三石是指蓝晶石、硅线石和红柱石三种高铝硅酸盐矿物，也称为蓝晶石族矿物，他们是同质异形体，它们具有同一分子式（AL2O3·SiO2）,理论组成为AL2O3含量为63.1%，SiO2 含量为36.9%。但是因为生长条件不同，晶体结构不同。蓝晶石则属于三斜晶系，它的结构式为AL2[SiO4]O，而硅线石和红柱石则都属于斜方晶系，他们的结构式分别为AL[ALSiO5]和ALO[ALSiO4].他们是3个同质异形体，
“三石”矿物的最重要性质是它们的热膨胀性能，由于物理化学性质（包括结晶构造和密度等）的不同，加热时均产生一定的体积膨胀，蓝晶石的膨胀最大，硅线石次之，红柱石最小。他们的一些基本特性列于下表
蓝晶石在加热过程中出现永久的自己膨胀而分解，体积密度下降到3.1g/cm³左右。在1000℃以前膨胀性能较小，超过此温度线膨胀速度大，1500℃时膨胀率可达到16%。影响蓝晶石膨胀值的因素除了自身矿物特性及纯度外，还与其结晶尺度及原料颗粒等因素有关。蓝晶石的纯度是指料中蓝晶石矿物成分的多少。含蓝晶石矿物成分越多时品质越优，其纯度就高，膨胀值就大：相反，含蓝晶石矿物成分越少，其纯度就低，膨胀值就小。蓝晶石的热膨胀性能还与其结晶大小、颗粒度有很大的关系。一般来说，结晶大、颗粒粗的要比结晶小、颗粒细的热膨胀率大。例如在1400℃，0.5mm级蓝晶石精矿的膨胀率为10%~12%，0.149mm级为8%~9%，而0.074mm级仅为6%左右。由于蓝晶石受热体积膨胀显著，因而常在冶金工业炉中做不定型耐火材料。在不定形耐火材料中加入5%~15%的蓝晶石精矿做高温膨胀剂，能保证整个耐火材料的体积膨胀。
硅线石具有高温下体积膨胀、冷却后不收缩的永久膨胀性能，并在高温（1500~1550℃）不可逆地转化为莫来石和方石英，同时伴随着有一定的体积膨胀随温度的升高可以看到硅线石精矿的线膨胀变化，由于质纯的硅线石矿物在莫来石静静转化开始前，因无化学分解反应或晶型转化，只是一般的物理性能显示，故其膨胀曲线无明显的变化。当温度升到使莫来石结晶开始后，膨胀曲线随着温度的变化，材发生急剧的上升，膨胀率显著增大。当硅线石矿物含有一定量的杂质时，其膨胀率会出现波折起伏的变化。由此看出，矿样中硅线石矿物含量高且品质 又好时它就具有较好的高温性能。
在“三石”矿物中，红柱石的热膨胀是最小的，以河南红柱石为例，选取其中的两种组分：红柱石精矿（AL2O3 60.03% , SiO2 38.88% ,杂质 1.12 %）和红柱石粗晶体（AL2O3 54.86% , SiO2 40.78% ,杂质 4.30 %）它们的热膨胀曲线，红柱石精矿和红柱石粗晶体两种试样的膨胀区域主要是处在1350~1450℃，并在1400℃左右时都达到最大值，这因为红柱石转化为莫来石的数量急剧增加，相变因素占据着主导地位。当温度上升到1550℃以后，试样则有明显的收缩，这是因为相变引起的体积变化要远低于烧结作用导致的致密化程度的缘故。进一步比较，还可以发现红柱石从开始分解直至完全莫来石化的温度范围内，粒度的变化起着非常重要的作用，可成为制约其体积变化的因素。另外，原料内杂质的含量也影响着红柱石的热膨胀性，杂质的含量越高，莫来石化温度就越提前，体积膨胀则相对减弱。