对于耐火材料来说，其主原料非常重要，但其结合剂也是不可缺少的成分之一。要生产出高性能的耐火材料，除了要选用优良的原料以外，还要对结合剂的问题有所注重，它起到的作用也很大。特别是对于一些不定形耐火材料，其结合剂也决定着产品的功能。这就是说不定形耐火材料不象成形产品那样需要成形烧成，它也有多种不同成形的方法。近年来随着不定形耐火材料的迅速发展与施工方法的改进，对结合剂也寄于了更大的期望，它在耐火材料应用领域的地位也变得更加重要。

至于结合剂的概念，下定义也是比较困难的，有着不同的说法。在此一般是指：将耐火粗颗粒料和粉料组成的散状耐火材料胶结在一起的物质，称“胶结剂”或“粘结剂”。按此定义，其结合剂应具有以下几项性能：① 能常温硬化; ② 硬化时体积变化; ③ 到高温时也有强度; ④ 不能降低耐火性能; ⑤ 对人体和环境没有影响; ⑥ 成本低; ⑦ 供应稳定等。如高铝水泥，硅酸钠和磷酸铝都能满足以上要求，并有了广泛应用，所以它在耐火材料中应用也应如此。

在耐火材料结合剂的分类上，其方法也有多种，只从硬化作用角度上来进行分类，一般情况下需考虑到粘着结合和陶瓷结合两方面并用的因素。但是，对于不定形耐火材料来说，只需考虑粘着结合的分类就行。

一般来说，结合剂在不定形耐火材料中的硬化作用，它可以分为多种结合形式，其结合形式也有各自的适用范围与特点。现就各种结合方式进行分析。

01粘着结合

在反应结合中不加硬化剂或者有机磷膏状剂等，且不发生硬化反应，依靠粘着性进行结合。实际上就是与高温下的陶瓷结合并用，在硬化时必须加热，且不定形耐火材料过去多半利用粘着结合，使用纸浆废液、糊精、羧基甲醚纤维素作结合剂。浇注料、耐火可塑料、喷补料、火泥等，就是被粘着的耐火材料，主要使用该结合剂。

02凝聚结合

是指分散状态的粘土或氧化物悬体由于凝集而产生的硬化反应。以前利用这一方式研制的不定形耐火材料只有捣打料及耐火可塑料，不包括浇注料。近年来分散及凝集的研究，实行了浇注法施工。根据利用分散剂及凝集剂的作用不断研究出新形浇注料，不局限把浇注料只分为水合结合和反应结合两类，而是把所研制成功的浇注料作为另种浇注料来分类。这些浇注料是利用粘土与氧化物超细粉在水中的分散凝集作用制成的，也称粘土结合浇注料或超细粉结合浇注料。该凝聚结合的浇注料分以下几类：

① 粘土结合浇注料。其组成成分为粘土、氧化铝水泥、分散剂。以粘土为主体时，把氧化铝水泥作为凝集剂使用，或者以氧化铝水泥为主体时，利用粘土的分散凝集作用和氧化铝水泥的凝聚作用。用氧化铝水泥属于水化结合。

② 超细粉结合浇注料。利用超细粉(SiO2、Al 2O3、TiO2、Cr2O3等)代替粘土的分散凝聚作用时， 基本上属于同类结合。同时使用高铝水泥和粘土时，为保障使用时间，需使凝聚剂在某个时间内不起作用，即应加入具有金属离子封锁能力的添加剂。实际所用的分散剂为磷酸盐聚丙烯酸盐等。利用分散凝集作用研制的新形浇注料，其优点：质地致密(因加水量少);低熔点生成物少 (高铝水泥等结合剂数量少)。缺点：要注意干燥和硬化时间及可使用时间的控制。

③ 高铝水泥结合的浇注料。其组成成分为高铝水泥、氧化铝细粉、分散剂及凝结调节剂。它能提高高铝水泥中的 Al2O3 含量，就是为改善水合结合。应用氧化铝水泥在分散凝集方面比较适用，因利用了氧化铝细粉的凝集效果，所以人们易选用它作为凝集结合的一种结合剂。它为羟基羧酸盐、碳酸钠、聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐、磺酸系阴离子表面活性剂等。

03化学结合

系指利用酸或碱等的化学反应所产生的结合，具有代表性的是磷酸盐系统、碱金属硅酸盐系统。近年来又利用了酚醛树脂一类结合剂，在常温或干燥温度下发生反应硬化 (树脂结合)。

① 磷酸盐+ 硬化剂。多将磷酸铝与氧化镁配合使用。各种磷酸盐类结合剂，以及氧化镁以外的硬化剂是近年研制的，一般使用起来较困难。因此，除特殊用途外，不使用这类结合剂。

② 碱金属硅酸盐 + 硬化剂。采用硅酸钠(水玻璃)与硬化剂氟硅化钠反应而生成 nSiO2 起结合作用，反应过程如下：不论是哪种反应，其生成物为低熔点物质，所以不能用来作高温结合剂，多半用来生产低温用耐火浇注料。

③ 酚醛树脂 + 硬化剂。不定形耐火材料需要常温硬化时，多采用甲阶酚醛树脂及硬化剂。

04水化结合

对于不定形耐火材料，主要使用高铝水泥作水合结合的代表性结合剂，利用氧化铝细粉或分散剂，可以起到结合作用。

05陶瓷结合

该结合法需用一定的热量，一般很少单独使用，而且还需要采用与常温结合不同的结合剂。具代表性的结合剂为粘土，常温时起凝集结合作用，高温时起陶瓷结合作用。虽然粘土存在一些缺点，但用它作不定形耐火材料的结合剂时也有着许多优点，可用于生产凝集结合形浇注料。其次，可用金属粉作陶瓷结合剂，特别是采用硅粉及铝粉者居多。加入金属粉的优点：在较大范围内提高高温强度。再者，Si 与 C 发生反应，生成 β-SiC，而金属 Al 与之反应则生成 Al4C3。如果发生氧化，仅形成 SiO2 及 Al2O3，在耐火材料组成方面较少出现问题。由于金属铝和硅除了作为结合剂使用外，还可以用含碳耐火材料的防氧化剂及耐火浇注料的防爆剂。所以，使用金属粉也有许多突出的优点，但其反应能力强，在不定形耐火材料中使用时要限制和控制。

1. 提高纯度和熔点方面。通常使用的结合剂容易生成较多的低熔点相，应将低熔点结合剂改为高熔点结合剂，且其加入量也应适当减少。比如：高铝水泥 →高铝浇注料(含高铝水泥 15%左右)→凝集结合浇注料(含高铝水泥 2%～5%)。

2. 降低水分方面。对于不定形耐火材料，施工中用水混练时，必须进行干燥，且水分越多，越容易形成多孔体。就耐火材料的强度和抗侵蚀性而言，气孔越少，其性能越好。

3. 结合剂配合使用方面。各种结合剂的配合使用也很重要。将硬化形式不同的，且特点也不同的各种结合剂配合使用，可使不定形耐火材料从低温到高温具有均匀的强度，并为防止脱落。

随着结合剂性能的提高，加上多种结合剂配合的使用，从而导致了处理的复杂化，且可使用时间及硬化时间的控制也更加困难。所以，性能优异、使用方便和贮存效果好的结合剂亟待研究。除了要求不定形耐火材料具有较高的性能之外，还要求降低其价格。不管怎样，研究如何降低结合剂的价格和提高结合剂及其产品是质量的关键。

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