Следует различать два вида структуры огнеупоров. При так называемой «островной» структуре отдельные кристаллы окружены затвердевшей стекловидной фазой, т. е. тугоплавкие кристаллы как бы «плавают» в стекловидной связке. В другом случае кристаллы срастаются и образуют монолитный скелет изделия, а промежутки между кристаллами заполняет стекловидная фаза («скелетная» структура).

В первом случае температура деформации определяется температурой размягчения стекловидной фазы (связки). Скорость деформации и кажущаяся вязкость такой массы меняется с изменением температуры в зависимости от понижения вязкости жидкой фазы и растворе в ней кристаллической фазы. Эта структура характеризуется постепенной плавной, рано начавшейся деформацией, обусловливающей большой температурный интервал от начала размягчения до 40% деформации и до границы огнеупорности материала. Такая структура характерна для шамота.

Во втором случае температура деформации наступает значительно позднее при растворении кристаллического скелета в жидкой связке, что приводит к разъединению кристаллов увеличивающимся количеством жидкой фазы. Размягчение начинается при более высокой температуре, деформация идет весьма быстро, интервал размягчения получается короткий и температура начала размягчения сильно приближается к огнеупорности. Такая структура характерна, например, для динаса.

Кривые, характерные для этих двух случаев, приведены на рисунке 20. У шамота («островная» структура) – всего 40? С.

Как уже было сказано, температура деформации под нагрузкой приближается к реальным условиям работы огнеупора. Однако и этот показатель в ряде случаев следует рассматривать как относительную характеристику прочности огнеупора при высоких температурах.

Рисунок 20 – Кривые деформации под нагрузкой различных
огнеупоров

При оценке результатов испытаний следует иметь в виду, что лабораторные условия могут отличаться от производственных величиной нагрузки, возникающей в кладке. Особенно это сказывается при сложном температурном поле футеровки, вызывающем неравномерные деформации. Иногда более холодные наружные части стен принимают большую нагрузку, и кладка может работать, несмотря на то, что температура высоконагретой части ее выше температуры начала деформации.

Нагрузки во время службы огнеупора в тепловых агрегатах действуют значительно дольше, чем при лабораторных испытаниях. В связи с этим незначительные деформации, плохо уловимые в лабораторных условиях, в производственных условиях могут в ряде случаев привести к существенному разрушению кладки.

Деформация под нагрузкой при высоких температурах в тепловых агрегатах – весьма существенный показатель для огнеупоров, работающих в кладке большой высоты и в арочных сводах большого пролета. При сложных условиях работы огнеупора испытания деформации под нагрузкой при сжатии часто приходится дополнять другими: определением деформации кручения, растяжения и изгиба.