气孔率(porosity)

耐火制品所含气孔体积与制品总体积的百分比。耐火制品中的气孔分为两类：封闭在制品中不与外界相通的气孔称闭口气孔；与外界相通，能为流体填充的气孔称开口气孔。在开口气孔中，贯穿制品两面，能为流体通过的气孔又称贯通气孔。开口气孔体积与制品总体积之比称为开口气孔率，常称显气孔率，记作pa，闭口气孔体积与制品总体积之比称为闭口气孔率，记作pc；总气孔体积与制品总体积之比称为真气孔率，记作pt。三者的关系为：pt=pa+pc。除熔铸制品、沥青结合或浸渍制品和部分隔热耐火制品外，一般耐火制品中的气孔绝大多数是开口气孔。又因为闭口气孔体积难于直接测定，制品的气孔率指标通常用显气孔率表示。耐火制品的显气孔率可以小到接近零或大到80％。一般致密制品的显气孔率在10％～28％，小于15％的称低气孔率制品。隔热材料的真气孔率大于45％。

气孔率是多数耐火材料的基本技术指标。它的大小几乎影响耐火制品的所有性能，特别是强度、热导率、抗渣性和抗热震性。气孔率增大，强度下降，这不仅是由于固体截面积减小而导致实际应力增大，更主要的是气孔为材料中的缺陷，会引起应力集中而使强度下降。粗大气孔的影响更为显著。空气本身热导率极低，气孔率增大能显著降低热导率。大气孔率使渣对制品的渗透增加，或在含碳耐火材料中使碳素的氧化加剧，而使材料的抗渣性显著降低。由于气孔率对强度、断裂功、热导率、线膨胀系数、弹性模量等的复杂影响，而使其对抗热震性的影响也较为复杂。多数制品气孔率在某一范围时的抗热震性为最佳。降低气孔率对提高耐火材料的荷重软化温度，高温蠕变性也是有利的。

耐火制品中的气孔是由原料本身带入和在成型、干燥及烧成过程中形成的。它分布在颗粒、基质中及颗粒与基质之间。不同的耐火材料对气孔率的大小有一定的要求。生产低气孔率的致密制品，首要条件是选用低气孔率的原料。按照最紧密堆积原理，采用合理的颗粒级配，合理使用结合剂，充分均匀混练，高压成型和适当提高烧成温度和延长保温时间都是致密耐火材料生产中降低气孔率的重要措施。在致密浇注料生产中，配料中添加超细粉和分散剂，可以形成更紧密的堆积，而获得低气孔率的制品。要求高气孔率的隔热耐火制品生产中，则采用隔热材料原料，化学发泡或在配料中加入可燃物烧后产生气孔而增多气孔。

在中国标准(GB2997)和国际标准(ISO5017)中，致密耐火制品显气孔率测定方法是，用体积为50～200cm。的立方体或圆柱体试样。先称量干试样质量，然后让试样在容器中抽真空，再加入液体充分饱和试样，称量饱和试样在空气中的质量和饱和试样的表观质量(系指饱和试样完全淹没在浸液中时，饱和试祥的质量减去被排除的液体质量，测定时为称量饱和试样悬挂在液体中的质量)。显气孔率户。按下式计算：

式中m1为干燥试样的质量；m2为饱和试样的表观质量；m3为饱和试样在空气中的质量。该方法能同时测定吸水率和体积密度。在已知材料真密度时，真气孔率按下式计算：

式中Dt为真密度；Db为体积密度。闭口气孔率pc=pt—pa，％。另外，饱和试样也可以通过在液体中的长时间煮沸的方法来制作，但已很少使用。中国标准(GB2998)和国际标准(ISO2477)中规定，对于高气孔率的定形隔热耐火制品，采用体积不小于150cm3，棱长或直径最短不小于，50mm的长方体或圆柱体试样，用精确测量其质量和尺寸的方法，计算体积密度，在已知真密度下，计算真气孔率。