低水泥耐火澆注料是近年來應(yīng)用非常廣泛的不定形耐火材料，主要有硅酸鋁質(zhì)、鎂質(zhì)和硅質(zhì)等品種，其中開發(fā)最早、基礎(chǔ)研究工作最深和應(yīng)用最多的是硅酸鋁質(zhì)低水泥耐火澆注料。低水泥耐火澆注料的強(qiáng)度，比鋁酸鹽水泥耐火澆注料有非常大的提高，這是由多種因素造成的，其中超微粉的摻加與高效外加劑的巧妙使用，是起重要作用的。低水泥耐火澆注料的配制工藝要求較嚴(yán)，因此影響性能的因素較多。低水泥耐火澆注料的配制原則，是合理選擇顆粒級配、超微粉和外加劑品種及其用量。也就是說，超微粉、鋁酸鹽水泥和外加劑、耐火骨料、水用量，這些都是影響其性能的重要因素。
配制原則
耐火骨料和粉料系用煅燒良好的黏土熟料和高鋁礬土熟料制作。耐火骨料的最大粒徑，根據(jù)工程襯體的厚度而定，一般為10mm。其顆粒級配：10~5mm，30%~40%;5~3mm，20%~30%;3~0.15mm，30%~40%。一般來說，配制低水泥耐火澆注料時，較少用統(tǒng)料，而是用三級級配或四級級配，以達(dá)到最大的堆積密度。耐火骨料用量為68%~72%。
耐火粉料一般用二級、一級或特級高鋁礬土熟料作原料，粉磨后應(yīng)進(jìn)行除鐵處理，其細(xì)度<0.09mm或<0.044mm的應(yīng)≥90%。配制時，可單獨(dú)用，也可按比例配合使用。有時還摻加同樣細(xì)度的氧化鋁粉、白剛玉粉或棕剛玉粉等高檔材料，以提高低水泥耐火澆注料的基質(zhì)性能。耐火粉料用量為18%~25%。其中如摻高檔材料，用量為5%~10%。
耐火超微粉品種較多，國內(nèi)外普遍采用活性SiO₂粉(即硅灰)，還用α-Al₂O₃粉、Cr₂O₃粉和SiC粉等。其用量為2%~12%。
耐火粉料和超微粉的合計用量為28%~32%。應(yīng)當(dāng)指出，低水泥耐火澆注料的品種不同，超微粉用量也不同，均有相應(yīng)的最佳用量，需經(jīng)試驗(yàn)確定。經(jīng)驗(yàn)的最佳用量為4%~10%。
在低水泥耐火澆注料中，采用的外加劑，主要是高效減水劑和分散劑，其品種有NNO、MF、NF、JN、SM，腐殖酸、檸檬酸和酒石酸等及其鹽類，三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和硼酸等，用量一般為0.03%~1.0%。選用外加劑時，應(yīng)與超微粉配伍，同時應(yīng)考慮材料的來源、使用方便及其成本。一般來說，有機(jī)外加劑的減水和分散效果，優(yōu)于無機(jī)外加劑。另外，還摻加膨脹劑，如藍(lán)晶石和硅線石等，以使低水泥耐火澆注料高溫下呈微膨脹狀態(tài)。
在熟知這些配制基本原則后，即能配成多品種的低水泥耐火澆注料。例如，用8~0mm的一級礬土熟料骨料70%，同級礬土熟料粉20%，625號CA-50水泥5%，硅灰5%，三聚磷酸鈉0.2%和水6.5%配成的澆注料，烘干耐壓強(qiáng)度20MPa，1450℃燒后耐壓強(qiáng)度和線收縮分別為72MPa和0.01%;上述配合比中，可用酒石酸0.03%和硼砂0.05%或用腐殖酸鈉0.3%，同樣能配制成較好的低水泥耐火澆注料。水用量一般不大于7%，越少越好。
影響因素
（一）超微粉
超微粉對低水泥耐火澆注料的作用，是決定低水泥系列耐火澆注料性能的支柱，也可毫不夸張地說，沒有超微粉，就沒有低水泥系列耐火澆注料。
SiO₂超微粉
在低水泥耐火澆注料中，超微粉主要起分散促進(jìn)劑和結(jié)構(gòu)密實(shí)劑的作用。前者使水泥顆粒高度分散而不絮凝，后者使組織結(jié)構(gòu)微孔得到充分填實(shí)而提高強(qiáng)度。超微粉種類有SiO₂、α-Al₂O₃、Ca₂O₃、ZrO₂和MgO等。SiO₂超微粉的比表面積為20m2/g左右，其粒徑約為水泥顆粒的1/100，因此具有良好的分散性和填充性。圖1為SiO₂粉對低水泥澆注料性能的影響。從圖中看出，隨著SiO₂超微粉用量的增加，強(qiáng)度提高，耐火度降低，適宜的用量為≥3%。
(二)鋁酸鹽水泥
鋁酸鹽水泥品種較多，品種不同，配制的低水泥耐火澆注料性能也有所區(qū)別。例如，在配合比和工藝條件基本相同時，CA-50水泥和CA-70水泥用量均為5%，其烘干、800℃和1100℃燒后耐壓強(qiáng)度，前者分別為45MPa、51MPa和59MPa，后者相應(yīng)的為65、70和74MPa。這說明，采用CA-70水泥配制的低水泥耐火澆注料性能，優(yōu)于CA-50水泥配制的低水泥澆注料性能，但成本略有提高。
澆注料的基本配合比不變，保持耐火粉料和水泥的用量為常數(shù)。水泥的最低用量，應(yīng)保證有足夠的常溫強(qiáng)度，以滿足低水泥耐火澆注料的拆�；虻踹\(yùn)的技術(shù)要求。該澆注料的常溫耐壓強(qiáng)度分別為15MPa和22MPa。從圖中看出，在1100℃之前，水泥用量多，燒后耐壓強(qiáng)度高，在1400℃和1500℃時，二者基本相似，水泥用量少的略高些。
(三)耐火骨料
在配制低水泥系列耐火澆注料時，耐火骨料一般不用破碎后的統(tǒng)料，而是采用多級顆粒級配。耐火骨料的品種不同，配制的低水泥澆注料性能也不同，耐火骨料品種不同，其澆注料的烘干耐壓強(qiáng)度也不同，即耐火骨料質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響其性能。因?yàn)榱己玫墓撬�，其氣孔率低，吸水率小，所以澆注料需水量也少，性能便可提高�?/span>
在配制低水泥系列耐火澆注料時，應(yīng)選擇燒結(jié)良好、結(jié)構(gòu)致密的耐火原料作耐火骨料和粉料，必要時應(yīng)進(jìn)行除鐵和揀選，絕對不可用欠燒或混入有害雜質(zhì)的原料作骨粉料。
(四)水用量
低水泥系列耐火澆注料的水用量，與其他耐火澆注料一樣，也是在保證拌和料和易性的前提下，其水用量越少越好。這樣，澆注料成型體硬化后，氣孔少，總孔隙量降低，組織結(jié)構(gòu)致密，燒后線變化小，強(qiáng)度提高。
從圖中看出，隨著低水泥耐火澆注料水用量的增加，其強(qiáng)度降低，顯氣孔率增大。最新研究結(jié)果證明，低水量不但能使低水泥耐火澆注料的總孔隙量降低，而且能加速鋁酸鹽水泥的早期水合作用，使水化物含有較少的結(jié)合水，同時單位膠結(jié)能力有所增強(qiáng)，因此有助于提高其常溫、烘干和中溫強(qiáng)度。應(yīng)當(dāng)指出，低水泥系列耐火澆注料的特點(diǎn)是低氣孔、致密和高強(qiáng)等，這對使用是十分有利的。但是，其氣孔被超微粉填塞，透氣度較差，在烘烤和加熱過程中，水蒸氣難以順暢的排除，易造成襯體的剝落或炸裂，這是美中不足。因此，該類耐火澆注料的烘爐，至關(guān)重要，必須根據(jù)其品種、施工體的厚度及其部位，合理的制定烘烤制度。同時，也可在耐火澆注料中摻加防爆劑，如金屬鋁粉、乳酸鋁和有機(jī)纖維等，以便使水蒸氣能暢通的排除。低水泥耐火澆注料中含有超微粉和外加劑，且搭配合理、巧妙使用，因此性能優(yōu)良。但是，受環(huán)境和作業(yè)等因素的影響，其質(zhì)量和作業(yè)性易發(fā)生時效變化，即瞬時凝結(jié)、流動性降低或硬化延遲等。低水泥耐火澆注料發(fā)生時效變化的原因是多方面的。SiO₂超微粉用量過大或分散劑品種不適，易發(fā)生時效變化或使時效加劇;耐火澆注料貯運(yùn)過程中受潮或淋水，是其發(fā)生時效變化的主要原因。因此，低水泥耐火澆注料的配合比，應(yīng)精心設(shè)計，采用密封包裝，貯運(yùn)時嚴(yán)禁受潮，同時用強(qiáng)制式攪拌機(jī)混料，拌和料應(yīng)及時用完，這樣就可防止其發(fā)生時效變化。
