水玻璃耐火混凝土是以水玻璃為膠結料,并加人適量的硅氟酸鈉作為促凝劑制成的氣硬性混凝土。水玻璃水解產生的硅膠,把骨料、摻和料連接在一起。這種混凝土強度相對較高,但耐火度及荷重軟化點低,適用于1000℃以下要求較高強度、耐磨性好、能抗酸腐蝕的部位,但不能用于經常有水或水蒸氣作用的地方。
磷酸鹽耐火混凝土是以工業磷酸為膠結料,有時加適量礬土水泥作促凝劑而制成的熱硬性混凝土。這種混凝土的特點是在常溫下不硬化固結。為了使其凝固并具有一定強度,要加促凝劑。經加熱到500℃才硬化固結,強度也隨之提高,但到800℃附近,中溫強度低是其缺點,以后強度又隨溫度上升。這種混凝土具有優良的耐火性能、耐磨性、抗渣性和耐急冷急熱性,能長期應用在1400-1600℃的條件下。
耐火生貓土是澆注料的良好結合劑。由于水泥耐火混凝土中有較多氧化鈣,降低了其性能。20世紀70年代研制成功了貓土結合耐火澆注料。原理主要是依靠堿離子的置換作用,即加人含有鈉離子的減水劑,如三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉等,使澆注料的流動性提高,便于澆注施工;同時加人高鋁水泥或硅酸鹽水泥作促凝劑,使凝固硬化加快。粘土結合耐火澆注料是氣硬性材料,澆注后自然養護即可。這種澆注料在均熱爐、加熱爐上應用后,效果十分良好。它的缺點是常溫強度較低,近十年國內外致力研制低水泥高強度鉆土結合澆注料,主要趨勢是加人15緯-20%超細耐火粉料。
耐火混凝土可以直接澆灌在熱工設備上的模板內,內加錨固件,搗固后經過一定養護期即可。也可以制成預制塊。如拱頂、吊頂、爐墻、爐蓋、爐門等,比之砌磚或直接澆注成型。在施工及更換時都方便得多。
耐火混凝土還會進一步發展,因為它們具有一些明顯的特點:
(1)耐火度與同材質的耐火磚差不多,但由于耐火混凝土(澆注料)未經燒結,初次加熱時收縮較大。故荷重軟化點比耐火磚略低。盡管如此,從總體上衡量,性能優于耐火磚。
(2)耐火混凝土由干低溫膠結料的作用,常溫耐壓強度較高。同時因為砌體的整體性好,爐子的氣密性好,不易變形,外面的爐殼鋼板可以取消,爐子抗機械振動和沖擊的性能比磚的砌體好。例如用于均熱爐的側墻上部,該處機械磨損和碰撞都比較厲害,壽命比磚砌的提高了數倍。
(3)熱穩定性好,骨料大部或全部是熟料,膨脹與膠結料的收縮相抵消,故砌體的熱膨脹相對說來比磚小,溫度應力也小。而且結構中有各種網狀、針狀、鏈狀的結晶相,抵抗溫度應力的能力強。例如用來澆注均熱爐爐口及爐蓋。壽命延長到一年半。
(4)生產工藝簡單,取消了復雜的制磚工序。可以制成各種預制塊,并能機械化施工,大大加快了筑爐速度,比砌磚效率提高十多倍。還可利用廢磚等作骨料,變廢為利。