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文檔簡介
一、任務(wù)來源
根據(jù)CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會[2021]175號文件-關(guān)于CSTM標(biāo)準(zhǔn)《耐火材料常溫?cái)嗔涯茉囼?yàn)方
法》立項(xiàng)公告的要求：本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目歸口管理委員會為CSTM/FC03/TC13建筑材料領(lǐng)域委員會
耐火材料技術(shù)委員會，由武漢科技大學(xué)牽頭，湖北省耐火材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站和中國建材
檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司等單位參與，標(biāo)準(zhǔn)（中文版）的立項(xiàng)編號為CSTMLX0401
00749-2021，標(biāo)準(zhǔn)（英文版）立項(xiàng)編號為CSTMLX040100749-2021E。
二、工作過程
標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃下達(dá)后，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位確立了標(biāo)準(zhǔn)編制組，確定了標(biāo)準(zhǔn)修訂方案和工作計(jì)劃。
2021年06月，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃下達(dá)之后，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位確立了標(biāo)準(zhǔn)編制組，確定工作計(jì)劃。
2021年07月至2021年08月，對國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，收集相應(yīng)的技術(shù)資料。
2021年09月，標(biāo)準(zhǔn)編制組經(jīng)過討論形成初步試驗(yàn)方案。
2021年10月至2022年08月，對不同耐火材料進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，形成了工作組討論稿。
2022年09月，標(biāo)準(zhǔn)編制組完成所有數(shù)據(jù)驗(yàn)證、匯總，召開工作組會，完善工作組討論稿。
2022年12月，標(biāo)準(zhǔn)編制組完成征求意見稿，公開征求意見。
三、標(biāo)準(zhǔn)制定的原則
3.1標(biāo)準(zhǔn)編制原則
嚴(yán)格按照《中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》中強(qiáng)調(diào)的編制原則開展本標(biāo)準(zhǔn)的
制定工作。標(biāo)準(zhǔn)編制將按照《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第一部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)與編寫》（GB/T1.1-2020）
和《標(biāo)準(zhǔn)化工作指南第二部分：采用國際標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T20000.2-2009）的規(guī)定進(jìn)行編寫和編
制；編制內(nèi)容上將突出科學(xué)、先進(jìn)和產(chǎn)品特點(diǎn)；試驗(yàn)方法將優(yōu)先采用目前比較成熟、通用的試
驗(yàn)方法，便于生產(chǎn)施工企業(yè)和質(zhì)檢機(jī)構(gòu)開展質(zhì)量控制。
3.2標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容
本文件規(guī)定了耐火材料常溫?cái)嗔涯茉囼?yàn)方法的術(shù)語和定義、原理、儀器、試樣、試驗(yàn)步驟、
結(jié)果計(jì)算、試驗(yàn)報(bào)告等內(nèi)容，適用于致密耐火材料斷裂能的測定，沒有規(guī)定使用中所有與安全
有關(guān)的事項(xiàng)，使用者有責(zé)任預(yù)先建立適當(dāng)?shù)娜松戆踩珬l例并規(guī)定其限定的范圍。
3.3標(biāo)準(zhǔn)制定的意義
斷裂能在一定程度上可反映出材料的斷裂韌性，即斷裂過程區(qū)后部的有效裂紋長度內(nèi)，裂
紋傳遞應(yīng)力的能力是隨著裂紋的開口位移的增加而下降，當(dāng)開口位移達(dá)到臨界值時(shí)，裂紋傳遞
盈利能力消失，應(yīng)力-位移曲線呈非線性關(guān)系。裂紋擴(kuò)展過程中所需要的能量就可用斷裂能來
進(jìn)行表征，并且對于預(yù)測耐火材料的抗熱沖擊性具有非常重要的作用。
材料在未改變外力作用狀態(tài)時(shí)，內(nèi)部由于溫度變化而產(chǎn)生的熱應(yīng)力超過制品的強(qiáng)度時(shí)，將
會產(chǎn)生開裂、崩落或斷裂，稱之為抗熱沖擊性。在熱沖擊下，裂紋不產(chǎn)生或者即使產(chǎn)生了也能
將其抑制在一個(gè)小范圍內(nèi)而不擴(kuò)展，則可使材料不致斷裂。裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展的程度與材料積
存的彈性應(yīng)變能與裂紋擴(kuò)展的斷裂表面能有關(guān)。積存的彈性應(yīng)變能小于斷裂表面能較大時(shí)，裂
紋不易擴(kuò)展；反之，裂紋易于擴(kuò)展，進(jìn)而導(dǎo)致材料的損壞。耐火材料的斷裂能測試過程也為外
部應(yīng)力使得材料內(nèi)部積存的彈性應(yīng)變能，通過增大應(yīng)力來增加積存的彈性應(yīng)變能，從而引起裂
紋的成核與持續(xù)擴(kuò)展，宏觀反映出裂紋的緩慢擴(kuò)展過程，結(jié)合Hasselman對脆性材料的研究，
斷裂能測試和抗熱沖擊性所帶來材料的損壞過程或方式是一致的，存在一定的關(guān)聯(lián)性，且可將
破壞過程進(jìn)行量化，便于耐火材料服役性能的研究。
在耐火材料服役過程中，即使沒有外部的溫度變化，耐火爐襯內(nèi)部可能存在溫度梯度。在
高溫與溫度梯度的長期作用下，裂紋擴(kuò)展同樣可導(dǎo)致耐火材料的破壞?，F(xiàn)有的耐火材料性能表
征方法尚未能對其進(jìn)行測試，而斷裂能的測試結(jié)果可為耐火材料內(nèi)部能承受的極限溫度梯度提
供參考，進(jìn)而豐富耐火材料使用壽命的評估方法。
因而，耐火材料斷裂能的測試可為抗熱沖擊性提供參考，為材料所能承受的臨界溫差提供
相應(yīng)的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，還可為耐火材料數(shù)值模擬提供有力的數(shù)據(jù)支撐。對于我國耐火材料質(zhì)量的提
高、服役壽命預(yù)測和提升、以及國際競爭力的提升具有重要意義。
四、標(biāo)準(zhǔn)制定的主要內(nèi)容
4.1斷裂能簡介
斷裂能亦稱斷裂功，可理解為材料發(fā)生斷裂所需外界對其施加的能量大小，即材料受拉伸
載荷發(fā)生斷裂時(shí)所釋放出來的總應(yīng)變能。斷裂能可用來表示，W為斷裂能，F(xiàn)
smaxF
為單位面積上的載荷，s為載荷方向上的位移，A為橫W截=面