碱性耐火材料是用于水泥回转窑烧成带和过渡带的关键性耐火材料。回转窑在运行过程中，耐火材料会受到各种热应力、机械应力的作用(如砖块之间因热膨胀受限产生的挤压、筒体变形对砖产生的挤压，以及砖和窑筒体之间产生的摩擦)发生损坏。为深入了解水泥窑用碱性耐火材料的高温力学性能，郑州大学的研究人员对水泥工业常用的直接结合镁铬砖、镁铝尖晶石砖和白云石砖在不同温度下进行扭转试验涉及的应力-应变关系、刚性模量、抗剪强度等力学性能进行了系统研究。
本试验所采用材料的化学组成与物理性能如表1所示。
表1 试样的理化性能指标

    高温扭转试验试样有两种:一种是简单试样，为200 mm×15 mm×15 mm的长方形条状；另一种是标准试样，为200 mm×15 mm×15 mm长方形条状，试样中部截面尺寸减小到10 mm×10 mm。试验仪器为NZY－01P型高温扭转试验仪。
    刚性模量试验在NZY－01P型高温扭转试验仪上进行，采用简单试样。分别在20、200、400、600、800、1 000、1 200、1 250、1 300和1 350℃下对各试样进行扭转应力-应变试验，绘制应力-应变曲线，找出各试样的塑性变形开始温度和塑性流动开始温度；根据应力-应变试验数据计算各试样在上述不同温度下的刚性模量，并绘制刚性模量-温度曲线，同时找出各试样的刚性模量转折温度。
    抗剪强度试验在NZY－01P型高温扭转试验仪上进行，采用标准试样。为了保证增加应力的均衡性，采用加水法来传送扭转应力；原来加重盘用加水桶代替，用流量计控制流速.分别升温到20、200、400、600、800、1 000、1 200、1 250、1 300和1 350 ℃并保温足够长时间。温度升到预定温度，恒定10min后，打开水流开关并调节流速，开始试验。试样扭断时，水流即中断。根据试样尺寸，水流速度和时间以及偏转角度，计算抗剪强度。
    结果显示：(1)白云石砖、镁铝尖晶石砖和直接结合镁铬砖的塑性变形开始温度分别为600、800和800℃；在发生急剧流动的温度范围内(1 250~1 350 ℃)，流动量的大小顺序为：白云石砖＞镁铝尖晶石砖＞直接结合镁铬砖。(2)3种砖的刚性模量-温度曲线均为I型曲线，刚性模量由大到小的顺序为:白云石砖>镁铝尖晶石砖>直接结合镁铬砖。(3)3种砖的抗剪强度-温度曲线与刚性模量-温度曲线相似，抗剪强度由大到小的顺序为：白云石砖>镁铝尖晶石砖>直接结合镁铬砖。
（摘编自《郑州大学学报(工学版)》2011，№1）