三石是指藍(lán)晶石、硅線石和紅柱石三種高鋁硅酸鹽礦物，也稱為藍(lán)晶石族礦物，他們是同質(zhì)異形體，它們具有同一分子式（AL2O3·SiO2）,理論組成為AL2O3含量為63.1%，SiO2 含量為36.9%。但是因?yàn)樯L(zhǎng)條件不同，晶體結(jié)構(gòu)不同。藍(lán)晶石則屬于三斜晶系，它的結(jié)構(gòu)式為AL2[SiO4]O，而硅線石和紅柱石則都屬于斜方晶系，他們的結(jié)構(gòu)式分別為AL[ALSiO5]和ALO[ALSiO4].他們是3個(gè)同質(zhì)異形體，
“三石”礦物的最重要性質(zhì)是它們的熱膨脹性能，由于物理化學(xué)性質(zhì)（包括結(jié)晶構(gòu)造和密度等）的不同，加熱時(shí)均產(chǎn)生一定的體積膨脹，藍(lán)晶石的膨脹最大，硅線石次之，紅柱石最小。他們的一些基本特性列于下表
藍(lán)晶石在加熱過(guò)程中出現(xiàn)永久的自己膨脹而分解，體積密度下降到3.1g/cm³左右。在1000℃以前膨脹性能較小，超過(guò)此溫度線膨脹速度大，1500℃時(shí)膨脹率可達(dá)到16%。影響藍(lán)晶石膨脹值的因素除了自身礦物特性及純度外，還與其結(jié)晶尺度及原料顆粒等因素有關(guān)。藍(lán)晶石的純度是指料中藍(lán)晶石礦物成分的多少。含藍(lán)晶石礦物成分越多時(shí)品質(zhì)越優(yōu)，其純度就高，膨脹值就大：相反，含藍(lán)晶石礦物成分越少，其純度就低，膨脹值就小。藍(lán)晶石的熱膨脹性能還與其結(jié)晶大小、顆粒度有很大的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，結(jié)晶大、顆粒粗的要比結(jié)晶小、顆粒細(xì)的熱膨脹率大。例如在1400℃，0.5mm級(jí)藍(lán)晶石精礦的膨脹率為10%~12%，0.149mm級(jí)為8%~9%，而0.074mm級(jí)僅為6%左右。由于藍(lán)晶石受熱體積膨脹顯著，因而常在冶金工業(yè)爐中做不定型耐火材料。在不定形耐火材料中加入5%~15%的藍(lán)晶石精礦做高溫膨脹劑，能保證整個(gè)耐火材料的體積膨脹。
硅線石具有高溫下體積膨脹、冷卻后不收縮的永久膨脹性能，并在高溫（1500~1550℃）不可逆地轉(zhuǎn)化為莫來(lái)石和方石英，同時(shí)伴隨著有一定的體積膨脹隨溫度的升高可以看到硅線石精礦的線膨脹變化，由于質(zhì)純的硅線石礦物在莫來(lái)石靜靜轉(zhuǎn)化開始前，因無(wú)化學(xué)分解反應(yīng)或晶型轉(zhuǎn)化，只是一般的物理性能顯示，故其膨脹曲線無(wú)明顯的變化。當(dāng)溫度升到使莫來(lái)石結(jié)晶開始后，膨脹曲線隨著溫度的變化，材發(fā)生急劇的上升，膨脹率顯著增大。當(dāng)硅線石礦物含有一定量的雜質(zhì)時(shí)，其膨脹率會(huì)出現(xiàn)波折起伏的變化。由此看出，礦樣中硅線石礦物含量高且品質(zhì) 又好時(shí)它就具有較好的高溫性能。
在“三石”礦物中，紅柱石的熱膨脹是最小的，以河南紅柱石為例，選取其中的兩種組分：紅柱石精礦（AL2O3 60.03% , SiO2 38.88% ,雜質(zhì) 1.12 %）和紅柱石粗晶體（AL2O3 54.86% , SiO2 40.78% ,雜質(zhì) 4.30 %）它們的熱膨脹曲線，紅柱石精礦和紅柱石粗晶體兩種試樣的膨脹區(qū)域主要是處在1350~1450℃，并在1400℃左右時(shí)都達(dá)到最大值，這因?yàn)榧t柱石轉(zhuǎn)化為莫來(lái)石的數(shù)量急劇增加，相變因素占據(jù)著主導(dǎo)地位。當(dāng)溫度上升到1550℃以后，試樣則有明顯的收縮，這是因?yàn)橄嘧円鸬捏w積變化要遠(yuǎn)低于燒結(jié)作用導(dǎo)致的致密化程度的緣故。進(jìn)一步比較，還可以發(fā)現(xiàn)紅柱石從開始分解直至完全莫來(lái)石化的溫度范圍內(nèi)，粒度的變化起著非常重要的作用，可成為制約其體積變化的因素。另外，原料內(nèi)雜質(zhì)的含量也影響著紅柱石的熱膨脹性，雜質(zhì)的含量越高，莫來(lái)石化溫度就越提前，體積膨脹則相對(duì)減弱。