體積密度是指耐火材料的干燥質量與其總體積之比,單位為g/cm-3。體積密度直觀地反映了耐火制品的致密程度,它是耐火原料、致密耐火制品質量水平的重要衡量指標。但在輕質隔熱制品的生產中,為降低熱容和熱導率,常采用各種手段控制制品的體積密度。
耐火材料的體積密度對其他許多性質都有顯著的影響,如氣孔率、強度、抗侵蝕性、荷重軟化溫度、耐磨性和抗熱震性等。對于輕質隔熱耐火材料,如高鋁磚、隔熱磚、輕質澆注料等,體積密度與其導熱性和熱容量也有密切的關系。一般來說,體積密度越高,對耐火材料的強度、抗侵蝕性、耐磨性、荷重軟化溫度越有利。耐火材料的體積密度受所用原料、生產工藝等因素的影響,控制所用原料的體積密度、壓制磚坯的壓力和合理的燒成制度,均能有效地控制最終制品的體積密度。
真密度是指多孔體材料的質量與其真體積之比。真體積是指多孔體中固體材料的體積。它可以反映材質成分的純度以及晶型轉變的程度、比例等,由此可以推知在使用中可能發生的變化。
真密度的測定方法為:將試樣磨細到盡可能無封閉氣孔存在的粉末試樣,稱量比重瓶的質量和裝有試樣的比重瓶的質量,兩者之差即為干燥試樣的質量。選用蒸餾水或已知密度的液體裝滿裝有試樣的比重瓶,稱量其質量。
透氣度是指耐火制品允許氣體在壓差下通過的性能。由于氣體是經材料中的貫通氣孔通過的,故透氣度與貫通氣孔的數量、大小、結構和狀態有關,并隨著制品成型時的加壓方向而異。它與材料的氣孔率有關系,但無規律性,并且又與氣孔率不同。
制品的透氣度高,提高了具有侵蝕性流體的通過能力,極大地加快了砌體的侵蝕速率,縮短了砌體的使用壽命。另外,透氣度高也使熱工窯爐的熱損失增大,為此在一般情況下,希望制品的透氣度越小越好。耐火材料的透氣度直接受生產工藝的影響,通過控制顆粒級配、成型壓力和燒成制度可控制材料的透氣度。對于致密定形耐火制品的透氣度,按照國家標準GB/T3000—1999進行測定。測定方法為:檢測在三個不同的壓差下,干燥空氣或氮氣流過規定尺寸試樣兩端面的流量。
密度與強度反應耐火材料產品的質量與制程的穩定程度是非常可靠的特征。但對耐火材料而言,密度大與常溫強度高未必反映質量的絕對精良。如玻璃質含量高密度大常溫壓碎強度高,但經高溫燒制的耐火磚的高溫強度差。一般言之,密度大高溫強度高,明確的反應質量精良。密度上升,孔隙率下降,強度隨之上升。耐火材料的孔隙率一般在10~30%。
普通粘土耐火磚 一般為1.8~2.0g/cm3 ,致密粘土耐火磚 一般為2.05~2.20g/cm3 ,高致密粘土耐火磚 一般為2.25~2.30g/cm3 ,硅磚 一般為1.80~1.95g/cm3 ,鎂磚 一般為2.60~2.70g/cm3 ,鋁鎂碳磚 一般為2.90~3.00g/cm3 。反映出材料的致密性氣孔率。比如相同標號的粘土磚,密度越高說明磚的致密性高,氣孔率低,相對來說質量好一點。