*Tính chất cường độ xây dựng ở nhiệt độ cao.

  Quá trình thay đổi cường độ của sản phẩm chịu lửa khi nâng dần đến nhiệt độ làm việc, có liên quan trực tiếp đến chất lượng phục vụ của nó trong các lò công nghiệp. Khi nâng cao nhiệt độ, nói chung cường độ cơ học của vật liệu chịu lửa giảm. Nguyên nhân do sự suy yếu các lực liên kết bên trong tinh thể do sự chuyển động nhiệt của các nguyên tử, phân tử của chúng. Khi nhiệt độ lên đến 1100oC ÷ 1200oC, trong vật liệu bắt đầu xuất hiện biến dạng dẻo và mất dần tính dòn ở nhiệt độ thường. Vì vậy quá trình phá hủy vật liệu ở nhiệt độ nào đó phụ thuộc vào mức độ biến dạng dẻo bên trong vật liệu ở tại nhiệt độ đó. Tất nhiên cường độ cơ học của vật liệu ở nhiệt độ cao có liên quan chặt chẽ có liên quan chặt chẽ đến các quá trình hóa lý xảy ra trong chúng. Trị số các dạng ứng suất phá hủy vật liệu ở các nhiệt độ khác nhau cũng rất khác nhau. Để biết được quy luật biến đổi cường độ cơ học của vật liệu ở nhiệt độ cao người ta tiến hành xác định mối quan hệ phụ thuộc của của tính chất đàn hồi và tính chất cơ học của vật liệu vào nhiệt độ. Ví dụ như xác định sự thay đổi độ bền uốn của sản phẩm theo nhiệt độ. Với các loại vật liệu chịu lửa khác nhau, mối quan hệ phụ thuộc của cường độ cơ học vào nhiệt độ cũng rất khác nhau. Ở một số sản phẩm trong thành phần của chúng có chứa pha thủy tinh hay các cấu tử hình thành loại pha này ở nhiệt độ cao thì sự thay đổi cường độ cơ học của nó có thể đạt giá trị cực đại khoảng 1000 ÷2000 oC. điều này có thể được giải thích do sự hạ thấp độ nhớt của pha thủy tinh dẫn đến làm tang tính dẻo của vật liệu và giảm dần khuynh hướng phá hủy dòn sản phẩm. Sự có mặt của pha thủy tinh lúc này cũng tạo ra khả năng “ hàn gắn các vế nứt tế vi hình thành sau khi nung ở bề mặt phân chia giữa các hạt làm tăng khả năng liên kết của chúng.

  * Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng

Một trong những tính chất quan trọng của vật liệu chịu lửa là khả năng chống lại đồng thời tác dụng của nhiệt độ cao vào tải trọng cơ học. Tính chất này được đặc trưng bằng nhiệt độ gây ra sự biến dạng của mẫu bị nén dưới tải trọng tĩnh ổn định 2KG/ cm2, được gọi là nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng.

   Thực tế tải trọng tác dụng lên vật liệu chịu lửa ở các tường đứng của các lò nung công nghiệp thường nhỏ hơn tải trọng kiểm tra rất nhiều và chỉ trong những trường hợp cá biệt mới đạt đến 0,5 ÷ 1 KG/cm2.

   Khi đốt nóng một phía, tải trọng tác dụng lên phần có nhiệt độ thấp sẽ lớn hơn phần bị đốt nóng nó nhiệt độ cao của lớp lót. Tuy nhiên trong các lò vòm hay các phần trụ, bệ đỡ chịu lực, nhất là khi đốt nóng tất cả các mặt, hiện tượng mềm của vật liệu chịu lửa là một phần nguyên nhân phá hủy chúng. Nhiệt độ biến dạng của sản phẩm chịu lửa có ý nghĩa lớn khi sử dụng xây các chỗ chịu lực đẩy của vòm lò, trong các lò nung và buồng đốt nhiệt độ cao như ở lò Mác Tanh. Sự biến thiên mềm ở những phần dưới của vòm chịu tải trọng chính khi nung nóng là nguyên nhân làm võng, biến dạng và phá hủy vòm lò.

   Lớp gạch chịu lửa còn bị phá hoại do tác dụng hóa học của xỉ tro nhiên liệu, bụi quặng, hơi và khí. Xỉ ăn mòn gạch chịu lửa làm thay đổi thành phần khoáng hóa của chúng, tăng lượng pha thủy tinh dễ chảy, do đó làm hạ thấp cường độ xây dựng của vật liệu ở nhiệt độ cao.

  Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng là một chỉ tiêu rất quan trọng. Nó đặc trưng cho cường độ xây dựng của sản phẩm trong một giới hạn nhiệt độ mà ở đó có tải trọng cơ học. Vì vậy chỉ tiêu này phản ánh đúng đắn khả năng sử dụng sản phẩm trong điều kiện cụ thể của lò công nghiệp.

   Để xác định nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng người ta cắt mẫu sản phẩm thành hình trụ có đường kính 36mm, chiều cao 50mm. Mẫu này được đặt trong là điện cripton và luôn luôn chịu tải trọng không đổi 2 KG/cm2, cạnh lò là hệ thống cơ học tự ghi sự biến dạng của mẫu theo nhiệt độ. Tốc độ nâng nhiệt độ khoảng 4÷5 oC/phút. Quá trình đốt nóng sẽ xác định được 3 nhiệt độ biến dạng:

     - Nhiệt độ bắt đầu biến dạng (BD)(ứng với độ lún của mẫu là 0,3mm)

     - Nhiệt độ biến dạng 4%(độ lún là 2mm)

     - Nhiệt độ kết thúc biến dạng hay gọi là nhiệt độ phá hủy khi mẫu biến dạng 40% (ứng với độ lún của mẫu là 20mm)

   Phương pháp này còn mang tính chất định tính và độ chính xác không cao, bởi vì: việc đo mức độ biến dạng của mẫu trong điều kiện tăng nhiệt độ liên tục làm mẫu không được đốt nóng đồng đều theo toàn bộ chiều dày của nó. Vì vậy nhiệt độ trung bình của mẫu bao giờ cũng thấp hơn nhiệt độ của không gian lò. Mặt khác trong quá trình nâng nhiệt độ, trong sản phẩm mẫu có thể biến đổi cấu trúc, xảy ra co phụ…. Làm giảm chiều cao của mẫu hay tăng thể tích làm tăng chiều cao mẫu, trong khi đó hệ thống thiết bị chỉ đo được sự biến dạng không đàn hồi của mẫu. Do đó kết quả đo không phản ánh chính xác mức độ biến dạng của vật liệu khi nung. Ngoài ra phương pháp này không thể đánh giá được vận tốc biến dạng sản phẩm ở nhiệt độ này hay khác hay biểu diễn kết quả thử tính chất này thành một công thức thông qua các biến dạng phức tạp khác như uốn , kéo, xoắn… Tuy vậy hiện nay nó vẫn là phương pháp phổ biến nhất.

  Nhiệt độ biến dạng của vật liệu chịu lửa chủ yếu phụ thuộc vào thành phần khoáng hóa, nghĩa là vào sự có mặt của pha tinh thể này hay khác, vào đặc tính cấu trúc cũng như tỷ lệ giữa lượng pha tinh thể và pha thủy tinh(vô định hình), vào độ nhớt của pha lỏng tạo ra khi nóng chảy pha thủy tinh và pha tinh thể dễ chảy. Thành phần hạt, cấu trúc của sản phẩm cũng có giá trị lớn. sản phẩm đặc chắc bao giờ cũng có nhiệt độ bắt đầu biến dạng cao hơn. Nhưng cần chú ý rằng: cấu trúc của sản phẩm không có ảnh hưởng gì đến nhiệt độ kết thúc biến dạng.

   Nhiệt độ biến dạng của sản phẩm chịu lửa đi từ các ooxxyt tinh khiết thường gần nhiệt độ nóng chảy của nó bởi vì trong thành phần pha của sản phẩm, lượng pha thủy tinh hầu như không có hoặc chỉ tồn tại rất ít. Khi các pha tinh thể chủ yếu bắt đầu hóa mềm và biến dạng dẻo(sắp nóng chảy) thì sản phẩm mới bắt đầu bị biến dạng. ở các sản phẩm chịu lửa thông thường khác đều chưa một lượng tạp chất khs lớn nên ở nhiệt độ cao lượng pha lỏng tạo ra khá nhiều và làm giảm khá lớn nhiệt độ biến dạng của sản phẩm. lượng pha lỏng tạo ra càng nhiều, độ nhớ của nó càng nhỏ thì mức chênh lệch giữa nhiệt độ biến dạng và nhiệt độ chịu lửa càng lớn. lúc này đặc tính cấu trúc của phần tinh thể trong sản phẩm có anh hưởng khá lớn đến nhiệt độ biến dạng. cấu trúc của bộ xương tinh thể càng chặt chẽ, vững chắc thì nhiệt độ biến dạng của sản phẩm càng cao tức là ảnh hưởng  có hại của pha lỏng gây ra càng ít. Ví dụ như sản phẩm đi nát có cấu trúc mạng lưới tinh thể tridimitcoongf chéo đan xen nhau chặt chẽ nên làm cho nhiệt độ biến dạng cao xấp xỉ nhiệt độ chịu lửa của nó( chỉ kém 50 ÷70oC), mặc dù lượng pha thủy tinh dễ chảy chiếm khoảng 10-15%. Mặt khác độ nhớt của pha lỏng nóng chảy này ở nhiệt độ cao cũng khá lớn, cùng với cấu trúc khung tinh thể tridimit chặt chẽ nên sản phẩm ddinat chỉ bị phá hủy khi tridimit bắt đầu nóng chảy ở 1650÷1670oC. ở nhiệt độ này tốc độ phá hủy sản phẩm rất nhanh(khoảng chênh lệnh giữa nhiệt độ BĐ và kết thúc biến dạng chỉ từ 10 đến 15oC, đường cong biến dạng gần như dốc thẳng đứng). còn với các sản phẩm sa mốt thì sự biến dạng có những điểm khác biết khi tăng nhiệt độ. Sản phảm này chứa gần 50% mulit (3Al2O3.2SiO2­) chịu lửa cao, nhưng không tạo thành khung tinh thể bền vững. phần còn lại là pha thủy tinh silic có độ nhớt cao. Khi tăng nhiệt độ khối thủy tinh mềm ra, dần dần hạ thấp độ nhớt làm sản phẩm biến dạng từ từ. Mẫu thí nghiệm không bị phá hủy ngay mà bị phình theo hình tang trống. Khoảng biến dạng ở sản phẩm này từ 150 ÷200oC.

     Người ta quy ước chọn nhiệt độ làm việc tới hạn của vật liệu chịu lửa nằm giữa nhiệt độ bắt đầu biến dạng (BĐ) và nhiệt độ biến dạng 4%. Tuy nhiên phải lưu ý đến độ bền lâu dài của sản phẩm ở nhiệt độ sử dụng.