Разрушение камней и бетонов при нагреве может быть вызвано следующими причинами:
- а) потерей ими химически связанной воды из кристаллогидратов:
- б) термическим разложением отдельных окислов;
- в) фазовым преобразованием минералов;
- г) различием коэффициентов термического расширения для отдельных составляющих;
- д) расплавлением отдельных минералов.
Потеря камнями и бетонами химически несвязанной воды (гигроскопической) происходит даже при комнатной температуре и особенно при температуре выше 100°С и обычно не вызывает каких-либо нарушений в структуре камня.
Прочность же камней при подсушивании, как правило, повышается на 10—30%.
Напротив того, потеря кристаллогидратами и гидроокисями связанной воды приводит к перестройке кристаллической решетки и, как правило, к снижению прочности и других свойств, а иногда и к полному распаду структуры.
Так, при обжиге глины, при повышении температуры до 400—600°С глина становится пористой, теряет пластичность и вяжущие свойства. При дальнейшем повышении температуры каолинит глины (Аl2O3•2Si02•2H20) превращается в ангидрид. Отдельные кристаллогидраты цементных бетонов теряют связанную воду.
Отмечается в частности, что бетон на высокоалюминатных цементах при длительном нагреве до 150°С уже существенно снижает свою прочность, а при нагреве до 200—250° С постепенно распадается. Фазовое изменение структуры, например, при переходе кварца из ( β — в α — форму при 575°С также может служить причиной значительных структурных нарушений, однако обычно оно протекает не мгновенно и поэтому не вызывает распада структуры камня в целом.
Наиболее огнеупорными являются алюмосиликатные керамические изделия (плитки, кирпич)—динас, шамот до 1700°С, магнезиальный кирпич до 2000°С, а также карборунд до 2200°С.