通过切割或破碎即可直接使用的耐火材料,一般不含结构水,使用过程中受热无化学反应发生,或有化学反应发生但体积基本稳定,受高温作用体积变化率较小的一类材料,包括硅质岩石、错英石、蓝晶石、红柱石、硅线石、橄榄岩及铬铁矿。软质薪土也是直接应用较多的一种天然耐火材料,本章将其和半软质戮土、硬质猫土在耐火熟料一节一并讨论。
硅质岩石不含结构水,主成分为Si02 , Si02含量较高。大部分硅质岩石Si02含量都在95%以上,石英砂的sio:含量也在90%以上。
硅质岩石的主要矿物相为p一石英,其受热后发生p一石英向a一石英以及石英向鳞石英、方石英的晶型转化。
硅质岩石在加热时,矿物相由p一石英转化为方石英或鳞石英,石英、方石英、鳞石英三种矿物的真密度有较大差异,石英真密度最大,方石英次之,鳞石英最小。由于石英转化为鳞石英、方石英有较大的体积效应,因而硅质岩石作为天然耐火材料或耐火原料使用,主要控制其晶型转化产生体积效应、体积效应产生的应力造成制品疏松、开裂的问题。硅质岩石根据其转变速度可以分为极慢转化型、慢转化型、中速转化型和快速转化型四类。硅质岩石的转化速度是以硅质岩石原料在1450℃下锻烧1h的真密度数值大小来划分转化速度等级。当真密度)2.50岁。矿时,属极慢转化型;真密度为2.45一2. 50&/cm 3时,属慢转化型;真密度为2.40一2.45扩cm 3 , <2.40g/cm 3时,分别为中速转化型和快转化型。快速转化时,转化率高,但当升温控制不当时,易产生裂纹,转变慢的晶型转变时内应力小,不易开裂,但其不易转变完全。