三石是指藍晶石、硅線石和紅柱石三種高鋁硅酸鹽礦物，也稱為藍晶石族礦物，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%。但是因為生長條件不同，晶體結構不同。藍晶石則屬于三斜晶系，它的結構式為AL2[SiO4]O，而硅線石和紅柱石則都屬于斜方晶系，他們的結構式分別為AL[ALSiO5]和ALO[ALSiO4].他們是3個同質(zhì)異形體，
“三石”礦物的最重要性質(zhì)是它們的熱膨脹性能，由于物理化學性質(zhì)（包括結晶構造和密度等）的不同，加熱時均產(chǎn)生一定的體積膨脹，藍晶石的膨脹最大，硅線石次之，紅柱石最小。他們的一些基本特性列于下表
藍晶石在加熱過程中出現(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，超過此溫度線膨脹速度大，1500℃時膨脹率可達到16%。影響藍晶石膨脹值的因素除了自身礦物特性及純度外，還與其結晶尺度及原料顆粒等因素有關。藍晶石的純度是指料中藍晶石礦物成分的多少。含藍晶石礦物成分越多時品質(zhì)越優(yōu)，其純度就高，膨脹值就大：相反，含藍晶石礦物成分越少，其純度就低，膨脹值就小。藍晶石的熱膨脹性能還與其結晶大小、顆粒度有很大的關系。一般來說，結晶大、顆粒粗的要比結晶小、顆粒細的熱膨脹率大。例如在1400℃，0.5mm級藍晶石精礦的膨脹率為10%~12%，0.149mm級為8%~9%，而0.074mm級僅為6%左右。由于藍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%的藍晶石精礦做高溫膨脹劑，能保證整個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℃）不可逆地轉化為莫來石和方石英，同時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石靜靜轉化開始前，因無化學分解反應或晶型轉化，只是一般的物理性能顯示，故其膨脹曲線無明顯的變化。當溫度升到使莫來石結晶開始后，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。當硅線石礦物含有一定量的雜質(zhì)時，其膨脹率會出現(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℃左右時都達到最大值，這因為紅柱石轉化為莫來石的數(shù)量急劇增加，相變因素占據(jù)著主導地位。當溫度上升到1550℃以后，試樣則有明顯的收縮，這是因為相變引起的體積變化要遠低于燒結作用導致的致密化程度的緣故。進一步比較，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，莫來石化溫度就越提前，體積膨脹則相對減弱。