耐火材料常用的结合剂种类及性能应用说明
（1）铝酸钙水泥的矿物
铝酸钙水泥中的主要矿物为铝酸一钙CA、二铝酸一钙CA₂、七铝酸十二钙Cl₂A₇和钙长石C₂AS。烧制纯铝酸钙水泥时，矿物成分的变化如图1所示。
从图1可知：CA是纯铝酸钙水泥的主要矿物。但是，纯铝酸钙水泥中还可能含有少量CA₂和C₁₂A7。
一般认为：CA具有很高的水硬活性，其特点是凝结正常、硬化迅速，为水泥强度的主要来源。CA含量较高的水泥强度增进主要在早期，后期强度发展不显著。 水性聚氨酯CA₂水化、硬化较慢，早期强度低，但后期强度增进高。CA₂含量过高时，水泥的快硬性能将受到影响。 C₁₂A7中的铝和钙的配位极不规则，其晶体结构中有大量孔腔，水化和凝结极快，强度不及CA高。含有大量C₁₂A7时，水泥会出现快凝、强度降低和耐热性下降等现象。但如果控制得当一些水泥中少量含有的C l₂A7，反倒可以起加速凝结和提高早期强度的作用。
一般情况下，钙长石C₂AS没有水硬性。但是，如能设法使高铝水泥中的SiO₂形成CaO-Al₂O₃-S iO2玻璃，高铝水泥中的SiO₂就可能参与水化，高铝水泥的性能也就可能进一步提高。
（2）铝酸钙水泥的水化
铝酸钙水泥遇水之后将发生水化。水化、凝结、硬化和产生强度的过程如图2所示。
图2 铝酸钙水泥水化、凝结和硬化过程示意图公共选择理论
从图2可知：遇水后，水泥矿物溶解水，溶液中Ca₂+和Al(OH)₄-等离子的浓度增高，电导率快速上升。随后，离子浓度达到饱和，液相离子浓度不再増加，水化物结晶相缓慢地形成，水泥浆体逐步丧失流动能力。第ID 阶段，水化反应大量进行，水泥浆体的温度和结合水含量增高，离子浓度降低，浆体开始硬化并产生强度。铝酸钙水泥强度的来源主要是各种水化铝酸钙CχAHy和铝胶AH₃。 金花清感方（3）铝酸钙水泥水化物的转变
温度变化时，铝酸钙水泥水化产物的转变关系见表1.
表1 不同温度下铝酸钙的水化产物
从表1可知：CAH10、C₂AH₈都是介稳矿物。随温度增高、时间延长，CAH10、C₂AH8都会变成稳定的矿物C₃AHS。CAH10、C₂AH₈是六方片状结晶体，密度分别为1.72g/cm3和1.95g/cm3。C₃AH₆是等轴晶系物质，密度高达2.52g/cm3。所以，从CAH10、C₂AH8转化成C₃AH₆后，水化物密度增大、含水量降低。由于水化物体积减小，强度大幅下降。各种水化物的形貌如图6-19所示。
图3 铝酸钙水泥的各种水化物
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由图6-19可知：C₃AH₆晶体之间的空隙很大，而且粒状的C₃AH₆颗粒之间的接触面积也很小，使得这些晶体之间很难交叉搭接。这样，铝酸钙水泥中的水化物大量转化成稳定矿物C₃AH6后，因水化物的体积减缩和水化物之间很难交叉搭结，致使强度大幅降低。
零下八度电影（4）受热后铝酸钙结合相的转变
受热时，耐火水泥会发生更加复杂的转变。据Roesel报道：CAH10、C₂AH6、C₃AH₆的稳定温度范围分别为0〜20℃、20〜60℃及0〜350℃。在200〜350℃，AH₃转变成Al₂O₃ ;C₃AH₆转变成CaO和C₁₂A7。在600〜1000℃，C₁₂A7和CaO反应生成CA；在1000〜1300℃，CA和A反应
生成CA₂；在1400〜1600°C,CA₂会和氧化铝反应生成CA₆。
水化物脱水后，水化结合被破坏，但是陶瓷结合又未形成，故材料的结合力很低。所以，传统耐火浇注料经1100℃热处理后强度要下降50%以上，严重影响耐火材料的寿命。因为1000℃以后发生的一些固相反应具有较大的膨胀作用，也有人认为是水化物结构向陶瓷化结构转化中，固相化学反应伴随的体积效应导致了中温下传统耐火材料浇注料具有疏松的结构和较低的强度。
教学模型磷酸及磷酸盐
1.原料的性质和制法
耐火材料行业常常使用磷酸和磷酸二氢铝作为结合剂。
(1)磷酸
磷酸的化学式为H3PO4。纯磷酸为无斜方晶体，熔点42.35℃、沸点213℃(失去+H₂O),300℃左右变成偏磷酸，25℃时相对密度为 1.874，富有潮解性。市售磷酸为无透明的液体，浓度为85%，25℃时相对密度为1.6850。加水后，浓度为85%的磷酸密度和浓度的变化如图6-20所示。
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