和精度、效率高的设备和方法。

3.2加大信息智能化应用

随着全球的科技发展，信息技术的应用范围越来越广，在各个行业领域中都有着极为重要的作用体现，为了提升建材耐火材料的物理检测效率和精度，并提升检测经济性还需要持续不断地扩大信息技术应用的范围。比如，建材耐火材料在住宅建筑中的检测应用，可以通过人工智能、神经网络、BIM、AR等技术进行论证分析，同时还能大大降低风险以及损失。

4 结语

随着我国经济水平的不断发展，为了能够进行更详细的关于建材耐火材料物理检测技术研究，相关管理者和科学研究人员就必须要不断提高日常实践中的整体素养技能和专业知识，提升建材耐火材料物理检测技术的效率和精度，并提升其经济性，使其具有更广泛的积极意义。相信在研究人员的不断努力下，我国建材耐火材料物理检测技术的发展形势和局面将会越来越好。

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