結合與基質系統在很大程度上甚至絕對性地決定著耐火澆注料的施工、烘烤和使用性能�？梢赃@么說，迄今所付出的一切努力都是為了兩大目的：一是盡可能減少由結合物引入的雜質組分，即實現“純凈化”;二是最大限度地降低結合物的揮發(fā)和分解對結構造成的破壞作用，即實現“穩(wěn)定化”。該趨勢體現在傳統的使用大量水泥的的水合結合己經先后被化學結合、水合+凝聚結合、使用了高純度的水硬性結合物的改進型水合結合和凝聚結合所取代這一事實。
值得指出的是，若不將澆注料的結合體系與其材質和用途相聯系，不顧結合劑用在什么系統，一味地爭論如鋁酸鈣水泥和SiO2微粉孰好孰壞是不合理的。
凝聚結合已經成為最先進的一種結合方式，正在引起不定形耐火材料工作者和用戶的關注。凝聚結合是指使具有或接近膠體粒子尺寸的微粒物質，依靠范德華力(包括氫鍵的吸引)發(fā)生凝聚而產生結合作用。
膠體類結合劑和超微粉與水構成的高濃度漿體在遲效促凝劑的作用下可產生這種結合。其主要優(yōu)點是：
(1)由結合劑引入的雜質下降甚至沒有雜質，導致高溫性能改善，使用溫度提高;
(2)不生成大量含結構水的水化產物，揮發(fā)和分解成份少，有利于材料受熱后結構和強度的保持;
(3)超細粉的表面活性高，有利于提高低、中溫的結合強度，降低燒結溫度;
(4)超細粉充分分散后可填充更細小的空間，有利于減水、改善流動性和提高致密度。
無水泥澆注料中使用凝聚結合的一個成功實例是所謂MgO-SiO2-H2O結合。該結合由無定形SiO2微粉、MgO細粉和水相互作用而形成的具有很高結合強度的MgO-SiO2-H2O凝膠。在加熱過程中，該結合體系在較大的溫度范圍內緩慢失水，伴隨少許失重，從而使得澆注料在首次加熱時有良好的抗爆裂性。
使用MgO-SiO2-H2O凝聚結合可以帶來如下優(yōu)點：
(1)由于結構中含有的結合水很少，分解作用很小，從而使得快速烘烤而不發(fā)生爆裂成為可能;
(2)可以避免由其他結合劑引入的雜質，如由水玻璃或聚磷酸鈉引入的Na2O和由鋁酸鈣水泥引入的CaO。隨著溫度升高，SiO2和MgO可以發(fā)生反應生成高熔點相鎂橄欖石(2MgO·SiO2，熔點1890℃);
(3)由于采用了SiO2微粉，澆注料具有很好的流動性和密實度。
在過去的30～40年里，整體澆注料的應用劇增，這類多功能混合料開辟了耐火材料產品使用的新天地。其中使用量大大提高的品種之一是低水泥澆注料。低水泥澆注料被廣泛用在那些要求高耐火度、抗腐蝕及抗剝蝕的地方。低水泥澆注料氣孔率低、組織均勻，在低溫至中溫范圍內強度高，并且因其含CaO量低而提高了高溫強度和抗腐蝕性。低水泥澆注料由于其在低水量時具有關鍵性細粉基質組成的合適的分布狀態(tài)，充分發(fā)揮其性能。大量的研究結果表明，低含水量對澆注料性能十分重要，物料含水量的變化對其物理性能有直接影響。通過增加含水量來提高物料流動性的方法，實際上會對性能產生有害影響。許多實例表明：當水分超量0.5～1wt%時，其強度下降50%以上;并且在振動時，會導致物料的脫落和偏析。
鋁酸鈣水化產物CAH10，C2AH8，C3AH6、及AH3的穩(wěn)定溫度范圍分別約為0～20℃，20～60℃，30～350℃及0～350℃。在200～350℃，AH3脫水轉變成Al2O3，C3AH6轉變成C12A7和CaO;在600～1000℃溫度區(qū)間，C12A7和CaO反應生成CA;在1000～1300℃溫度區(qū)間，CA和A反應生成CA2;當溫度提高至1400～1600℃時，CA2和Al2O3反應生成CA6。
磷酸鹽外加劑的使用使水化物變成無定型或結晶度很差的物質。試樣的氣孔率和結構的完整性分別因生成上述水化物而得以降低和提高，從而使鋁酸鈣水泥混凝土的強度得以改善。在1000～1200℃，鋁酸鈣水泥混凝土發(fā)生大幅度的強度降低。發(fā)現這種降低可歸因于水化物結構向陶瓷化結構更替中化學反應導致的體積變化和形成疏松的結構。
CA6與剛玉具有完全不同的結構，體積密度比剛玉小得多，因此CA6的形成會導致試樣的體積膨脹，宏觀上的線變化為正值就是這種微觀膨脹的反應。鋁酸鈣水泥中含有較多的CA相和玻璃相，且CA相晶體發(fā)育完全，并呈細粒狀。玻璃相在剛玉澆注料中與剛玉相形成緊密的晶間無定形結合而呈過渡狀態(tài)，類似直接結合，因而使?jié)沧⒘暇哂休^高的冷態(tài)強度。適量的水泥是澆注料獲得流動性的必要條件，過多或過少都將影響澆注料的流動性，進而影響自流澆注料的其它性能。鋁酸鈣水泥的膠凝作用是澆注料常溫強度的主要來源，但因為鋁酸鈣水泥中CaO在高溫下與Al2O3，SiO2等組分形成低熔相，會降低澆注料的高溫強度。因此，既要保證澆注料的常溫強度，又不損失制品的高溫使用性能，水泥加入量必有一個最佳值。
