流動(dòng)性是自流澆注料的最重要的特征。當(dāng)耐火骨料、粉料、水和添加劑進(jìn)行混合時(shí)，它們就形成以了可流動(dòng)性的黏性成分。如果這種成分不借助于外部能量就可以流動(dòng)，那么它就可以稱為自流澆注料。澆注料的施工取決于澆注料的流動(dòng)性以及由于硬化失去流動(dòng)性的時(shí)間。失去流動(dòng)性一直是耐火澆注料的主要問(wèn)題。
是各種自流澆注料中，無(wú)水泥澆注料在技術(shù)上時(shí)重要的。含水泥自流技術(shù)主要是對(duì)粒度分布進(jìn)行調(diào)整。澆注料中的水泥起的是細(xì)填料和結(jié)合劑的作用，因此無(wú)水泥會(huì)影響澆注料的特性。所以在無(wú)水泥澆注料中就需要采用合適的結(jié)合劑，并精心地調(diào)整粒度分布以便提供顆粒與顆粒之間的緊密堆積，來(lái)獲得較高的強(qiáng)度，并不影響流動(dòng)。
一般來(lái)說(shuō)，耐火材料生產(chǎn)廠家都想獲得致密的結(jié)構(gòu)。然而，對(duì)于澆注料而言，由于流動(dòng)性，就必須綜合考慮密度與流動(dòng)性。加水提高了流動(dòng)性，但是會(huì)產(chǎn)生帶氣孔的結(jié)構(gòu)。從理論上講，可以預(yù)期取得100%的密度，但是對(duì)于流動(dòng)性來(lái)說(shuō)是個(gè)反論。
流動(dòng)是顆粒相互之間移動(dòng)的作用。100%的堆積密度使顆粒之間不能移動(dòng)，從而妨礙流動(dòng)。因此，對(duì)澆注料來(lái)說(shuō)，粒度分布對(duì)堆積密度和流動(dòng)特性均是重要的，它最終決定了應(yīng)用的難易性。用溶膠替代水泥結(jié)合劑時(shí)耐火材料領(lǐng)域中的一種新的方法。在各種無(wú)水泥的結(jié)合劑中，研究了各種溶膠。由于硅溶膠相對(duì)易于生產(chǎn)和較高的穩(wěn)定性，故得到了廣泛的認(rèn)可。硅溶膠結(jié)合劑由分散在堿介質(zhì)中的納米大小的膠體的硅顆粒組成。
堿介質(zhì)在硅顆粒上產(chǎn)生電荷，相互排斥，產(chǎn)生了穩(wěn)定性。由于帶正電荷離子（Na+或NH4+）的存在或PH值（水分蒸發(fā)）的變化，當(dāng)排斥作用減弱時(shí)，溶膠轉(zhuǎn)變成凝膠。在該過(guò)程中，顆粒表面上的羚基凝固，脫除了水分，形成Si—O—Si結(jié)合，產(chǎn)生了膠著與結(jié)合。
澆注料的制備
本研究采用了具有不同粒度分布的兩種澆注料。白色板狀氧化鋁、硅線石砂、硅微粉、煅燒氧化鋁以及硅溶膠是所采用的原料。所有這些原料的梯形都是具有不同的物理化學(xué)性能。
表1 配料組成
分兩種配料成分混合了原料。在行星式混料機(jī)中對(duì)兩種配料進(jìn)行干混，在混料期間，按12、13、14、15、16和18的體積與重量百分比（溶膠的體積以cm3為單位加入到100g的配料中）將硅溶膠加入到配料中。
采用流動(dòng)杯檢驗(yàn)混合好的料的自流性能。將混好的料裝入杯中，經(jīng)30s后，向上拉杯子使料在流動(dòng)臺(tái)上流動(dòng)（不采用振動(dòng)）。使料流動(dòng)120s之后便完成了流動(dòng)測(cè)定。用8個(gè)不同流動(dòng)方向的平均值測(cè)定了流動(dòng)值。
根據(jù)自流性研究確定了澆注料中溶膠含量的最佳化。將最佳溶膠含量的澆注料澆注在潤(rùn)滑了的鋼膜中，用于檢測(cè)常溫耐壓強(qiáng)度（50mm3制品）和抗折強(qiáng)度（制品尺寸150mm×25mm×25mm）。澆注好的制品在模中放置24h，然后脫模，在空氣中干燥24h，最后在爐中于110℃干燥24h。澆注后澆注料的成型制品在900℃和1400℃進(jìn)行了燒成，保溫2h。
用干燥和燒成后的50mm3制品檢測(cè)了體積密度和常溫耐壓強(qiáng)度，在1400℃檢測(cè)了高溫抗折強(qiáng)度。根據(jù)印度標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求，測(cè)定了荷重軟化點(diǎn)、永久線變化以及耐剝落性。按照酸溶解法，進(jìn)行了初始原料的化學(xué)分析。用阿基米德原料，用液體置換法測(cè)定了體積密度。在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)中檢測(cè)了常溫耐壓強(qiáng)度，采用12.5cm跨度測(cè)定了高溫強(qiáng)度。
物理化學(xué)性能
初始原料的物理化學(xué)性能表明，所有原料均為高純度，僅發(fā)現(xiàn)少量的鐵和堿性雜質(zhì)。骨料為白色板狀氧化鋁，其氣孔率低，非常適用于澆注料。硅線石砂也含有相當(dāng)?shù)偷碾s質(zhì)。超細(xì)氧化鋁的粒度范圍為6~8um，并且含有剛玉相（α—Al2O3＞95%）。硅溶膠具有40%的固體含量，其粒度處于納米的范圍。
自流性能
繪出了兩種成分的流動(dòng)值與溶膠含量的比較圖。一般來(lái)說(shuō)，流動(dòng)值隨著溶膠含量的增加而提高。然而，兩種成分的流動(dòng)值在溶膠含量為15%時(shí)均達(dá)到了最大值；溶膠含量超過(guò)15%，流動(dòng)值下降。在溶膠含量為18%時(shí)，由于配料中的高液體含量，混好的料中存在液相的部分偏析。
成分A的流動(dòng)值比成分B的流動(dòng)值要高得多。含有大量的粗顆粒會(huì)在配料中引起摩擦，對(duì)成分B的流動(dòng)妨礙較大。含有大量的硅微粉也使成分A具有較好的流動(dòng)性。然而，含15%溶膠的成分顯示出最有效的流動(dòng)性，而且被選擇進(jìn)一步用于室用和高溫物理化學(xué)特性的研究工作。
