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粘土磚的礦物組成主要是高嶺石（Al2O3·2SiO2·2H2O）和6%~7%的雜質（鉀、鈉、鈣、鈦、鐵的氧化物）。粘土磚的燒成過程，主要是高嶺石不斷失水分解生成莫來石（3Al2O3·2SiO2）結晶的過程。粘土磚中的SiO2和Al2O3在燒成過程中與雜質形成共晶低熔點的硅酸鹽，包圍在莫來石結晶周圍。

粘土耐火磚按用途劃分，主要分為高爐用粘土耐火磚，熱風爐用粘土耐火磚，玻璃窯用大型粘土耐火磚。