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  无水泥浇注料是一种不用水泥而依靠加超微粉或溶胶产生凝聚结合的可浇注耐火材料。它与非水泥耐火浇注料有区别，非水泥耐火浇注料是不用水泥而依靠加入化学结合剂而产生结合的耐火浇注料（又称化学结合浇注料）。无水泥耐火浇注料是用与浇注料主要材料材质的化学成分相似的氧化物或合成化合物超微粉或氧化物溶胶作为结合剂。由于用超微粉或溶胶作结合剂，杂质含量低，因而不降低浇注料的耐火度和抗渣侵蚀性，而且在使用中可以产生自结合，有助于提高高温结构强度。

  组成

  无水泥浇注料是由耐火骨料和粉料、氧化物超微粉或溶胶、微量的解胶剂（或反絮凝剂）和适量的迟效性硬化剂组成的。

  耐火骨料和粉料：如铝矾土、刚玉骨料等。例如在一种无水泥浇注料的制备中，会用到铝矾土50-70份、刚玉骨料20-30份。

  氧化物超微粉：所用的超微粉系指小于1μm的微粒。无水泥浇注料中所用的氧化物超微粉有SiO₂、Al₂O₃、Cr₂、ZrO₂等。其中采用较多的是SiO₂微粉，它是在金属硅、硅铁合金冶炼过程中回收的烟尘，其平均粒径为0.5μm，呈球状，表面积很大，且为无定形物质，活性很高，因而具有较好的结合强度。

  溶胶：主要有氧化铝和氧化硅溶胶。氧化硅溶胶是用水玻璃经离子交换除去Na离子后而制成的，也有用硅酸乙酯经水解后而制成的。制备铝溶胶的方法有几种，简单的方法 是用金属铝与盐酸或三氯化铝反应制取。溶胶的胶粒大小在0.1 - 1μm之间，为胶体分散，具有很高的表面自由能，属热力学不稳定体系，因此加入凝胶剂（电解质）便可产生凝聚而赋予制品一定的结合强度。

  解胶剂和迟效性硬化剂：解胶剂（分散剂）先使浇注料中的超微粉或胶粒发生均匀分散或解胶作用，使浇注料具有一定的流动性（或触变性）；迟效性硬化剂在经过震动成型后，使浇注料发生凝结和硬化。

  凝结硬化机理

  无水泥浇注料的凝结硬化机理为凝聚结合机理。靠加入的解胶剂（分散剂），先使浇注料中的超微粉或胶粒发生均匀分散或解胶作用，使浇注料具有一定的流动性（或触变性），经过震动成型后，再靠原先加入的迟效凝胶剂使浇注料发生凝结和硬化。凝胶剂是一种电解质类化合物，溶于水中能解离出与胶粒表面所带电性相反的反离子物质。当胶粒表面吸附反离子达到“等电点”（即胶粒不带电）时，胶粒便发生凝聚作用，再通过干燥作用便发生硬化，因此无水泥耐火浇注料的硬化过程较慢。

  性能特点

  耐火度高：浇注料中CaO含量较低，可减少材料中低共熔相的生成，从而提高了耐火度。用氧化物超微粉或溶胶结合的无水泥浇注料，因杂质含量低，材料内低共熔物相更少，其耐火度优于低水泥和超低水泥浇注料。

  高温强度和抗侵蚀性好：在使用中可以产生自结合，有助于提高高温结构强度，抗侵蚀性也较强。

  气孔率低，体积密度高：浇注料的拌和用水量只有普通耐火浇注料的1/2 - 1/3（约4% - 6%），因而气孔率低，体积密度高。

  强度随温度升高而提高：成型养护后生成的水泥水化物少，甚至无，加热烘烤时不存在大量水合键破坏而使中温强度下降，随着热处理温度的提高而逐渐烧结，强度也逐渐提高。

  分类

  按材质分类

  硅酸铝质：如硅酸铝质的无水泥浇注料烧后会发生微膨胀，可用氧化硅超微粉或氧化铝超微粉与氧化硅超微粉配合使用，或用硅溶胶做结合剂。

  莫来石质：莫来石质无水泥浇注料具有优良的耐高温性能、良好的抗侵蚀性和抗热震性，可用于各种高温烧嘴内衬、加热炉水冷管包扎衬等。

  刚玉质：刚玉质浇注料应当用氧化铝超微粉或氧化铝超微粉加氧化硅超微粉。刚玉质的无水泥浇注料高温性优良，但会发生收缩。例如一种加热炉用高强无水泥刚玉浇注料，包括电熔棕刚玉骨料和细粉、二氧化硅微粉、活性氧化铝微粉等。

  镁质系列和碳化硅系列：不同材质的无水泥浇注料在性能和应用上各有特点，可根据具体需求选择。

  按结合剂分类

  氧化物超微粉结合：如SiO₂微粉结合的无水泥浇注料，SiO₂微粉在金属硅、硅铁合金冶炼过程中回收，活性高，能产生较好的结合强度。

  硅溶胶、铝溶胶结合：以硅溶胶或铝溶胶作为结合剂，结合剂为纳米级硅溶胶。

  两者配合结合：将氧化物超微粉与溶胶配合起来使用作为结合剂。

  应用领域

  冶金工业

  盛钢桶内衬：无水泥浇注料的耐火度、抗侵蚀性和高温结构强度好，能满足盛钢桶在盛装钢水时的高温和侵蚀环境要求，延长盛钢桶的使用寿命。

  感应炉整体内衬：可承受感应炉内的高温和热震，保证感应炉的正常运行。

  石灰工业

  在石灰窑等设备中，无水泥浇注料可用于内衬，抵抗高温和石灰的侵蚀，提高设备的稳定性和生产效率。

  水泥行业

  水泥窑的一些部位，如牛鼻子区域等，使用无水泥浇注料能提高其使用寿命，减少维修次数，降低生产成本。

  玻璃工业

  玻璃窑槽底等部位需要耐高温、抗侵蚀的材料，无水泥浇注料可以满足这些要求，保证玻璃生产的质量和连续性。

  陶瓷工业

  在陶瓷窑炉中，无水泥浇注料可用于内衬，为陶瓷烧制提供稳定的高温环境，提高陶瓷产品的质量。

  与低水泥浇注料的区别

  结合剂不同

  无水泥浇注料不用高铝水泥做结合剂，依靠溶胶、树脂、磷酸、水玻璃等结合。例如磷酸结合的无水泥浇注料使用温度高，强度也更好。

  低水泥浇注料是用高标号耐火水泥，降低加入量结合的浇注料，高铝水泥加入量低于6%的为低水泥浇注料，一般的浇注料高铝水泥加入量为12-15%，轻质浇注料加入量会更高。不同原料档次的低水泥浇注料会加入不同标号的耐火水泥，如刚玉浇注料加入CA-70或是CA-80标号的纯铝酸钙水泥。

  性能差异

  无水泥浇注料因溶胶作结合，杂质含量低，其耐火度和抗熔渣侵蚀性更好，有助于提高温度和内在的结构强度。

  低水泥浇注料在施工时是先搅拌骨料后结合剂，要加入一定比例的饮用水使用；无水泥浇注料凝结速度慢，如磷酸做结合剂的浇注料，结合剂还要分二次加入，不能一次加入使用，先加入一部分，经过困料10个小时后，再加入另一部分结合剂，才能投入使用。

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