粘土砖:颜色来源-含铁杂质
氧化铝含量:通常为 30% - 48%。
主要成分:除了Al₂O₃,其主要成分是SiO₂(二氧化硅),并含有大量的杂质,如Fe₂O₃(氧化铁)、TiO₂(氧化钛)、K₂O(氧化钾)、Na₂O(氧化钠)等。
颜色成因:
Fe₂O₃是主要的着色剂。在氧化气氛下煅烧后,它会呈现出黄色、棕红色或黄褐色。
杂质含量越高,颜色通常越深。所以普通的粘土砖通常呈现出我们熟悉的浅黄色或黄褐色。
高铝砖:颜色变浅-杂质减少,刚玉相增多
氧化铝含量:通常为 48% - 70%,甚至更高(如75%、80%)。
主要成分:主要矿物相是莫来石 和刚玉。随着Al₂O₃含量增加,刚玉相增多。
颜色成因:
由于使用的是更高品位的铝矾土原料,其内部的Fe₂O₃等杂质含量相对较低。
主要的物相莫来石和刚玉本身都是白色或无色的。
因此,高铝砖的颜色会比粘土砖浅得多,通常呈现灰白色、淡黄色或象牙白。其色泽的深浅仍然取决于残余杂质的多少。
刚玉砖:颜色最白-高纯度
氧化铝含量:通常>90%,高的可达99%以上。
主要成分:几乎全部为α-Al₂O₃(刚玉)。
颜色成因:
使用高纯度的工业氧化铝或优质铝矾土经过深度提纯和煅烧。
杂质含量极低,尤其是Fe₂O₃含量被严格控制。
因此,刚玉砖通常呈现出白色或非常浅的淡黄色,结构非常致密。
影响颜色的其他关键因素
除了铝含量,以下几点也会显著影响耐火砖的最终颜色:
原料的纯度:这是最根本的因素。即使是同一类型的砖,使用不同产地的原料,因杂质含量不同,颜色也会有差异。
烧结气氛:
氧化气氛:如前述,铁元素呈三价铁(Fe³⁺),颜色为黄、红、褐。
还原气氛:铁元素被还原成二价铁(Fe²⁺),颜色会偏青、灰甚至黑色。这就是为什么有些耐火砖看起来发青、发灰。
添加物:有时为了改善某项性能,会特意加入一些添加剂,这也会改变颜色。例如,加入铬英石会发绿,加入铬矿会发黑。
烧成温度:烧成温度不足,砖体会发暗,颜色不纯正;烧成温度合适,颜色则均匀纯正。
总结与实用意义
| 砖种 | Al₂O₃ 含量 | 主要物相 | 典型颜色 | 颜色成因 |
|---|
| 粘土砖 | 30%-48% | 莫来石、方石英 | 浅黄、黄褐 | Fe₂O₃等杂质含量高 |
| 高铝砖 | 48%-70%+ | 莫来石、刚玉 | 灰白、象牙白 | 杂质减少,刚玉/莫来石相增多 |
| 刚玉砖 | >90% | 刚玉 | 白色、淡黄色 | 纯度极高,杂质极少 |
在现场,有经验的工程师和技术工人可以通过观察耐火砖的颜色、质地和断口,对其种类、铝含量范围和整体质量有一个快速的初步判断。
看到黄褐色的砖,基本可以判断是普通的粘土砖,铝含量较低,耐火度和性能一般。
看到灰白色的砖,很可能是高铝砖,铝含量较高,性能优于粘土砖。
看到洁白色的砖,极有可能是刚玉砖或其它高纯度砖,具有极高的耐火度和抗侵蚀性。
当然,这种目测方法是初步的,精确的化学成分和物理性能还需要依靠实验室分析。但对于日常的仓储管理、施工检查和故障初步分析来说,这是一个非常有价值的技能。