在0~1000℃的温度范围内，粘土砖的体积随着温度升高而均匀膨胀，线膨胀曲线近似于一条直线，线膨胀率为0.6%~0.7%，只有硅砖的一半左右。当温度达1200℃后再继续升温时，其体积将由膨胀大值开始收缩。粘土砖的残余收缩导致砌体灰缝的松裂，这是粘土砖的一大缺点。当温度超过1200℃后，粘土砖中的低熔点物逐渐熔化，因颗粒受表面张力作用而互相靠得很紧，从而产生体积收缩。
粘土砖的烧制过程主要是由于高岭石不断失水分解而产生莫来石(3Al2O3-SiO2)结晶的过程。在烧制过程中，粘土砖中的SiO2和Al2O3与杂质形成一个低熔点的硅酸盐，被莫来石结晶包围。
粘土砖是一种能抵抗酸性熔渣和酸性气体侵蚀的弱酸性耐火产品，对碱性物质的抵抗力稍差。粘土砖具有良好的热性、耐急性和冷热性。
粘土砖主要用于冶金工业，作为生产定型耐火材料(各种规格的砖材)和不定型耐火材料的原料，用量约占全部耐火材料的70%，耐火粘土中的硬质粘土用于制作高炉耐火材料，炼铁炉、热风炉、盛钢桶的衬砖、塞头砖，高铝粘土用于制作电炉、高炉用的铝砖、高铝衬砖及高铝耐火泥，硬质粘土和高铝粘土常在高温(1400-1800℃)煅烧成熟料使用。
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