耐火泥漿 第9部分：常溫抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法-編制說(shuō)明

《耐火泥漿第9部分：常溫抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法》

編制說(shuō)明

一、任務(wù)來(lái)源

根據(jù)國(guó)標(biāo)委[2021]41號(hào)文件“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2021年第四批推薦性國(guó)家

標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃通知”以及全國(guó)耐火材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)[2022]24號(hào)文《關(guān)

于轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》，《耐火泥漿第9部分：常溫抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法》

已列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃，計(jì)劃編號(hào)為20214939-T-469。該標(biāo)準(zhǔn)由武漢科技大學(xué)、中冶武漢冶

金建筑研究院有限公司、寶武裝備智能科技有限公司、中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料研究院有限公司、

浙江自立新材料股份有限公司、浙江榮星新材料科技有限公司、宜興摩根熱陶瓷有限公司、湖

北省耐火材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站等單位負(fù)責(zé)起草，由全國(guó)耐火材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。

二、主要工作過(guò)程

2.1預(yù)研階段（項(xiàng)目前期的調(diào)研）

根據(jù)耐標(biāo)委下達(dá)的任務(wù)文件，由武漢科技大學(xué)負(fù)責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。接到任務(wù)會(huì)后成立

了標(biāo)準(zhǔn)制定工作組，工作組成員單位包括中冶武漢冶金建筑研究院有限公司、寶武裝備智能科

技有限公司、中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料研究院有限公司、浙江自立新材料股份有限公司、浙江榮

星新材料科技有限公司、宜興摩根熱陶瓷有限公司、湖北省耐火材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站。隨

后，明確了工作組成員的分工、工作內(nèi)容和工作計(jì)劃。工作組對(duì)涉及到耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度

測(cè)試的文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法等資料進(jìn)行收集、匯總和分析。了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)、技

術(shù)指標(biāo)設(shè)置和試驗(yàn)方法。

2.2征求意見(jiàn)稿和編制說(shuō)明的確定

基于調(diào)研和預(yù)備試驗(yàn)，在試驗(yàn)方案確定后，通過(guò)試驗(yàn)研究了試樣尺寸、加載速率、泥漿厚

度和烘干制度等技術(shù)參數(shù)對(duì)耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果的影響。同時(shí)，也考察了不同溫度

燒結(jié)后黏土泥漿、硅質(zhì)泥漿及鎂質(zhì)火泥的抗剪粘接強(qiáng)度?；谠囼?yàn)研究結(jié)果分析，按照GB/T

1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》于2023年2月起草完

成了《耐火泥漿第9部分：常溫抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿與對(duì)應(yīng)的編制

說(shuō)明。

2

三、標(biāo)準(zhǔn)概述及修訂標(biāo)準(zhǔn)原則

3.1標(biāo)準(zhǔn)的編制意義

耐火泥漿是用于定形耐火制品砌筑高溫窯爐過(guò)程中的接縫材料，其一方面通過(guò)其可塑性能

在一定程度上調(diào)整耐火制品本身的尺寸公差，保證砌體整體尺寸準(zhǔn)確性，同時(shí)還能起到很好的

粘接作用，維持砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體密封性。耐火泥漿不可避免地受到耐火制品自重產(chǎn)生

的壓應(yīng)力作用，而且在外力作用下耐火制品間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，耐火泥漿還會(huì)受到剪切應(yīng)

力的作用。如果剪切應(yīng)力超過(guò)了耐火泥漿與耐火制品之間的粘接強(qiáng)度，則砌體結(jié)構(gòu)會(huì)受到破壞

而影響窯爐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。除此之外，耐火泥漿在砌筑后沒(méi)有被燒結(jié)前，其泥漿抗剪

強(qiáng)度遠(yuǎn)低于耐火泥漿與耐火制品之間的粘接強(qiáng)度，此時(shí)正是耐火砌筑體最危險(xiǎn)的時(shí)刻。因此，

測(cè)定并掌握耐火泥漿與耐火制品經(jīng)不同溫度燒結(jié)后的抗剪粘接強(qiáng)度，以及耐火砌筑體在升溫烘

烤階段必須嚴(yán)密監(jiān)測(cè)耐火砌筑體的狀態(tài)，對(duì)指導(dǎo)選用合適的耐火泥漿用于砌筑耐火制品，從而

保證窯爐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和后期使用過(guò)程的安全都具有重要意義。

經(jīng)前期調(diào)研與檢索，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)組織ISO、ASTM、EN及DIN等均沒(méi)有針對(duì)耐火泥漿抗剪

粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)目前也沒(méi)有適用于耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度測(cè)試的方法標(biāo)準(zhǔn)。為

此，項(xiàng)目組擬制定用以耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法，為耐火泥漿新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、應(yīng)用

及高溫窯爐整體穩(wěn)定性和安全性評(píng)估提供技術(shù)支持與數(shù)據(jù)參考。

3.2標(biāo)準(zhǔn)編制的原則

1)制定標(biāo)準(zhǔn)的目的是規(guī)范檢驗(yàn)方法，耐火材料的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要服務(wù)于檢測(cè)機(jī)構(gòu)、耐火材

料生產(chǎn)方和使用方，因此準(zhǔn)確、規(guī)范、使用、發(fā)展是本標(biāo)準(zhǔn)編制的原則。

2)測(cè)試方法盡可能采用已采標(biāo)的國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中通用的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，以體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的

統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。

3)本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第一部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草

規(guī)則》的規(guī)定進(jìn)行編寫。

4)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了技術(shù)參數(shù)的試驗(yàn)確認(rèn)，基于我國(guó)耐火材料現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀及標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)用習(xí)慣等進(jìn)行編制。

四、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容說(shuō)明

4.1標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍

3

本文件規(guī)定了在室溫下測(cè)定耐火泥漿常溫抗剪粘接強(qiáng)度的術(shù)語(yǔ)和定義、原理、設(shè)備、取樣、

試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)報(bào)告。

4.2試驗(yàn)方法原理

用耐火泥漿將耐火磚試塊粘接制成規(guī)定尺寸的試件，經(jīng)干燥或燒成后，于室溫下，以規(guī)定

的加荷速率對(duì)試件的耐火泥漿粘接面施加剪切應(yīng)力直至破壞，耐火泥漿粘接面所能承受的最大

剪切應(yīng)力，即耐火泥漿的抗剪粘接強(qiáng)度。

4.3加載裝置

在本標(biāo)準(zhǔn)中，加載裝置是固定泥漿粘接而成的試件并將試驗(yàn)機(jī)載荷傳遞給耐火泥漿粘接面

的必備輔助裝置。加載裝置由底座、鎖緊裝置和壓頭組成，能將試驗(yàn)機(jī)載荷轉(zhuǎn)化為對(duì)耐火泥漿

粘接面的剪切應(yīng)力，應(yīng)能對(duì)試件進(jìn)行固定約束，具體見(jiàn)圖1所示。

1試塊2底座3鎖緊裝置4壓頭

圖1加載裝置示意圖

4.4標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容試驗(yàn)研究

4.4.1耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方案可行性分析

根據(jù)耐火泥漿在實(shí)際使用條件下與耐火磚之間的位置關(guān)系，在前期文獻(xiàn)調(diào)研過(guò)程中，重點(diǎn)

查閱了國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織是否有現(xiàn)行有效的適用于耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也擴(kuò)展到

了相關(guān)學(xué)術(shù)論文等數(shù)據(jù)庫(kù)。在調(diào)研過(guò)程中，為了參考類似的耐火磚-耐火泥漿-耐火磚三層夾層

結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度測(cè)試方法，查閱的關(guān)鍵詞弱化了耐火泥漿的限制，而把重點(diǎn)聚焦在抗剪強(qiáng)度測(cè)試

方法上，現(xiàn)將前期的調(diào)研結(jié)果概況如下。

4

（1）適用于耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度測(cè)試方法情況

針對(duì)耐火泥漿粘接抗剪強(qiáng)度的測(cè)定，中華人民共和國(guó)黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)曾經(jīng)發(fā)布過(guò)《YB

／T5124-93耐火泥漿冷態(tài)抗剪粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法》，其方法為將耐火磚切割成L形并通過(guò)耐

火泥漿粘結(jié)成試件，通過(guò)對(duì)試件上下加壓測(cè)定耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度（見(jiàn)圖2）。

圖2L形試件示意圖

但在實(shí)際操作中，本方法存在如下問(wèn)題：首先，粘接面不是原磚面而是切割面，不符合實(shí)

際使用狀況；其次，圖2所示的L形試樣的切割加工較為困難，粘接面之間的平行度、粘接

面與底面之間的垂直度均難以保證。以上問(wèn)題導(dǎo)致本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際可操作性較差?；谏鲜鲈?，

本標(biāo)準(zhǔn)已于2011年廢止。

2011年11月日本京都耐火材料聯(lián)合國(guó)際會(huì)議中，J.Brulin等提出了一種適應(yīng)于耐火泥漿

與耐火磚粘接強(qiáng)度測(cè)試的新方法：切割出兩個(gè)具有相同斜角的耐火磚試塊，用耐火泥漿將其粘

接成試件再施加載荷測(cè)定耐火泥漿的粘接強(qiáng)度（見(jiàn)圖3）。

圖3斜面試件示意圖

本方法在學(xué)術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用有一定的普及，但是在標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域卻一直沒(méi)有形成測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)。

主要是由于本方法也存在一些制約推廣應(yīng)用的缺點(diǎn)。例如，不僅兩個(gè)斜面形試樣加工較難，同

時(shí)也非原磚面，與實(shí)際工況差異明顯；另外，測(cè)試后計(jì)算結(jié)果需要準(zhǔn)確測(cè)量斜面試樣的夾角，

這一參數(shù)本來(lái)就難以保障兩個(gè)試件的一致性，同時(shí)該方法還對(duì)耐火泥漿粘接面額外附加了壓應(yīng)

力載荷，這個(gè)附加載荷的大小與試件的角度有密切關(guān)系。概括而言，這種方法不僅操作復(fù)雜，

5

難度高，而且結(jié)果還受到不確定因素的影響。以上原因也導(dǎo)致本方法也未能形成標(biāo)準(zhǔn)并廣泛推

廣。

（2）其他領(lǐng)域材料抗剪粘接強(qiáng)度測(cè)試方法

YutaiKatoh等人發(fā)表于JournalofNuclearMaterials上的論文“Radiation-tolerantjoining

technologiesforsiliconcarbideceramicsandcomposites”中對(duì)現(xiàn)行適用于陶瓷材料之間進(jìn)行粘接

強(qiáng)度測(cè)試的方法進(jìn)行概括，具體如表1所示。方法1采用短梁彎曲法對(duì)聚合物基復(fù)合材料及其

層壓材料之間的粘接強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，需要兩種不同材料之間具有足夠大的模量與強(qiáng)度比值。本

方法明確指出適用于聚合物基復(fù)合材料及其層壓材料，顯然與耐火材料與耐火泥漿的砌筑體之

間存在顯著差異。方法5中的斜剪切方法實(shí)際上是與圖3所示耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度的斜面法

是相同的，以上方法應(yīng)用于耐火材料領(lǐng)域所存在的問(wèn)題不再贅述。方法6不僅需要特殊的夾具，

另外其實(shí)心或圓管狀試樣的加工要求對(duì)于耐火材料的制備及保持一定的同軸線和平整度要求

來(lái)說(shuō)都是比較困難的。方法7雖然具有粘接面是純剪切應(yīng)力的顯著優(yōu)點(diǎn)，且試件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易加

工，但是卻對(duì)基體材料的強(qiáng)度具有非常高的要求。一般的耐火材料無(wú)法滿足。

反觀其他的四種方法單邊偏移搭接、雙邊偏移搭接、雙缺口剪切及約西佩斯庫(kù)剪切均對(duì)材

料的性能（特別是力學(xué)性能，基體及粘接材料的性能）、試樣夾具及特性沒(méi)有要求，適應(yīng)性相

對(duì)于其他4種方法要廣。所以，方法4雙缺口剪切法曾經(jīng)在一段時(shí)間內(nèi)作為耐火材料的行業(yè)標(biāo)

準(zhǔn)即YB/T5124-93耐火泥漿冷態(tài)抗剪粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法（圖2所示）使用，而該方法也存在

粘接面不是原磚面及試樣加工難度高等缺點(diǎn)而廢止。方法8中的約西佩斯庫(kù)剪切法，實(shí)際上對(duì)

耐火材料來(lái)說(shuō)也是一個(gè)較難實(shí)現(xiàn)的方法。因?yàn)槠鋬蓚€(gè)試塊均需固定約束，且要保證粘接面的相

互平行及同軸度，對(duì)試件的制備操作要求很高。由此來(lái)看，單邊偏移搭接、雙邊偏移搭接則是

最有可能適用于耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度的方法。

為此，標(biāo)準(zhǔn)編制組對(duì)以上兩種方法的可行性進(jìn)行了試驗(yàn)研究?；谀突鹉酀{在應(yīng)用條件下

的實(shí)際情況，工作組認(rèn)為新制定的耐火泥漿抗剪粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的原則：

（1）保證耐火磚的原磚面作為粘結(jié)面，以盡可能接近實(shí)際使用環(huán)境；（2）制樣，包括粘接試

件用的試塊和試件的粘接操作，都應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單易行；（3）測(cè)試結(jié)果應(yīng)穩(wěn)定性好。

表1相關(guān)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法技術(shù)特點(diǎn)

標(biāo)準(zhǔn)

序號(hào)測(cè)試方法試件結(jié)構(gòu)測(cè)試要求應(yīng)力類型標(biāo)準(zhǔn)名稱

引用案例

需要足夠大聚合物基復(fù)合材料及其層

ASTM

1短梁彎曲法的模量與強(qiáng)混合型壓材料短梁強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試

D2344

度比值驗(yàn)方法

6

混合型，存在通過(guò)壓縮載荷剪切粘合劑

2單邊偏移搭接/顯著的應(yīng)力ASTMD905粘結(jié)強(qiáng)度性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)

集中方法

混合型，存在

3雙邊偏移搭接/顯著的應(yīng)力/

集中

混合型，存在

ASTM增強(qiáng)塑料的平面剪切強(qiáng)度

4雙缺口剪切/顯著的應(yīng)力

D3846的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

集中

層壓板拉伸試驗(yàn)法測(cè)定聚

ASTM合物基質(zhì)合成材料平面內(nèi)

/D3518剪切應(yīng)力反應(yīng)性的標(biāo)準(zhǔn)試

5斜剪切需要?jiǎng)傂灾Щ旌闲虯STM驗(yàn)法

架夾具D4255軌道剪切法測(cè)定聚合母體

組合材料平面剪切特性的

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

航空航天玻璃夾層材料剪

切強(qiáng)度和剪切模量的標(biāo)準(zhǔn)

ASTMF1362

試驗(yàn)方法

扭轉(zhuǎn)剪切需要扭轉(zhuǎn)夾剪切，非均勻ASTM

6

（實(shí)心和管子）具剪切D5448

環(huán)形纏繞聚合物基復(fù)合材

料圓柱面內(nèi)剪切性能的標(biāo)

準(zhǔn)試驗(yàn)方法

需要強(qiáng)度很

不對(duì)稱ASTMC環(huán)境溫度下高級(jí)陶瓷接頭

7高的基體材剪切

四點(diǎn)彎曲法1469剪切強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

料

ASTM用V形切口梁法測(cè)定復(fù)合

8約西佩斯庫(kù)剪切/剪切D5379材料剪切性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)

方法

第一種試驗(yàn)方法是基于雙面偏移搭接原理（即方法3），直接選用三塊標(biāo)準(zhǔn)耐火磚，設(shè)計(jì)

專用試樣模具使用固定壓力將其用耐火泥漿粘結(jié)成如表1中方法3所示的試件（后稱為“山”

形試件），控制泥漿厚度為2mm，測(cè)試時(shí)對(duì)中間磚施加垂直載荷（見(jiàn)圖4），直至耐火泥漿斷裂，

記錄最大載荷。該方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)自支撐，即不需要額外的輔助裝置（加載裝置）

來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的加載，這對(duì)于本方法的推廣應(yīng)用極為有利，而且對(duì)于隨后開(kāi)展高溫條件下的測(cè)

試也將是有利的設(shè)計(jì)。

7

圖4山形試件及受力分析示意圖

本試件的優(yōu)點(diǎn)是易于加工制備，粘接面可以方便地直接使用原磚面，并且載荷方向與粘接

面剪切受力方向高度重合，應(yīng)力場(chǎng)模擬也顯示本方法有助于使應(yīng)力平行并集中于粘結(jié)面，對(duì)粘

結(jié)面形成剪切作用，剝離或擠壓分力較少（圖4）。

圖5山形試件抗剪強(qiáng)度分布

但在試驗(yàn)過(guò)程中，“山”形試件也暴露出了致命的缺點(diǎn)：該形狀試件中的兩個(gè)粘接面很難同

時(shí)斷裂，也就是先后斷裂是普遍現(xiàn)象。所以在載荷-位移曲線上可以觀察到先后出現(xiàn)的兩個(gè)加

載峰，從而造成測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性不高，而且代表性也不好。

基于“山”形試件的測(cè)試結(jié)果，下一步優(yōu)化的方向是減少粘接面數(shù)量以提高測(cè)試過(guò)程和結(jié)果

的穩(wěn)定性。具體方案為試件由兩塊耐火磚組合成“Z”形，即表1所列的單邊偏移搭接試件。為

了便于推廣應(yīng)用，本標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中對(duì)單邊偏移搭接方案進(jìn)行了修改。采用一個(gè)簡(jiǎn)易的金屬夾

具夾持住試件中的一個(gè)試塊，見(jiàn)圖6所示。在上方對(duì)另外一個(gè)試樣進(jìn)行加載，垂直的載荷作用

于耐火泥漿粘接面上，形成剪切作用。由于粘接面減少，本試件的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性得到了提升，具

體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

8

圖6Z形試件示意圖

表2Z形試件測(cè)試結(jié)果與偏差

試樣編號(hào)12345678

抗剪強(qiáng)度，Mpa2.983.623.223.393.763.583.533.45

平均值，MPa3.44

偏差-0.460.18-0.22-0.050.320.140.090.01

偏差百分比-13.405.19-6.43-1.499.264.032.580.25

方差0.061

注：1300℃燒結(jié)后測(cè)試結(jié)果。

除了以上兩種方法外，為了驗(yàn)證上述方法所測(cè)試耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度結(jié)果，參考表1

中方法6（扭轉(zhuǎn)圓形截面剪切），考慮到耐火材料自身的脆性特征，嘗試了用兩個(gè)1/2標(biāo)磚作為

試樣粘接成的試件（見(jiàn)圖7所示），用金屬夾具夾持試件的兩端，對(duì)試件施加扭轉(zhuǎn)載荷以對(duì)耐

火泥漿施加剪切應(yīng)力，測(cè)試并記錄扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力。

圖7扭轉(zhuǎn)剪切試件示意圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用扭轉(zhuǎn)剪切的方法所測(cè)得的耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度結(jié)果穩(wěn)定性相對(duì)較好

（圖8，表3）。

9

圖8扭轉(zhuǎn)剪切試件抗剪強(qiáng)度分布

表3扭轉(zhuǎn)剪切試件測(cè)試結(jié)果與偏差

試樣編號(hào)123456

抗剪強(qiáng)度，MPa1.251.301.311.351.281.37

平均值1.31

偏差-0.06-0.010.000.04-0.030.06

偏差百分比-4.58-0.760.003.05-2.294.58

方差0.002

針對(duì)測(cè)試后耐火泥漿斷口形狀分析，發(fā)現(xiàn)其符合材料力學(xué)理論中的切應(yīng)力分布（圖9），

表明本試件采用的扭轉(zhuǎn)加荷法同心度良好，未出現(xiàn)泥漿層應(yīng)力集中，有助于提高數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。

圖9測(cè)試后泥漿斷口與切應(yīng)力分布示意圖

根據(jù)上述前期測(cè)試結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：Z形試件有助于克服山形試件兩個(gè)粘接面分

開(kāi)斷裂的缺點(diǎn)，可以在后續(xù)工作中針對(duì)試件形狀與夾持方式進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化；扭轉(zhuǎn)剪切試件的

數(shù)據(jù)偏差較小，需要專用設(shè)備且要求高，難以推廣。

4.4.2試驗(yàn)方法條件試驗(yàn)研究

試驗(yàn)用黏土磚及耐火泥漿組成如下表4所示。

10

表4試驗(yàn)用黏土磚及耐火泥漿成分，wt%

Al2O3SiO2TiO2Fe2O3CaOMgOK2ONa2OCLOI

黏土磚46.6146.971.882.80.610.460.980.15-.46

耐火泥漿63.8330.771.000.690.0710.230.130.0750.803.21

(1)試樣尺寸確定試驗(yàn)

為了確定適合于耐火泥漿粘接抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)用試樣的尺寸，基于標(biāo)準(zhǔn)耐火磚尺寸

230mm×114mm×65mm，分別加工制備了112mm×114mm×65mm、80mm×114mm×65mm及

112mm×55mm×65mm的試樣，用以粘接制備耐火泥漿抗剪強(qiáng)度測(cè)定用試樣。為了減小不同磚

之間性能差異對(duì)耐火泥漿粘接抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的影響，用從同一塊磚上加工制備的2個(gè)上述

不同尺寸試塊制備測(cè)試用試樣。試驗(yàn)共設(shè)計(jì)了4種不同尺寸的測(cè)試用試件，根據(jù)所用的試塊尺

寸，對(duì)應(yīng)標(biāo)記為標(biāo)準(zhǔn)磚（BZ）、1/2BZ、1/3BZ、1/4BZ。

耐火泥漿的制備依據(jù)GB/T22459.1-2022耐火泥漿第1部分：稠度試驗(yàn)方法（錐入度法）

進(jìn)行。取2kg如表1所示的干粉黏土質(zhì)泥漿，在攪拌機(jī)中加水?dāng)嚢柚辆鶆颉０碐B/T22459.1-2022

測(cè)定其稠度，控制其稠度在360-380mm之間即可。用塑料膜密封攪拌好的黏土質(zhì)泥漿靜置

30min，在使用前再攪拌不少于2min。本部分試驗(yàn)不考慮泥漿厚度的影響，統(tǒng)一控制所有試樣

的泥漿厚度為2mm。

制樣按照GB/T22459.3-2008耐火泥漿第3部分：粘結(jié)時(shí)間試驗(yàn)方法進(jìn)行。具體操作步

驟為先在一個(gè)試塊的粘接面上涂抹適量的黏土質(zhì)泥漿，用抹刀涂抹均勻。然后，在距離前后兩

端約10~15mm處放置2根直徑為3mm的不銹鋼棒。隨后，將另一個(gè)配對(duì)的試塊的粘接面放

置在泥漿上，稍用力壓緊至接觸不銹鋼棒。用手握住上面的一個(gè)試塊，沿不銹鋼棒可以滾動(dòng)的

方向來(lái)回搓揉至沒(méi)有明顯的泥漿流出。將流出的泥漿用抹刀刮去，調(diào)整兩個(gè)試塊的相對(duì)位置使

其邊緣平齊，放置于水平的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上約8~10min至泥漿有一定程度的硬化。抽出不銹鋼棒，必

要時(shí)對(duì)泥漿縫進(jìn)行修整。制備好試樣在室溫條件下，自然養(yǎng)護(hù)24h后，

在鼓風(fēng)干燥箱中按照GB/T22459.4中規(guī)定的程度進(jìn)行干燥，即65℃±5℃保溫4h，然后

升溫至110℃±5℃保溫12h。

加荷速率固定采用0.15MPa/s，不同尺寸的試樣至少測(cè)試5個(gè)，以其平均值作為最終結(jié)果。

11

圖10試樣尺寸與粘接抗剪粘接強(qiáng)度的關(guān)系

圖10給出了用不同尺寸的試塊制備的試樣的粘接抗剪強(qiáng)度。從圖10可以看出，用2塊標(biāo)

準(zhǔn)磚粘接制備的試樣所測(cè)得的耐火泥漿粘接抗剪強(qiáng)度最小，隨著所用試塊尺寸減小至1/2標(biāo)準(zhǔn)

磚及1/3標(biāo)準(zhǔn)磚，所測(cè)得的耐火泥漿粘接抗剪強(qiáng)度較高；而進(jìn)一步減小試塊尺寸至1/4標(biāo)準(zhǔn)磚

后，所測(cè)得的耐火泥漿粘接抗剪強(qiáng)度，則又有所減小。以上試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于耐火泥漿粘接

抗剪強(qiáng)度的測(cè)定，所用試樣的尺寸過(guò)大或過(guò)小都不合適，而采用1/2標(biāo)準(zhǔn)磚及1/3標(biāo)準(zhǔn)磚制備

的試樣較為適宜。

(2)烘干制度試驗(yàn)研究

為了通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證合理的干燥制度，設(shè)計(jì)了4組烘干實(shí)驗(yàn)對(duì)粘接好的試件進(jìn)行了干燥。具

體方案為：室溫-40℃，保溫24h，然后升溫至110℃保溫7h；室溫-60℃，保溫24h，然后升

溫至110℃保溫7h；室溫-80℃，保溫24h，然后升溫至110℃保溫7h；室溫-110℃，保溫7h。

在干燥過(guò)程中每隔1h稱量試件的質(zhì)量，直至試件質(zhì)量變化為0。干燥結(jié)束后，對(duì)試件的抗剪

強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，以驗(yàn)證烘干制度對(duì)耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度是否有影響，同時(shí)還對(duì)試驗(yàn)后耐火泥

漿斷面進(jìn)行觀察，是否出現(xiàn)光面或脫皮現(xiàn)象。

表5試件40℃×24h+110℃×7h干燥過(guò)程中失重，g

試樣編號(hào)

溫度時(shí)間

1#（2865.6g）2#（2793.6g）3#（2713.8g）

0-10h2.82.32.6

40℃11-24h1.91.81.8

0-24h4.74.14.4

40-110℃1℃/min，70min3.63.33.1

12

0-1h0.20.20.1

1-2h0.10.10.1

2-3h0.10.20.3

110℃3-4h0.10.10

4-5h0.100

5-6h000

6-7h000

表6試件60℃×24h+110℃×7h干燥過(guò)程中失重，g

試樣編號(hào)

溫度時(shí)間

1#（2756.2g）2#（2813.3g）3#（2844.7g）

0-10h3.63.63.9

60℃11-24h2.221.8

0-24h5.85.65.7

60-110℃1℃/min，50min0.20.10.2

0-1h0.300

1-2h000

2-3h0.20.10.2

110℃3-4h000

4-5h000

5-6h000

6-7h000

表7試件80℃×24h+110℃×6h干燥過(guò)程中失重，g

試樣編號(hào)

溫度時(shí)間

1#（2770.7g）2#（2776.3g）3#（2754g）

0-6h3.444

80℃

7-24h000

80-110℃1℃/min，30min000

0-1h000

1-2h000

2-3h000

110℃

3-4h000

4-5h000

5-6h000

表8試件110℃×7h干燥過(guò)程中失重，g

試樣編號(hào)

溫度時(shí)間

1#（2755.1g）2#（2746.1g）3#（2816.5g）

0-1h0.70.81.1

110℃

1-2h1.51.71.8

13

2-3h1.10.90.8

3-4h000

4-5h000

5-6h000

6-7h000

對(duì)比表5-表8可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)干燥制度為室溫-40℃，保溫24h，然后升溫至110℃保溫7h

時(shí)，在40℃保溫24h后，試件中的水分仍未完全排出；當(dāng)升溫至110℃保溫6h后，試件的質(zhì)

量即不再發(fā)生變化，說(shuō)明其中水分已經(jīng)完全排出。進(jìn)一步提升低溫干燥溫度至60℃如表6所

示，在60℃保溫24h后的總失水量比40℃的要明顯增多，說(shuō)明提高干燥溫度對(duì)提高烘干效率

具有明顯貢獻(xiàn)；隨后，在110℃保溫3h后，試件質(zhì)量即不再變化。而當(dāng)干燥制度為室溫-80℃，

保溫24h，然后升溫至110℃保溫6h時(shí)，僅需在80℃保溫6h，試件的質(zhì)量即不發(fā)生變化。如

果直接升溫至110℃，僅需保溫3h后試件的質(zhì)量也不再發(fā)生變化。

另外，統(tǒng)計(jì)分析了不同干燥制度干燥后耐火泥漿常溫抗剪粘接強(qiáng)度，列于表9所示?？梢?jiàn)，

烘干制度對(duì)耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度有一定影響，在40-60℃低溫干燥有利于提高耐火泥漿抗剪

粘接強(qiáng)度，進(jìn)一步提升干燥溫度，耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度有所下降，但是不大。同時(shí)，對(duì)比測(cè)

試后耐火泥漿粘接面的斷面情況，均未發(fā)現(xiàn)有脫開(kāi)現(xiàn)象，且干燥溫度越高，粘接面完整程度越

高。

由上述試驗(yàn)結(jié)果可知，從烘干至試件恒量的角度評(píng)價(jià)，直接升溫至110℃保溫3h是最有

效的干燥方式。

表9不同干燥制度試件的抗剪粘接強(qiáng)度，MPa

試樣編抗剪粘接強(qiáng)

干燥制度平均值，MPa粘接面形貌

號(hào)度，MPa

1#1.467

40℃×24h+110℃×7h2#1.4321.49

3#1.593

1#1.487

60℃×24h+110℃×7h2#1.7291.67

3#1.786

1#1.044

80℃×24h+110℃×6h1.19

2#1.317

14

3#1.231

1#1.372

110℃×7h2#1.2991.32

3#1.291

(3)泥漿厚度的確定

耐火泥漿的厚度在實(shí)際窯爐砌筑過(guò)程中一般控制在2mm左右。耐火泥漿粘接抗折強(qiáng)度試

驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定制備三點(diǎn)彎曲抗折強(qiáng)度用試樣時(shí)，泥漿的厚度控制為2±0.5mm。考慮到

實(shí)際的試樣制備過(guò)程中過(guò)薄的泥漿厚度難以控制及測(cè)量，而太厚的泥漿厚度又不利于耐火試塊

之間的粘接強(qiáng)度。為此，在制定耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中，設(shè)計(jì)了耐火

泥漿厚度條件試驗(yàn)，同時(shí)也考慮不同泥漿厚度對(duì)應(yīng)試樣尺寸的適應(yīng)性。由于在試樣尺寸試驗(yàn)中

已經(jīng)將直接用標(biāo)準(zhǔn)磚進(jìn)行試樣制備的方案排除在外，該部分試驗(yàn)方案制定過(guò)程中不考慮標(biāo)準(zhǔn)磚，

而只考慮用1/2、1/3與1/4標(biāo)準(zhǔn)磚制備試樣時(shí)泥漿厚度的影響，具體實(shí)驗(yàn)方案如下表10所示：

表10耐火泥漿厚度試驗(yàn)方案

泥漿厚度T，mm

T1=1T2=2T3=3T4=4

試樣尺寸D，BZ

D1=1/2D1T1D1T2D1T3D1T4

D2=1/3D2T1D2T2D2T3D2T4

D3=1/4D3T1D3T2D3T3D3T4

耐火泥漿厚度的控制借助直徑分別為1mm、2mm、3mm及4mm的不銹鋼棒予以實(shí)現(xiàn)。

將不銹鋼棒加工為約140~150mm長(zhǎng)，以便于從磚縫中抽出。其他操作方法同試樣尺寸確定試

驗(yàn)部分。用不同尺寸試樣測(cè)得的抗剪粘接強(qiáng)度與泥漿厚度的關(guān)系如圖11~圖13所示。

15

圖111/2BZ試樣抗剪粘接強(qiáng)度與泥漿厚度的關(guān)系

圖121/3BZ試樣抗剪粘接強(qiáng)度與泥漿厚度的關(guān)系

16

圖131/4BZ試樣抗剪粘接強(qiáng)度與泥漿厚度的關(guān)系

從圖11~圖13可以看出，用不同尺寸的試樣所測(cè)得的抗剪粘接強(qiáng)度分布在1.1~1.4MPa

之間，但是不同尺寸試樣所測(cè)得的抗剪粘接強(qiáng)度還是有明顯的差異。首先，1/2BZ與1/3BZ試

樣的抗剪粘接強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果隨著泥漿厚度由1mm增大至4mm過(guò)程中，出現(xiàn)上下波動(dòng)，其結(jié)

果的中指基本一致為1.2MPa。而對(duì)于1/4BZ試樣來(lái)說(shuō)，其抗剪粘接強(qiáng)度的測(cè)定結(jié)果則出現(xiàn)明

顯的偏小，且均小于1.2MPa。因此，試驗(yàn)結(jié)果表明采用1/4BZ試樣，測(cè)得的結(jié)果容易出現(xiàn)負(fù)

偏差，也就是試樣尺寸過(guò)小不利于測(cè)得具有代表性的結(jié)果。反觀采用1/2BZ及1/3BZ試樣測(cè)

得的結(jié)果，可見(jiàn)兩種尺寸試樣測(cè)得的結(jié)果均呈現(xiàn)上下波動(dòng)，這是有利于消除不同測(cè)量之間的誤

差的；同時(shí)，比較二者可以看出，相比于1/2BZ的測(cè)定結(jié)果，用1/3BZ試樣測(cè)得的結(jié)果間的

極差更小，也在一定程度上說(shuō)明該尺寸的試樣測(cè)定結(jié)果受泥漿厚度的影響較小。綜上所述，采

用1/3BZ尺寸的試樣進(jìn)行耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度的測(cè)定是比較合適的。另外，考慮到實(shí)際耐火

磚尺寸的偏差影響，控制1mm的泥漿厚度是難以實(shí)現(xiàn)的；而2mm-4mm泥漿厚度試樣的測(cè)定

結(jié)果差異并不大，其中2mm厚度時(shí)測(cè)定結(jié)果相對(duì)較大，且3-4mm泥漿厚度與實(shí)際工況中耐火

泥漿的一般厚度有較大出入。所以鑒于此，泥漿的厚度確定為2mm。該厚度不僅容易控制實(shí)

現(xiàn)，且與規(guī)范及實(shí)際工況具有很好的一致性。

(4)加載速率試驗(yàn)

為了確定合適的抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)加載速率，設(shè)計(jì)了0.05、0.1、0.15、0.2、0.5、1.0MPa/s

17

共計(jì)6個(gè)不同的加載速率，對(duì)泥漿厚度為2mm的黏土質(zhì)試件進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果如圖14所示。

從圖14可見(jiàn)，隨著加載速率的由0.05MPa/s增大到0.1MPa/s，抗剪粘接強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果有明

顯變大的趨勢(shì)；但是當(dāng)加載速率在0.1-0.2MPa/s變化時(shí)，其對(duì)抗剪粘接強(qiáng)度的影響不大；繼續(xù)

增大加載速率至0.5MPa/s，抗剪粘接強(qiáng)度又顯著增大，進(jìn)一步提高加載速率至1.0MPa/s時(shí)，

抗剪粘接強(qiáng)度幾乎沒(méi)有變化。由此可見(jiàn)，加載速率在0.1-0.2MPa/S范圍時(shí)，其對(duì)抗剪粘接強(qiáng)度

的測(cè)定結(jié)果影響較小。參考GB/T22459.4耐火泥漿粘接抗折強(qiáng)度的加載速率為0.15MPa/s，本

標(biāo)準(zhǔn)也選用0.15MPa/S的加載速率。

圖14加載速率對(duì)耐火泥漿抗剪強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果的影響

（5）燒后抗剪粘接強(qiáng)度

除了上述條件試驗(yàn)以為，還對(duì)同批黏土磚及耐火泥漿、硅磚及配套耐火泥漿和鎂磚及配套

耐火泥漿進(jìn)行了高溫?zé)罂辜粽辰訌?qiáng)度測(cè)試。黏土磚及耐火泥漿粘接的試件分別在800℃、

1000℃及1200℃保溫3h燒結(jié)。硅磚和配套耐火泥漿粘接的試件則分別在1000℃、1300℃及

1500℃保溫3h進(jìn)行燒結(jié)，并隨爐自然冷卻降溫。對(duì)于鎂磚和配套耐火泥漿及硅磚和配套耐火

泥漿粘接的試件，在1500℃下保溫3h進(jìn)行燒結(jié)，隨爐以不高于3℃/min的速率進(jìn)行程序控制

降溫冷卻至室溫。加載速率為0.15MPa/S。

黏土質(zhì)試件所測(cè)不同溫度燒結(jié)后抗剪粘接強(qiáng)度見(jiàn)圖15所示。從圖15可見(jiàn)，黏土耐火泥漿

的抗剪粘接強(qiáng)度在1000℃以下溫度燒結(jié)后，800℃燒后的抗剪粘接強(qiáng)度甚至不及干燥后試件

18

的一半；1000℃燒后試件的抗剪粘接強(qiáng)度也尚低于干燥后的，且小于1.0MPa；當(dāng)燒結(jié)溫度升

高至1200℃后，抗剪粘接強(qiáng)度超過(guò)2.0MPa，遠(yuǎn)大于干燥后測(cè)試結(jié)果。綜上所述，800-1000℃

溫度下，黏土耐火泥漿與基體之間仍未燒結(jié)產(chǎn)生強(qiáng)度，所以抗剪粘接強(qiáng)度較低；而當(dāng)燒結(jié)溫度

提高至1200℃后，燒結(jié)顯著，抗剪粘接強(qiáng)度明顯提高。從此也可看出，黏土耐火泥漿的抗剪

粘接強(qiáng)度對(duì)燒結(jié)溫度有很強(qiáng)的依賴性。

圖15黏土耐火泥漿燒后抗剪粘接強(qiáng)度

圖16硅質(zhì)試件不同溫度燒結(jié)后外觀形貌

19

如圖16所示，為硅質(zhì)試件經(jīng)1000℃和1300℃保溫3h燒結(jié)后，隨爐冷卻至室溫后的外觀。

可見(jiàn)，硅磚表面出現(xiàn)了明細(xì)的橫向裂紋，且硅磚和硅質(zhì)泥漿之間機(jī)會(huì)沒(méi)有形成結(jié)合，可輕易分

離磚和泥漿。而提高燒結(jié)溫度并實(shí)行程序控制降溫后（見(jiàn)圖17b），硅質(zhì)試件表面則未觀察到

有裂紋產(chǎn)生，但是硅質(zhì)泥漿與硅磚基體之間仍未發(fā)生燒結(jié)結(jié)合。因此，對(duì)于硅質(zhì)耐火泥漿粘接

的試件，必須嚴(yán)格控制降溫過(guò)程，降溫速率不能超過(guò)3℃/min，否則試件表面容易產(chǎn)生裂紋。

經(jīng)不同溫度燒結(jié)后鎂質(zhì)和硅質(zhì)試件的圖片如圖17所示。試驗(yàn)表明，即使燒結(jié)溫度高達(dá)1500℃，

上述兩種材質(zhì)的耐火泥漿仍未與基體產(chǎn)生燒結(jié)，甚至發(fā)生了完全脫面情況。這可能與基體的氣

孔率及耐火泥漿的粒度大小都有一定關(guān)系。

(a)(b)

圖171500℃燒后鎂質(zhì)（a）與硅質(zhì)（b）試件粘接面形貌

五、重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有重大分歧意見(jiàn)。

六、與國(guó)家和行業(yè)有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

制定的《耐火泥漿第9部分：常溫抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法》與國(guó)家和行業(yè)有關(guān)現(xiàn)行的方

針、政策、法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有相沖突的地方，體現(xiàn)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的一致性

20

和符合性。請(qǐng)注意本標(biāo)準(zhǔn)的某些內(nèi)容可能涉及專利，本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的

責(zé)任。

七、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

本標(biāo)準(zhǔn)為新制定的適用于耐火泥漿與耐火磚之間，為同類耐火材料的性能檢測(cè)提供了一種

可行、可比的更加接近其實(shí)際施工條件的試樣制備方法，是相關(guān)性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的有益支撐與補(bǔ)

充，也是對(duì)現(xiàn)有耐火材料標(biāo)準(zhǔn)體系的進(jìn)一步完善，而新標(biāo)準(zhǔn)的普及和被采用需要一個(gè)過(guò)程，建

議作為國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，逐步推廣。

八、標(biāo)準(zhǔn)的屬性

按照我國(guó)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的分類，本標(biāo)準(zhǔn)為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

九、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度以及與同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比

本標(biāo)準(zhǔn)無(wú)對(duì)應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際上首次制定的適應(yīng)于耐火泥漿常溫抗剪粘接強(qiáng)度的試驗(yàn)

方法，試驗(yàn)條件基本重現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)施工條件，結(jié)果能反映耐火泥漿對(duì)耐火磚的粘接效果，可操作

性強(qiáng)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。下一步準(zhǔn)備推薦制定為ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

十、其他應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng)

無(wú)。

21

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

耐火泥漿第9部分：常溫抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法

編制說(shuō)明

標(biāo)準(zhǔn)制定工作組

2023年3月

1

《耐火泥漿第9部分：常溫抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法》

編制說(shuō)明

一、任務(wù)來(lái)源

根據(jù)國(guó)標(biāo)委[2021]41號(hào)文件“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2021年第四批推薦性國(guó)家

標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃通知”以及全國(guó)耐火材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)[2022]24號(hào)文《關(guān)

于轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》，《耐火泥漿第9部分：常溫抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法》

已列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃，計(jì)劃編號(hào)為20214939-T-469。該標(biāo)準(zhǔn)由武漢科技大學(xué)、中冶武漢冶

金建筑研究院有限公司、寶武裝備智能科技有限公司、中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料研究院有限公司、

浙江自立新材料股份有限公司、浙江榮星新材料科技有限公司、宜興摩根熱陶瓷有限公司、湖

北省耐火材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站等單位負(fù)責(zé)起草，由全國(guó)耐火材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。

二、主要工作過(guò)程

2.1預(yù)研階段（項(xiàng)目前期的調(diào)研）

根據(jù)耐標(biāo)委下達(dá)的任務(wù)文件，由武漢科技大學(xué)負(fù)責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。接到任務(wù)會(huì)后成立

了標(biāo)準(zhǔn)制定工作組，工作組成員單位包括中冶武漢冶金建筑研究院有限公司、寶武裝備智能科

技有限公司、中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料研究院有限公司、浙江自立新材料股份有限公司、浙江榮

星新材料科技有限公司、宜興摩根熱陶瓷有限公司、湖北省耐火材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站。隨

后，明確了工作組成員的分工、工作內(nèi)容和工作計(jì)劃。工作組對(duì)涉及到耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度

測(cè)試的文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法等資料進(jìn)行收集、匯總和分析。了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)、技

術(shù)指標(biāo)設(shè)置和試驗(yàn)方法。

2.2征求意見(jiàn)稿和編制說(shuō)明的確定

基于調(diào)研和預(yù)備試驗(yàn)，在試驗(yàn)方案確定后，通過(guò)試驗(yàn)研究了試樣尺寸、加載速率、泥漿厚

度和烘干制度等技術(shù)參數(shù)對(duì)耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果的影響。同時(shí)，也考察了不同溫度

燒結(jié)后黏土泥漿、硅質(zhì)泥漿及鎂質(zhì)火泥的抗剪粘接強(qiáng)度。基于試驗(yàn)研究結(jié)果分析，按照GB/T

1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》于2023年2月起草完

成了《耐火泥漿第9部分：常溫抗剪粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿與對(duì)應(yīng)的編制

說(shuō)明。

2

三、標(biāo)準(zhǔn)概述及修訂標(biāo)準(zhǔn)原則

3.1標(biāo)準(zhǔn)的編制意義

耐火泥漿是用于定形耐火制品砌筑高溫窯爐過(guò)程中的接縫材料，其一方面通過(guò)其可塑性能

在一定程度上調(diào)整耐火制品本身的尺寸公差，保證砌體整體尺寸準(zhǔn)確性，同時(shí)還能起到很好的

粘接作用，維持砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體密封性。耐火泥漿不可避免地受到耐火制品自重產(chǎn)生

的壓應(yīng)力作用，而且在外力作用下耐火制品間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，耐火泥漿還會(huì)受到剪切應(yīng)

力的作用。如果剪切應(yīng)力超過(guò)了耐火泥漿與耐火制品之間的粘接強(qiáng)度，則砌體結(jié)構(gòu)會(huì)受到破壞

而影響窯爐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。除此之外，耐火泥漿在砌筑后沒(méi)有被燒結(jié)前，其泥漿抗剪

強(qiáng)度遠(yuǎn)低于耐火泥漿與耐火制品之間的粘接強(qiáng)度，此時(shí)正是耐火砌筑體最危險(xiǎn)的時(shí)刻。因此，

測(cè)定并掌握耐火泥漿與耐火制品經(jīng)不同溫度燒結(jié)后的抗剪粘接強(qiáng)度，以及耐火砌筑體在升溫烘

烤階段必須嚴(yán)密監(jiān)測(cè)耐火砌筑體的狀態(tài)，對(duì)指導(dǎo)選用合適的耐火泥漿用于砌筑耐火制品，從而

保證窯爐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和后期使用過(guò)程的安全都具有重要意義。

經(jīng)前期調(diào)研與檢索，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)組織ISO、ASTM、EN及DIN等均沒(méi)有針對(duì)耐火泥漿抗剪

粘接強(qiáng)度試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)目前也沒(méi)有適用于耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度測(cè)試的方法標(biāo)準(zhǔn)。為

此，項(xiàng)目組擬制定用以耐火泥漿抗剪粘接強(qiáng)度測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法，為耐火泥漿新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、應(yīng)用

及高溫窯爐整體穩(wěn)定性和安全性評(píng)估提供技術(shù)支持與數(shù)據(jù)參考。

3.2標(biāo)準(zhǔn)編制的原則

1)制定標(biāo)準(zhǔn)的目的是規(guī)范檢驗(yàn)方法，耐火材料的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要服務(wù)于檢測(cè)機(jī)構(gòu)、耐火材

料生產(chǎn)方和使用方，因此準(zhǔn)確、規(guī)范、使用、發(fā)展是本標(biāo)準(zhǔn)編制的原則。

2)測(cè)試方法盡可能采用已采標(biāo)的國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中通用的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，以體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的

統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。

3)本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第一部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草

規(guī)則》的規(guī)定進(jìn)行編寫。

4)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了技術(shù)參數(shù)的試驗(yàn)確認(rèn)，基于我國(guó)耐火材料現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀及標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)用習(xí)慣等進(jìn)行編制。

四、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容說(shuō)明

4.1標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍

3

本文件規(guī)定了在室溫下測(cè)定耐火泥漿常溫抗剪粘接強(qiáng)度的術(shù)語(yǔ)和定義、原理、設(shè)備、取樣、

試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)報(bào)告。

4.2試驗(yàn)方法原理

用耐火泥漿將耐火磚試塊粘接制成規(guī)定尺寸的試件，經(jīng)干燥或燒成后，于室溫下，以規(guī)