高鋁磚的添加物可以對(duì)其本身的使用性能產(chǎn)生影響和改變，添加少量鋯英石、紅柱石、電熔剛玉、AL2O3微粉等對(duì)高鋁磚（AL2O3＞75%）結(jié)構(gòu)和性能的影響。為生產(chǎn)高質(zhì)量的高鋁磚提供有益的指導(dǎo)。利用高鋁礬土生產(chǎn)高質(zhì)量的高鋁磚可歸納為兩種：一是減少雜質(zhì)：二是添加一定量高檔原料以改善高鋁磚的某些性能，是目前較普遍采用的方法。但當(dāng)采用一種添加料時(shí)，加入量少時(shí)難以起到較大作用，加入量大時(shí)又帶來(lái)成本上升問(wèn)題。因此，我們研究了添加多種成分對(duì)高鋁磚結(jié)構(gòu)和性能的影響。
選用山西豎窯燒一級(jí)高鋁礬土熟料，該礬土熟料AL2O3含量高、雜質(zhì)含量低，燒結(jié)良好，主要礦物相為剛玉、莫來(lái)石和少量玻璃相。添加料選用鋯英石、遼寧鳳城紅柱石、電熔剛玉粉、AL2O3微粉等。結(jié)合粘土用廣西土。原料理化性能如下：高鋁礬土熟料 AL2O3 89.7%。Fe2O3 0.84%，TiO2 3.8% ，顯氣孔率5.0%，體積密度3.53g/cm-³，吸水率 1.4 %：鋯英石 ZrO2 65.6% ，F(xiàn)e2O3 0.20%，TiO2 0.30%：紅柱石 AL2O3 54.1%，F(xiàn)e2O3 1.39 % ：電熔剛玉 ：AL2O3 98.9% Fe2O3 0.03%，Na2O 0.24%: AL2O3微粉 AL2O3 96.1%，F(xiàn)e2O3 0.08%，Na2O 0.27%，粒度 ＜5μm：粘土 AL2O3 36.1%，F(xiàn)e2O3 0.08%，灼減 13.72 % 可塑性指數(shù) 2.04.
試驗(yàn)配方選用 高鋁礬土+鋯英石+紅柱石+電熔剛玉+AL2O3微粉+粘土，試驗(yàn)配料的顆粒組成如下：＜0.1mm細(xì)粉 40%左右，0.5~0.1mm中顆粒不低于 15% ，＞1mm 大顆粒不低于35%。泥料制備時(shí)，細(xì)粉以混合粉形式加入，混合粉組成為：礬土細(xì)粉+添加物+粘土。泥料總混煉時(shí)間不低于10min。用650t磨檫壓力機(jī)壓制成標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，打壓次數(shù)6次以上。所有試樣成型后的磚壞體積密度相差不大。磚坯干燥后在高溫隧道窯中燒成，燒成溫度1430℃，保溫時(shí)間大于9h。
顯氣孔率的變化，試樣不僅存在大量微小氣孔或微裂紋，而且針狀莫來(lái)石也最大，證明剛玉粉及AL2O3微粉的加入對(duì)試樣結(jié)構(gòu)的影響較大，燒成后試樣的顯氣孔率在20.7%外形尺寸膨脹基本呈降低趨勢(shì)，說(shuō)明在加入少量紅柱石、電熔鋯剛玉粉、AL2O3微粉后，試樣燒成時(shí)的莫來(lái)石化反應(yīng)充分表現(xiàn)出來(lái)。就外形尺寸來(lái)說(shuō)，隨著基質(zhì)礦物相的增多，試樣呈現(xiàn)收縮大→收縮小→膨脹大→膨脹小的趨勢(shì)。試樣在繼續(xù)增加電熔剛玉粉和AL2O3微粉時(shí)，基質(zhì)中不僅發(fā)生鋯英石分解轉(zhuǎn)化和紅柱石莫來(lái)石化反應(yīng)，而且較細(xì)的電熔剛玉粉、AL2O3微粉與基質(zhì)中所產(chǎn)生的方石英進(jìn)行莫來(lái)石化反應(yīng)，使基質(zhì)中產(chǎn)生較多的細(xì)小裂紋或微氣孔，造成了試樣的顯氣孔率略高。造成試樣顯氣孔率偏高的另一原因是試樣的燒成溫度偏低，試樣沒有達(dá)到完全燒結(jié)。由于試樣的AL2O3含量高較高（80%以上）。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷，理想的燒成溫度在1450~1480℃之間。
試樣的荷重軟化溫度為1580℃。由于試樣的燒成溫度偏低，沒有達(dá)到理想的燒結(jié)，氣孔率較高，因此試樣實(shí)際的荷重軟化溫度并不很高，由于加入了電熔剛玉粉、AL2O3微粉，強(qiáng)化了基質(zhì)，因此荷重軟化開始溫度會(huì)比普通的80高鋁磚要高些，荷重變形2% 溫 度 1600℃仍然是由于加入了AL2O3微粉，不僅強(qiáng)化了基質(zhì)，而且基質(zhì)中生成的莫來(lái)石相最多，2%變形溫度也最高。但總的來(lái)看，基質(zhì)礦物的增加對(duì)本試樣制品的荷重變形溫度影響不大，這與外加料加入少和制品沒有完全燒結(jié)組織結(jié)構(gòu)疏松有很大關(guān)系。
熱震穩(wěn)定性（1100℃互換水冷）熱交換在30次時(shí)候出現(xiàn)微小裂紋，40次時(shí)候出現(xiàn)較大裂紋，在45次時(shí)候仍然沒有出現(xiàn)剝落，預(yù)計(jì)可以達(dá)到50次以上，這與基質(zhì)部分的顯微結(jié)構(gòu)分析相符合。另外，燒成溫度偏低，顯氣孔率偏高，結(jié)構(gòu)疏松，也是試樣抗熱震性好的一個(gè)原因。因此，生產(chǎn)抗熱震性＞20次以上且成本較低的高鋁磚，有效的措施一是合理調(diào)整力度組成，而是添加少量其它可產(chǎn)生微量體積膨脹的礦物，且添加料粵西效果越好，而添加料的量還可以降低。
結(jié)論：（1）用一級(jí)礬土熟料為主要原料、基質(zhì)中少量添加鋯英石、紅柱石、剛玉粉、AL2O3微粉等成分，可制得抗震性好、成本低的高鋁磚，且隨著添加物加量的增加，制品的抗熱震性越好。
（2）隨著組成基質(zhì)礦物的增加，制品外形略有膨脹，微觀裂紋或微氣孔明顯增加，制品顯氣孔率略有升高，組織結(jié)構(gòu)疏松，耐壓強(qiáng)度降低。
（3）少量鋯英石的加入會(huì)較大幅度降低制品的荷重軟化溫度。隨其它礦物組分的增加，制品的荷重軟化溫度變化不大。
（4）剛玉粉、AL2O3微粉的加入、對(duì)促進(jìn)制品的燒結(jié)由一定作用，且由于莫來(lái)石化反應(yīng)產(chǎn)生更多的微裂紋或微氣孔，可以提高制品的熱震穩(wěn)定性。