耐火浇注料的结合剂主要作用在于其能够很好的将骨料与基质结合在一起，使其在常温下具有一定的强度，从而对浇注料的使用性能产生影响。不同的结合剂的作用机理也是不同的。刚玉-尖晶石浇注料目前主要使用铝酸钙水泥、硅微粉、水合氧化铝和凝胶粉等几种结合剂，其对材料的性能也有显著的影响。

铝酸钙水泥是刚玉-尖晶石浇注料的主要结合剂，其反应机理如图1所示。I.R.Oliveira等通过加入添加剂的方法来影响铝酸钙水泥的水合作用，从而进一步控制浇注料的施工时间。M.A.L.Braulio等也通过加入不同CaO含量的铝酸盐水泥研究了浇注料性能的变化，发现以20�O的铝酸盐水泥制备的浇注料具有良好的膨胀率，但是其高温服役性能较差，以30�O的铝酸盐水泥制备的浇注料机械强度较低，然而其抗蠕变性良好。

铝酸钙水泥除了在常温下与水反应发生一系列的水化反应外，在高温下也能与刚玉-尖晶石浇注料浇注料中的氧化铝形成CA6。贾全利等[26]通过改变纯铝酸钙水泥加入量，研究了刚玉-尖晶石浇注料常温性能、高温强度和抗热震性能，其结果显示随着纯铝酸钙水泥加入量的增加，烧后试样的抗折强度先增加后降低。1600℃烧后试样的热态强度在600~1000℃时变化不大，1000℃后快速下降;试样经热震后，残余抗折强度和残余抗折强度保持率均增加，说明抗热震性有所改善;纯铝酸钙水泥对浇注料的性能有显著的影响，主要与水泥中的CaO与Al2O3之间的反应产物有关。

综上所述，铝酸钙水泥结合的尖晶石系浇注料具有良好的施工性能，其抗热震性和机械强度较高。在尖晶石系浇注料中是运用最多的一种结合剂。其主要存在的问题是铝酸钙水泥中的钙含量较高，导致在中高温时产生低熔相，对浇注料的高温强度有影响。

图1铝酸钙水泥常温反应流程图

硅微粉由于其活性高、填充性好等特点，在耐火浇注料中可以起填充气孔的作用，同时可以减少加水量，降低浇注料的显气孔率。由于硅微粉是无定形SiO2遇水其表面易形成硅羟基(—Si—OH基)，在80℃以前，硅羟基之间主要依赖氢键结合;80~600℃，硅羟基大量脱水聚合形成牢固的—Si—O—Si—结合的三维空间网络结构，使浇注料具有一定的强度。然而使用硅微粉作为结合剂的耐火浇注料的烘后冷态强度远不及使用铝酸盐水泥作结合剂，并且过量的加入硅微粉会影响到浇注料的高温性能。

图3铝酸钙水泥和水合氧化铝结合的生坯浇注料干燥行为

(a)10℃/min从室温到800℃;(b)200℃/min

FábioA.Cardoso等研究了水合氧化铝结合的耐火浇注料的干燥行为，在相同的温度下，水合氧化铝结合的耐火浇注料的吸水率要远远大于铝酸钙水泥结合的浇注料，如图3所示，以10℃/min的干燥条件，水合氧化铝结合的浇注料(HAB)的峰强相比水泥结合的浇注料(CAC)较弱，说明在蒸发期间大量的自由水持续保持蒸汽增压，HAB较低的渗透不仅仅限制了蒸发过程，而且影响了第二个峰强，导致其释放蒸气温度转向高温，因此，在相同的干燥速率下，HAB需要更高的温度来驱除水蒸气。CAC的蒸发峰发生在36℃，表明HAB(215℃和179℃)的剥落条件更加恶劣，因为它的温度峰的增加是最大蒸气压力(1~2MPa)的两倍。当干燥条件变成20℃/min时，试样会呈现更高的峰强，因为蒸发的速率变大，蒸发的可能性也随着变大，结果导致HAB在256℃出现大面积剥落，同时释放大量的能量。因此，水合氧化铝结合的尖晶石系浇注料的施工性能不佳，其干燥条件相对铝酸钙水泥结合的浇注料较苛刻。

2.4凝胶粉

凝胶粉的种类有很多，常见的有氧化铝凝胶粉、Al2O3/SiO2凝胶粉等。目前，使用凝胶结合的耐火浇注料也较多，使用凝胶粉能更好的分散在耐火浇注料中，具有良好耐剥落性。李友胜等采用电熔白刚玉和电熔镁砂为主要原料，铝硅凝胶粉为结合剂制备了Al2O3-MgO浇注料，具体研究了Al2O3/SiO2凝胶粉对Al2O3-MgO浇注料的线变化率、显气孔率、耐压强度和高温抗渣性能的影响，其结果显示了Al2O3/SiO2凝胶粉提高了Al2O3-MgO浇注料在110℃×24h、1100℃×3h、1600℃×3h处理后的耐压强度，改善了Al2O3-MgO浇注料的抗渣性能。