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耐火材料結(jié)合劑
眾所周知，耐火材料主要由耐火骨料、耐火粉料、結(jié)合劑、外加劑等原材料共同組成。常用的結(jié)合劑主要可以分為四大類，其結(jié)合機理都有所不同。
01鋁酸鈣水泥
鋁酸鈣水泥是以一鋁酸鈣(CaO·Al2O3)或二鋁酸鈣(CaO·2Al2O3)為主要礦物成分的水泥。它是以天然鋁礬土或工業(yè)氧化鋁與碳酸鈣(石灰石)按一定比例配合，經(jīng)煅燒或電熔而制成的，也有用鐵礬土與石灰石配合經(jīng)熔融而制成。
主要用于耐火澆注料、噴射料的結(jié)合劑;中低檔耐火澆注料(粘土、高鋁)用普通鋁酸鈣水泥;高檔耐火材料(剛玉、莫來石、鉻剛玉、剛玉尖晶石)用純鋁酸鈣水泥。
02磷酸及磷酸鹽
磷酸鹽結(jié)合為熱硬性結(jié)合。一般情況下，如不加水泥等促硬劑，需要在升溫條件下磷酸才能和耐火材料發(fā)生反應(yīng)形成化學(xué)結(jié)合。
受熱后，磷酸鹽結(jié)合相發(fā)生十分復(fù)雜的化學(xué)變化，具體情況視溫度的高低、結(jié)合劑的原始成分、耐火材料的成分、活性而變。例如，磷酸和工業(yè)氧化鋁的混合后，經(jīng)1200℃的熱處理，形成磷鋁石AlPO4·2H2O;經(jīng)200℃的熱處理，結(jié)合相仍為磷鋁礦經(jīng)350℃的熱處理，形成磷鋁礦AlPO4;;經(jīng)500°C以上的熱處理后，才開始形成磷石英和方石英期的AlPO4。
—般情況下，磷酸鋁結(jié)合相需要經(jīng)過500℃以上的熱處理才能在大氣中長期保持穩(wěn)定。因為，無水磷酸鋁AlPO4有多種晶型：除前述的磷石英型、方石英型、磷鋁礦型外，還有A、B、C、D、E等介穩(wěn)晶體。其中，A、B、C、D、E等介穩(wěn)磷酸鋁都會吸潮軟化。如果熱處理溫度不夠，又沒有足夠的促凝物質(zhì)，磷酸鹽結(jié)合耐火材料的性能和壽命將受到影響。
磷酸用于磷酸結(jié)合耐火磚、澆注料、火泥中;磷酸鋁用于酸性、中性耐材;六偏磷酸鈉可用于堿性耐火材料結(jié)合劑。
03水玻璃
水玻璃俗稱“泡花堿”“硅酸鈉”，是一種高度復(fù)雜的分散體系。水玻璃可以采用加熱硬化，也可以添加促硬劑使其發(fā)生化學(xué)固化。硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，硅酸鈉在以水為分散劑的體系中為無色、略帶色的透明或半透明粘稠狀液體。固體硅酸鈉為無色、略帶色的透明或半透明玻璃塊狀體。形態(tài)分為液體、固體、水淬三種。理論上稱這類物質(zhì)為“膠體”。水玻璃俗稱硅酸鈉，主要成分是硅。普通硅酸鈉為略帶淺藍色塊狀或顆粒狀固體，高溫高壓溶解后是略帶色的透明或半透明粘稠液體。硅酸鹽結(jié)合劑作為不定型耐火材料結(jié)合劑的主要品種為含堿金屬硅酸鹽，即通稱水玻璃。
水玻璃在耐火材料中應(yīng)用廣泛，酸性(硅質(zhì)、蠟石質(zhì))、中性(粘土、高鋁)、堿性(鎂質(zhì)、鎂鉻、鎂鋁)，定型、不定型均可使用。
04硅溶膠
硅溶膠是高級耐火材料的結(jié)合劑。對于定形耐火材料，硅溶膠結(jié)合劑起提高坯體強度、降低燒結(jié)溫度和拓寬燒結(jié)范圍的作用。對于不定形耐火材料，硅溶膠起助結(jié)合劑的作用，正確調(diào)配硅溶膠和化學(xué)外加劑可以在不影響凝結(jié)、固化速率，不降低干燥強度的前提下，通過大幅減少水泥摻里獲得顯著提髙耐火材料高溫性能的效果。比如，配制超低水泥耐火澆注料。
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