以超轻氧化铝质骨料为主要骨料的高铝质轻质隔热浇注料，隔热性能良好，适用于由于受氢气侵蚀而对硅含量有严格要求的衬里部位。但是，随着水泥含量的改变，高铝质轻质隔热浇注料的性能也会发生相应的变化。本实验通过研究添加不同含量的铝酸钙水泥对高铝质轻质隔热浇注料性能的影响，找出高铝质轻质隔热浇注料随水泥含量不同的变化规律。
2 实验
2.1 实验原料及方案
本实验的主要原料为超轻氧化铝骨料和铝酸钙水泥。所用原料的主要化学组成见表1。
按照表2配方组成进行配料，具体是将骨料及粉料加入搅拌罐中，搅拌均匀后再加入水搅拌3min，然后制备成160mmx40mmx40mm的试样。试样经110°C烘干后分别于1000℃、1 300℃和1500℃保温3h煅烧，分别测试经过不同热处理温度后试样的体积密度、抗折强度和耐压强度。制备Φ20mmX 100mm的试样，用于测试材料的热膨胀系数。
2.2性能测试
采用YB/T5200-1993致密耐火浇注料显气孔率和体积密度试验方法，YB/T5201-1993致密耐火浇注料常温抗折强度和耐压强度试验方法，分别检测烧成后试样的体积密度、抗折强度和耐压强度。采用GB/T7320.1-2000耐火材料热膨胀试验方法-顶杆法检测试样的热膨胀系数。用日本产CT-1000型抗折实验机测试试样的抗折强度用日本产MS-20-S1型抗压试验机测试试样的抗压强度。用RPZ-03型高温热膨胀仪测试试样的热膨胀系数。
3 结果与讨论
3.1铝酸钙水泥及热处理温度对材料体积密度的影响
图1 不同热处理温度下铝酸钙水泥含量与体积密度关系曲线
图1示出了含有不同含量铝酸钙水泥试样的体积密度由图1可以看出，试样经过110℃烘干后，体积密度随着热处理温度的提高呈现减小的变化规律，并且随着水泥含量的增加，体积密度增大。这是因为在超轻氧化铝质骨料与骨料之间存在大量的孔隙，水泥进入到这些孔隙中，随着水泥含量的增加，这些孔隙被充填的越密实，因此材料的体积密度随着水泥含量的增加而增加但是作为隔热材料，材料的体积密度不应太大，否则就会因材料的导热率增大而影响隔热效果。
3.2铝酸钙水泥及热处理温度对材料抗折强度、耐压强度的影响
图2 不同热处理温度下铝酸钙水泥含量与常温抗折强度关系曲线
图3 不同热处理温度下铝酸钙水泥含量与常温耐压强度关系曲线
图4 试样热膨胀系数随热处理温度和铝酸钙水泥含量的关系曲线
图2、图3分别示出了试样经过不同热处理温度后含有不同含量铝酸钙水泥试样的抗折强度和耐压强度。由图3中可以看出，材料的抗折强度随着热处理温度的提高呈现先减小后增大的趋势。并且随着水泥含量的增加，材料的抗折强度也相应的增加。由图4可以看出同样的变化规律。这是由于在低温段，水泥的水化物水化铝酸一钙和水化铝酸二钙会转变成水化铝酸三钙，固相体积减少，孔隙率大大增加，强度显著降低。因此在热处理温度较低时，材料的抗折强度与耐压强度呈现减小的变化规律。但是由于随着水泥含量的增加，材料的体积密度也相应的增加，导致材料的强度随着水泥含量的增加而增加。随着热处理温度升高，试样中水泥逐渐产生液相，固相反应能够顺利进行，烧结充分，使反应形成的晶体长大并形成致密的结构。由于有较多的液相产生，促进了烧结，使试样颗粒之间的距离被拉近，强度也相应的提高。因此，在高温段液相逐渐形成后，材料的抗折强度和耐压强度均相应的随着热处理温度的提高以及水泥含量的增加而增大。
3.3铝酸钙水泥及热处理温度对材料热膨胀系数的影响
图4示出了试样的热膨胀系数随热处理温度不同而变化的关系曲线由图4可以看出，试样经过110°C烘干后至500℃之间，热膨胀系数随热处理温度的提高而减小，并且在500°C左右出现拐点这是因为在此温度区间随着热处理温度的提高氧化铝产生膨胀，水泥因产生如下晶型转变过程：
由低密度的CAH10。(密度为1.72g/cm3)转变为高密度的C3AH6(密度为2.52g/cm3)，固相体积减少，孔隙率大大增加，因此水泥发生收缩，导致材料的热膨胀系数呈现减小的变化趋势。试样在500°C~1 300°C之间，热膨胀系数随热处理温度的提高而增大并且，材料的热膨胀系数随着水泥含量的增加而减小。这是因为水泥含量越多，发生晶型转变而产生的C3AH6越多，材料收缩的也就越大，材料的热膨胀系数越小。试样在1300°C~1500°C之间，热膨胀系数随热处理温度的提高而减小，这是由于水泥逐渐形成液相，在表面张力作用下，试样颗粒之间的距离被拉近，导致材料整体的膨胀减小，因此在此温度区间，材料的热膨胀系数呈现减小的变化趋势。
4结论
(1)高铝质轻质隔热浇注料的体积密度随着热处理温度的提高呈现减小的变化规律，并且随着水泥含量的增加，体积密度增大。
(2) 高铝质轻质隔热浇注料的抗折强度和耐压强度随着热处理温度的提高呈现先减小后增大的趋势，并且材料的抗折强度和耐压强度随着水泥含量的增加而增加。
(3) 高铝质轻质隔热浇注料的热膨胀系数随着热处理温度的提高呈现先减小后增大又减小的变化规律，并且材料的热膨胀系数随着水泥含量的增加而减小。