不定型耐火材料用结合剂如何分类

不定形耐火材料(unshaped refractories)由一定级配的骨料、粉料、结合剂和外加剂组成不定形状的不经烧成可供直接使用的耐火材料。

不定形耐火材料的耐火度应不低于1500℃，有些隔热不定形耐火材料的耐火度允许低于1500℃。

这类材料无固定的外形，呈松散状、浆状或泥膏状，因而也称为散状耐火材料，也可以制成预制块使用或构成无接缝的整体构筑物，也称为整体耐火材料。

不定形耐火材料具有工艺简单，生产周期短、节约能源、使用时整体性好、适应性强、便于机械化施工等特点。

简史不定形耐火材料是以耐火浇注料为基础而拓展的。

早在1918年法国已开始销售铝酸盐水泥，一般认为在1925年欧美国家才以铝酸盐水泥作为耐火浇注料的结合剂，在第二次世界大战时期，美国用耐火浇注料和耐火可塑料作为锅炉和石油设备内衬。

日本在1955年开始生产不定形耐火材料。

到1960年美、日、联邦德国不定形耐火材料分别占耐火材料产量的12.6％、1.6％和1.6％。

1966～1975年不定形耐火材料在工业发达国家实现了品种系列化，质量稳步提高、产量显著增长，1980年以前，美、日、联邦德国的不定形耐火材料产量已分别提高至37.1％、31.7％和36.8％，大致占耐火材料产量的三分之一或稍多一些。

20世纪80年代以后，工业发达国家耐火材料产量逐步有所下降，而不定形耐火材料产量并无太大变化，因而不定形耐火材料产量比率相应提高，如以日本为例：1976～1985年耐火材料产量从270万t左右降至200万t左右，而其中不定形耐火材料始终维持在90万t左右，其比率从34％提高到44％。

美国不定形耐火材料的比率已达到50％，西欧共同体为35％。

到90年代初，不定形耐火材料的产量已接近烧成耐火制品的产量，在耐火材料行业促成了巨大的变化，这也说明了不定形耐火材料的迅速发展。

中国的不定形耐火材料发展史要追溯至古代的原，始制陶时代和青铜器时代，当时所用的焙烧陶器的窑和冶炼青铜的炉(或坩埚)就是用可塑性的耐火粘土塑造或捣制而成的，这可以说就是原始的不定形耐火材料。

耐火浇注料是不定形耐火材料的一种，因施工方式为浇注式，又叫浇筑料。

其种类众多，具体有以下这些可供大家选择：
1、根据化学性质分为：耐酸浇注料、中性浇注料和耐碱浇注料。

2、根据结合剂成分分为：有机结合浇注料和无机结合浇注料，如树脂结合浇注料、水泥结合浇注料。

3、根据选用的结合剂结合方式分为：水硬性结合浇注料、气硬性结合浇注料、热硬性结合浇注料和陶瓷结合浇注料。

4、根据密度可分为：轻质浇注料和重质浇注料。

5、根据耐火原料分为：粘土浇注料、高铝浇注料、硅质浇注料、莫来石浇注料、刚玉浇注料、镁质浇注料、碳化硅浇注料等不同耐火原料为主的浇注料。

6、根据特性分为：高强耐磨浇注料、耐高温浇注料、低水泥浇注料、钢纤维浇注料、耐酸耐热浇注料、抗渣耐磨浇注料等多种具有特性的耐火浇注料。

不同维度的划分，耐火浇注料的种类不同，适用于的工业窑炉环境也不同，如钢包用铝镁浇注料，高炉出铁沟用铝碳化硅碳浇注料，浇注料使用范围广，可
根据工业窑炉环境，选择合适材质的产品。

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不定型耐火材料的分类
不定型耐火材料由具有一定粒度级配的耐火骨料和粉料、结合剂、外加剂混合而成的耐火材料，又称散状耐火材料。

用于热工设备衬里，不经烧成工序，直接烘烤使用。

同耐火砖比较，具有工艺简单（因省去烧成工序）、节约能源、成本低廉、便于机械化施工等特点。

在某些热工设备上使用效果比耐火砖好。

不定型耐火材料按施工方法和材料性质，不定形耐火材料可分为浇灌料、可塑料、捣打料、喷补料、投射料和涂料等。

不定型耐火材料种类很多，它还有别的分类如下：
1.按结合剂种类分：无机结合剂和有机结合剂，复合结合剂。

2.按耐火骨料分品种分类：重骨料和轻骨料。

3.按施工制作方法：耐火浇注料、耐火捣打料、耐火可塑料、耐火喷涂料、耐火投射料、耐火涂抹、耐火压入料、不烧砖、预制块儿、耐火泥浆或耐火泥。

4.按热处理方式可分为不烧制品、烧成制品和熔铸制品；按耐火度可分为普通耐火材料、高级耐火材料及特级耐火材料。

5.按化学性质可分为酸性耐火材料、中性耐火材料及碱性耐火材料。

6.按其密度可分为轻质耐火材料及重质耐火材料。

钢铁行业所用耐火材料占耐火材料总量的70%左右.耐火材料的主要作用是承受高温、磨损、腐蚀等作用,保护热工设备钢结构完好,提供较好的工作条件。

科泰耐火材料提醒您在选择耐火材料时要结合自身条件选择合适的种类，而且不定性耐火材料厂家有很多，请选择正规厂家。

不定型耐火材料1.1概论不定形耐火材料是由骨料、细粉和结合剂混合而成的散状耐火材料，必要时可加入适量外加剂。

它没有固定的外形，呈松散状、浆状或泥膏状，因而也称为散状耐火材料。

此外，不定形耐火材料可以制成预制块使用或制成无接缝的整体构筑物，因此也称为整体耐火材料。

不定形耐火材料具有生产工艺简单、生产周期短、节约能源、使用时整体性好、适应性强、便于机械化施工等特点。

不定形耐火材料的基本组成是骨料和细粉耐火材料，根据使用要求，可由各种材质组成。

为了使这些耐火物料结合为整体，加入适当品种和数量的结合剂，并根据不定形耐火材料具体要求加入少量的外加剂，以改善不定形耐火材料的可塑性、流动性、凝结性等。

不定形耐火材料的化学和矿物组成主要取决于所用的骨料和细粉，另外还与结合剂的品种和数量有密切的关系。

同时，它的使用性能在很大程度上取决于它的作业性能、施工方法和技术。

不定形耐火材料品种繁多，可根据材质种类、施工方法、结合方式等来分类。

按所用耐火材料材质可分为刚玉质、高铝质、粘土质、硅质、铝尖晶石质、镁质、碳化硅质、含碳质等不定形耐火材料。

按结合形式可分为：①水合结合（又称水硬性结合），室温下通过水化凝结而硬化。

②陶瓷结合，高温下，由于烧结形成的非晶质和晶质连接在一起的结合形式。

③化学结合，在室温或高温下，通过化学反应（不是水化反应）而产生的硬化，分为无机和有机结合两类。

④黏着结合，通过结合剂产生的吸附作用、扩散作用、静电作用而产生的复合结合。

⑤凝聚结合，通过微粒子（胶体粒子）之间相互吸引紧密接触，借助于范德华力而结合在一起。

如果有几种结合剂配合使用，根据在硬化过程中起主要作用的结合剂性质加以命名。

根据施工方式可分：①耐火捣打料，用捣打（机械或人工）方法施工的不定形耐火材料。

②耐火可塑料，具有较高的可塑性，以软坯状、块状或片状等状态交货，施工后加热硬化的不定形耐火材料。

③耐火浇注料，主要以粉状交货，加水或其他液体混合后浇注施工，亦可制备成预制件交货。

耐火材料常用的结合剂种类及性能应用说明铝酸钙水泥（1）铝酸钙水泥的矿物铝酸钙水泥中的主要矿物为铝酸一钙CA、二铝酸一钙CA₂、七铝酸十二钙Cl₂A₇和钙长石C₂AS。

烧制纯铝酸钙水泥时，矿物成分的变化如图1所示。

从图1可知：CA是纯铝酸钙水泥的主要矿物。

但是，纯铝酸钙水泥中还可能含有少量CA₂和C₁₂A7。

一般认为：CA具有很高的水硬活性，其特点是凝结正常、硬化迅速，为水泥强度的主要来源。

CA含量较高的水泥强度增进主要在早期，后期强度发展不显著。

CA₂水化、硬化较慢，早期强度低，但后期强度增进高。

CA₂含量过高时，水泥的快硬性能将受到影响。

C₁₂A7中的铝和钙的配位极不规则，其晶体结构中有大量孔腔，水化和凝结极快，强度不及CA高。

含有大量C₁₂A7时，水泥会出现快凝、强度降低和耐热性下降等现象。

但如果控制得当一些水泥中少量含有的C l₂A7,反倒可以起加速凝结和提高早期强度的作用。

一般情况下，钙长石C₂AS没有水硬性。

但是，如能设法使高铝水泥中的SiO₂形成CaO-Al₂O₃-S iO2玻璃，高铝水泥中的SiO₂就可能参与水化，高铝水泥的性能也就可能进一步提高。

（2）铝酸钙水泥的水化铝酸钙水泥遇水之后将发生水化。

水化、凝结、硬化和产生强度的过程如图2所示。

图2 铝酸钙水泥水化、凝结和硬化过程示意图从图2可知：遇水后，水泥矿物溶解水，溶液中Ca₂+和Al(OH)₄-等离子的浓度增高，电导率快速上升。

随后，离子浓度达到饱和，液相离子浓度不再増加，水化物结晶相缓慢地形成，水泥浆体逐步丧失流动能力。

第ID 阶段，水化反应大量进行，水泥浆体的温度和结合水含量增高，离子浓度降低，浆体开始硬化并产生强度。

铝酸钙水泥强度的来源主要是各种水化铝酸钙CχAHy和铝胶AH₃。

（3）铝酸钙水泥水化物的转变温度变化时，铝酸钙水泥水化产物的转变关系见表1.表1 不同温度下铝酸钙的水化产物从表1可知：CAH10、C₂AH₈都是介稳矿物。

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不定形耐火材料是指：由一定颗粒级配的耐火集料(骨料和粉料)，结合剂和外加剂组成的湿状一或半湿状、或干状，可直接用于构筑或修补工业窑炉衬体的耐火材料称为不定形耐火材料。

此类材料构筑衬体可形成无接缝整体内衬。

同烧成耐火制品比较，不定形耐火材料具有如下特点：（1）制备工艺简单，生产周期短，劳动生产率高；（2）适应性强，使用时不受工业窑炉结构形状限制，可制成任意形状；（3）整体性好，气密性好，热阻大，可降低工业炉热损失、省能源；（4）便于机械化施工，省工省时；（5）对于损坏的工业炉内衬易于用不定形耐火材料进行修补，延长衬体使用寿命、降低耐火材料消耗。

因此不定形耐火材料现己逐渐取代大部份烧成耐火制品而得到广泛应用，在冶金工业使用不定形耐火材料的比例己郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商，和中科院上海硅酸盐研究所成立玉发新材料研究中心研究生产多品种α氧化铝。

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占耐火材料总使用量的一半以上。

按施工工艺分类，不定形耐火材料可分为如下七大类：浇注耐火材料、可塑耐火材料、喷射耐火材料、涂抹（覆）耐火材料、挤压（压注）耐火材料、投射耐火材料、干式振捣（或填充）耐火材料等。

不定形耐火材料的制备工艺，包括材质的选择、颗粒级配的确定、结合剂和外加剂的选用、以及加工流程的确定，是根据使用条件和使用环境、以及所采用的施工方法来确定的。

配制不定形耐火材料的粒状原材料总称为耐火集料。

耐火集料分为骨料和粉料，集料颗粒粒径大于0.088mm(或0.074mm)的称为骨料，在不定形耐火材料中起骨架作用。

集料颗粒小于0.088mm(或0.074mm)称为粉料，由于它起着包埋骨料或充填于骨料颗粒之间空隙的作用，因此又称为基质，其中0.088mm至l0μm 的称为细粉，小于l0μm的称为超细粉(或微粉)。

我们可以根据Andreassn或者Dinger-funk粒度分布方程来进行颗粒级配。

目录第一章不定形耐火材料基础知识 (2)1.1 不定形耐火材料的定义 (2)1.2 不定形耐火材料的分类 (2)1.3 不定形耐火材料的特点和工艺流程 (4)第二章原材料及其要求 (6)第一节耐火骨料和粉料 (6)2.1.1 作用与要求 (6)2.1.2 几种重要骨料 (7)第二节不定形耐火材料用的结合剂 (16)2.2.1 概述 (16)2.2.2 暂时性结合剂 (18)2.2.3 碳素结合剂 (19)2.2.4 铝酸盐水泥 (20)2.2.5 硅酸盐结合剂 (23)2.2.6 磷酸及磷酸盐结合剂 (25)第三节不定形耐火材料的添加剂 (27)2.3.1 概述 (27)2.3.2 减水剂 (28)2.3.3 铝酸盐水泥结合用的减水剂 (30)2.3.4 不定形耐火材料用的分散剂 (30)2.3.5 不定形耐火材料用促凝剂和缓凝剂 (32)第三章耐火材料的组成和性质 (36)3.1 不定形耐火材料的化学矿物组成 (36)3.2 不定形耐火材料的组织结构 (38)3.3 不定形耐火材料的热学性质和导电性 (39)3.4 不定形耐火材料的力学性质 (40)3.5 不定形耐火材料的高温使用性能 (42)3.6 不定形耐火材料的施工性质 (44)第一章不定形耐火材料基本知识1.1不定形耐火材料的定义不定形耐火材料：不定形耐火材料是由耐火骨料和粉料、结合剂或另掺外加剂以一定比例组成的混合料，能直接使用或加适当的液体调配后使用。

即该料是一种不经过煅烧的新型耐火材料，其耐火度不低于1580℃。

骨料：指粒径大于0.088m m的颗粒料，它是不定形耐火材料组织结构中的主要材料，起骨架作用，它决定了不定形耐火材料的物理力学和高温性能，也是决定材料属性及应用范围的重要依据。

粉料：也称细粉，指粒径小于0.088m m的颗粒料，它是不定形耐火材料组织结构中的基质之一，在高温下起连接骨料的作用，使之获得物理力学和使用性能。

结合剂把由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，又称"胶结剂〞。

用作耐火材料的结合剂，不但要求具有较好的冷态和热态结合强度，而且要求具有较好的施工(成型)性能和使用性能。

分类耐火材料，尤其是不定形耐火材料所用的结合剂，随被结合材料的性能及用途不同而不同，品种繁多，一般按结合剂的化学性质和结合剂的硬化条件分类。

按结合剂的化学性质分有无机结合剂和有机结合剂。

(1)无机结合剂。

按其化合物性质可分为6类。

第1类为硅酸盐类。

包括硅酸钙水泥、水玻璃(包括硅酸钠、硅酸钾水玻璃)和结合粘土。

第2类为铝酸盐类。

包括普通铝酸钙水泥(也称矾土水泥或高铝水泥)、纯铝酸钙水泥、铝酸钡水泥、含尖晶石铝酸钙水泥等。

第3类为磷酸盐类。

包括磷酸、磷酸二氢铝、磷酸镁、磷酸铵、铝铬磷酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。

第4类为硫酸盐类。

包括硫酸镁、硫酸铝、硫酸铁等。

第5类为氯化物类。

包括氯化镁(卤水)、氯化铁、聚合氯化铝(又称碱式氯化铝)等。

第6类为溶胶类。

包括硅溶胶、铝溶胶、硅铝溶胶等。

(2)有机结合剂。

按制取方法分为两类。

第l类为天然有机物，即从天然有机物中别离出的，包括淀粉、糊精、阿拉伯树胶、海藻酸钠、纸浆废液、焦油和沥青等。

第2类为合成有机物，即通过化学反响或缩聚反响而合成的，包括甲阶酚醛树脂、线性酚醛树脂(又称酚醛清漆)、环氧树脂、t聚胺脂树脂、脲醛树脂、聚醋酸己烯脂、聚苯己烯、硅酸己酯、聚己烯醇类树脂、呋喃树脂等等。

按结合剂硬化条件分有水硬性、气硬性和热硬性结合剂。

(1)水硬性结合剂。

参加散状耐火材料集料中、加水混合均匀并成型后，在潮湿条件下养护才能发生正常的凝结与硬化的结合剂，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥。

(2)气硬性结合剂。

与散状耐火材料集料混合成型后，在自然枯燥条件(常温)下养护即可发生凝结与硬化的结合剂，这类结合剂使用时一般要加硬化剂，如水玻璃加氟硅酸钠，磷酸或磷酸二氢铝加铝酸钙水泥或氧化镁，氧化硅微粉加铝酸钙水泥或氧化镁等。