耐火材料分為定形和不定形產品，結合方式有:1.水化結合、2.化學結合、3.縮聚結合、4.陶瓷結合(燒結結合)、5.粘著(粘附)結合、6.凝聚結合。

 

 

耐火材料的組合劑根據其化學性質也有所不同。常見的組合機制有6種。一般來說，一種組合劑有其特定的組合機制，但有時會同時出現幾種組合機制，但有主次之分。這對材料設計非常重要，有時可以通過某種組合劑的主次組合機制來滿足特殊要求。

各種制造耐火產品的粉末主要由大于膠體顆粒的顆粒組成，只有一小部分屬于膠體顆粒。

 

基質是什么?

耐火材料中大晶體或骨料（分散系統中的分散相）間隙中的物質（分散系統中的分散介質）稱為基質。例如，硅磚由嵌入玻璃基質中的氧化硅組成；粘土耐火材料由嵌入莫來石和方形石英的大量非晶形石英組成。有些人還將填充在主晶體間隙中的材料稱為基質，而不是耐火產品的主晶體。

不定形耐火材料是各種耐火原料、粘合劑和添加劑的聚合物混合物。沒有固定的外部特性，是松散的。漿液或糊狀，因此也被稱為松散的耐火材料。在現場施工和制備預制件時，混合物之間的物理和化學反應首先取決于配方設計中使用的原材料。使用粘合劑和添加劑可以提高不定形耐火材料的可塑性、流動性、凝結性和高溫使用性。

 

結合劑選用耐火材料

耐火材料組合劑有60多種，組合機制不同。在耐火材料的生產中，組合劑的選擇應根據耐火材料本身的材料、成型或施工方法和材料使用性能的要求進行合理的選擇。具體選擇應遵循以下三點：

①材料匹配原則中選擇的粘合劑應適應所使用的耐火原料的性能。如果硅酸鋁和剛玉不燃燒耐火產品，可選擇磷酸鹽。磷酸二氫鋁。硫酸鋁等酸性粘合劑；鎂。鎂鋁或鋁鎂。鎂鉻等堿性或弱堿性不燃燒耐火產品應選擇堿性粘合劑，如水玻璃。三聚磷酸鈉。六部分磷酸鈉等。；含碳或碳化硅不燃燒耐火產品可選擇瀝青。酚醛樹脂和其他碳素粘合劑。

②產品是否經過燒成機壓或搗成型的燒成耐火產品，可選用臨時結合劑，

如紙漿廢液、糊精、羥甲基纖維素、淀粉等；機壓或搗碎的不燒制品應選用性粘合劑。

③除了材料匹配。除了滿足終性能的要求外，還應考慮施工方法的適應性，即粘合劑的硬化方法。硬化時間對材料流變性、滲透性、粘結性和鋪裝性的影響。

澆筑材料應選能產生水化結合、化學結合或凝聚結合的結合劑，如硅酸鋁。剛玉澆注料可選用鋁酸鈣水泥、磷酸或磷酸二氫鋁加硬化劑、水玻璃加氟硅酸鈉硬化劑、氧化物超微粉加分散劑、延遲硬化劑等作為結合劑；可塑料和搗碎料應選用氣硬性能產生化學結合、凝聚結合或粘結結合劑，如硅酸鋁可塑料可選用磷酸二氫鋁、硫酸鋁和粘土作為結合劑；噴射料應選用能產生化學結合或水化結合的結合劑，如堿性(鎂)噴涂料可選用聚磷酸鈉(三聚磷酸納或六偏磷酸鈉)和羥甲基纖維素作為結合劑，也可選用鋁酸鈣水泥作為結合劑(用于冷態噴涂)，而硅酸鋁噴涂或噴涂料可選用純鋁酸鈣水泥、固態磷酸二氫鋁、固態水玻璃等。

不定形耐火材料可根據主要原材料類型、組合方法和施工方法進行分類，品種繁多。常用粘合劑的性能直接影響其常溫、常溫、中溫、高溫性能等。不同的材料有不同的組合方法和粘合劑。

 

不定形耐火材料澆注料的三種組合

水泥結合。

物理化學作用直接發生在水泥水化產物之間；

水化產品與硅灰、鍛高嶺土微粉、煅燒氧化鋁微粉等具有火山灰活性物質表面物理化學作用的結合。

化學結合

結合劑與耐火材料的反應；

復合產生的上述兩種方法的結合。

 

凝結結合

指微粉凝結產生的組合。凝結結合有兩個關鍵點:增加固相體積，減少液相體積，降低氣孔率，提高微粉之間的粘結力。這或多或少與水泥結合有關。

 

如何按組合方式對不定形耐火材料進行分類？

不定形耐火材料的結合劑可分為水合結合、化學結合、陶瓷結合、粘合結合和凝聚結合。

（1）水合結合：使用的結合劑包括鋁酸鈣水泥、硅酸鹽水泥、β-A2lo3等。水合結合是在室溫下水化反射產物的幫助下產生的。

水結合的膠結材料在室溫下需要一定的時間進行水化反應，因此有一定的凝結和硬化時間。這種材料主要用作熔鋁爐耐火澆筑材料的粘合劑。

（2）化學結合:使用的結合劑包括磷酸鹽或磷酸鹽(添加或不添加硬化劑)、硅酸鈉或硅酸鉀(添加或不添加硬化劑)、酚醛樹脂添加硬化劑等。它們是通過粘合劑與耐火材料(氧化物骨料)或粘合劑與硬化劑在室溫下發生化學反應或加熱時或加熱時發生化學反應，產生新的化合物或聚合物(縮合)交聯，所以有的還含有聚合結合。

加入硬化劑時，化學結合劑主要用作熔鋁爐耐火澆注料的結合劑，不加入硬化劑時，可作為塑料和涂料的結合劑。

 

(3)陶瓷組合:或低溫燒結組合，是在不定形耐火材料中加入能降低燒結溫度的添加劑或金屬粉末，以大大降低液相溫度，促進低溫下固-液體反應，形成低溫燒結組合。使用的低溫燒結添加劑包括一些硼酸鹽、氟化物、硼、鈉玻璃等。金屬粉末包括SialMMg等粉末。燒結添加劑的使用是在500-1000℃的低溫下，首先產生粘性液相，將骨料顆粒粘結在一起，然后隨著溫度的升高，依靠液-固體之間的高溫化學反應，產生熔化溫度較高的化合物，如在剛玉干振動料中加入少量硼酐，硼酐在577℃熔化產生粘性液腥，然后與a-a2lo3發生液-固反應產生熔化溫度較高的化合物2a2lo32b2o3(不一致熔化溫度103℃).9a2lo3(不一致熔化溫度1950℃)。

該組合劑主要用作干式振動料的組合劑，干式振動料可用作感應爐內襯和高溫熔融流槽、容器等內襯。

 

（4）粘結：粘結（粘結）粘結劑多為糊精、糖蜜、阿拉伯膠、紙漿廢液、甲基纖維素、瀝青聚乙烯乙烯基聚合物、酚醛樹脂等有機組合劑，部分為臨時組合劑，高溫處理后燃燒，部分為組合劑，高溫處理后碳化形成碳組合，部分無機組合劑具有磷酸二氫鋁、水玻璃等粘結作用。

粘結結合劑多用作耐火泥漿、涂料、噴涂料和搗碎料的結合劑，含碳和碳化硅不定形耐火材料多用于這種結合劑。

(5)凝聚結合:粘土微粉、氧化物超微粉(SiO2.A2lO3.TiO2.Cr2O3等)可產生凝聚結合的材料。).硅溶膠.鋁溶膠和磚鋁溶膠，凝聚結合是通過顆粒(膠體顆粒)相互吸引密切接觸，在范德華力的幫助下結合在一起，但須添加凝聚劑使膠體顆粒凝結和結合。

冷凝材料主要用作熔鋁爐耐火澆注料的結合劑，也可用作耐火搗打料、涂料等的結合劑。

 

陶瓷結合不定形耐火材料的原理

陶瓷結合不定形耐火材料，主要是工藝加工，使某些氧化物(SiO2、Al2O3等)的高濃度泥漿具有粘結性能。確定離子電位值高的氧化物與水形成高濃度泥漿，隨水的排除而凝結，

由于高濃度泥漿硬化產品具有較大的強度，硅氧烷結合形成。在高濃度泥漿+氧化物填料系統中，填料表面原子參與凝結反應，泥漿與填料形成相同的鍵合。泥漿與填料接觸也有氫鍵，以增強泥漿的粘結性能。發生了所謂的冷燒結。如果形成和干燥的陶瓷半成品（填料+泥漿），在液體介質（堿、酸、鹽等）中保持健康，根據陶瓷成分的化學活性，然后干燥或水熱處理，但也增加內聚強度。根據處理形式，陶瓷的孔隙率及其化學成分與原半成品相比沒有太大變化（或實際上沒有變化）。該陶瓷的使用強度（在許多情況下與材料項目相比）是加強化學活性接觸（加強化學活性接觸過程）的結果。

陶瓷不定形耐火材料是一種不均勻、多分散的復合物，由50%~70%(按體積)的大顆粒(大塊)陶瓷骨料組成，顆粒之間的孔隙由細分散的泥漿填充(填充)。不同性質(化學成分、變態結構)的骨料和泥漿的固相可能與多孔、單顆粒和多顆粒相同。

 

陶瓷不定形耐火材料有兩種基本類型——定位堅硬的骨架(骨料顆粒直接接觸)和漂浮的骨架(骨料顆粒不直接接觸)。硬骨架材料的成型采用單獨堆積的方法。起初，模型填充無孔或多孔骨料，后來在骨料模型中填充泥漿。陶瓷不定形耐火材料的漂浮骨架按一般混合成型工藝進行。

陶瓷不定形耐火材料的制備可以像不成型(搗碎型材)一樣成型(類似陶瓷制品的成型)，不燒制。

根據陶瓷不定形耐火材料的原理，可以生產指定尺寸（包括大型）的大型產品和均勻密度。陶瓷不定形耐火材料的性質位于燃燒和不燃燒耐火材料之間的中間。其主要區別在于體積不變性高，無坍塌強度。