高性能超微粉結(jié)合耐火澆注料是低水泥系列耐火澆注料中無(wú)水泥耐火澆注料的一個(gè)重要品種，是新技術(shù)耐火澆注料發(fā)展中的一個(gè)重要組分，是鋼包耐火澆注料新里程中的一個(gè)重要分支。該料主要應(yīng)用在連鑄鋼包、中間包和煉鋼爐補(bǔ)爐等部位上，獲得較好的使用效果。
高性能超微粉結(jié)合耐火澆注料是在高技術(shù)鋼包耐火澆注料的基礎(chǔ)上發(fā)展的。其配料的理論基礎(chǔ)，材質(zhì)的選擇原則及其品種，強(qiáng)化基質(zhì)的理念，臨界粒徑及其顆粒級(jí)配的選用和配合比的設(shè)計(jì)，都是相同的。二者不同之處是用超微粉代替了鋁酸鹽水泥，克服了水泥的缺陷，發(fā)揮了超微粉的優(yōu)勢(shì)。因此，配制的超微粉結(jié)合耐火澆注料，除保持了高技術(shù)鋼包耐火澆注料的特性外，還提高了抗渣性，高中溫強(qiáng)度比很小，提高了抗熱剝落性，總之是高性能的。
高性能超微粉結(jié)合耐火澆注料與普通無(wú)水泥耐火澆注料是不同的。前者SiO2超微粉用量小并有鎂質(zhì)料的共同作用，烘干強(qiáng)度較高，中、高溫強(qiáng)度達(dá)到了使用要求;后者SiO2超微粉用量大， 烘干強(qiáng)度卻較低，中、高溫時(shí)因其過(guò)度燒結(jié)而使強(qiáng)度很大，對(duì)使用是不利的。二者比較，前者也是高性能的。
高性能超微粉結(jié)合耐火澆注料的凝結(jié)硬化機(jī)理是uf-SiO2和MgO水化共同作用的結(jié)果。Uf-SiO2和MgO遇水后的反應(yīng)機(jī)理，在有關(guān)章節(jié)有闡述，前者為凝聚結(jié)合，后者為水合結(jié)合Uf-SiO2遇水后，其表面形成了羚基，即Si-OH鍵。當(dāng)自然養(yǎng)護(hù)和干燥后，脫水架橋形成了硅氧烷網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即發(fā)生了大量的Si-OH鍵脫水，聚合成長(zhǎng)鏈的Si-O-Si鍵，使?jié)沧⒘汐@得強(qiáng)度。
MgO細(xì)粉遇水后，能形成結(jié)晶的氫氧化鎂，實(shí)現(xiàn)澆注料凝結(jié)硬化。但水化反應(yīng)速度較慢，需加電解質(zhì)材料作促凝劑。MgO細(xì)粉遇水后反應(yīng)速度，與其粒徑和煅燒程度有較大關(guān)系。在鋼包澆注料中，一般采用粒徑很小的鎂砂粉，有時(shí)也用輕燒氧化鎂。應(yīng)當(dāng)指出，MgO細(xì)粉與uf-SiO2共用時(shí)，因?yàn)閡f-SiO2所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能擬制鎂砂的水化，在MgO-H2O系統(tǒng)中，氫氧化鎂衍射強(qiáng)度較大，即生成的氫氧化鎂多;在MgO-SiO2-H2O系統(tǒng)中，其衍射強(qiáng)度小，即生成的Mg(OH)2少，因?yàn)閁f-SiO2顆粒很小，在表面上暴露了大量的未鍵合的氧離子，被MgO顆粒表面上的鎂離子吸附而形成鎂氧硅鏈，減少了OH-1基團(tuán)，故鎂砂粉水化速度減小。在烘烤過(guò)程中，減少了排水量降低了組織結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂，同時(shí)MgO顆粒被鎂氧硅鏈互相連接起來(lái)，也能促進(jìn)澆注料強(qiáng)度的提高。
高性能超微粉結(jié)合耐火澆注料隨著溫度的升高，其強(qiáng)度也增大。因?yàn)閡f-SiO2和鎂砂粉遇水后形成的鏈鍵網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，直至1200℃也未發(fā)生明顯的變化，故保持了較高的強(qiáng)度。
在高性能超微粉結(jié)合耐火澆注料中，一般還添加α-Al2O3超微粉，其作用是：常溫下增加料的流動(dòng)性，提高施工性能，中、高溫下能與活性SiO2反應(yīng)生成莫來(lái)石、與MgO反應(yīng)生成尖晶石，均對(duì)澆注料強(qiáng)度等性能有幫助。其反應(yīng)式如下：
2MgO+SiO2→2MgO+SiO2
3Al2O3+2SiO2→3Al2O3+2SiO2
MgO+Al2O3→MgO+Al2O3
超微粉結(jié)合耐火澆注料的凝結(jié)硬化機(jī)理是：uf-SiO2的凝聚結(jié)合為主，MgO的水合結(jié)合為輔。所以，超微粉結(jié)合劑主要是指活性SiO2超微粉，其一般用量小于3%。該結(jié)合劑在較高溫度下仍保持硅氧烷網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并與其他礦物反應(yīng)生成高溫相，可使基質(zhì)強(qiáng)化，提高強(qiáng)度和抗渣性，以適應(yīng)高溫冶煉等熱工設(shè)備的需要。
