隨著適用于侵蝕環(huán)境的澆注料的開發(fā)成功，不定形耐火材料的生產(chǎn)和消耗取得了決定性的突破。
通過引入新的組成，包括減少水泥加入量，加入微孔填充物，使用高效分散劑，不定形耐火材料的質(zhì)量得到大幅度的提升。這開創(chuàng)了不定形耐火材料新品種的快速開發(fā)，提升了材料的質(zhì)量并有利于施工的開展。
耐火澆注料中的水合結(jié)合最初使用Al2O340%～80%的鋁酸鈣水泥(CAC)。然而，自上世紀(jì)七十年代早期以來，Al2O3含量70%左右的水泥在澆注料的開發(fā)中占據(jù)了主導(dǎo)地位。水泥的總量在持續(xù)減少，Al2O3含量從15%～25%到更低。已經(jīng)開發(fā)了新型的低水泥澆注料(LCC，CaO含量1%～2.5%)、超低水泥澆注料(ULCC，CaO含量0.2%～1%)和無水泥澆注料(NCC，CaO含量小于0.2%)，這樣就減少了CaO的負(fù)面影響，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致在三元系CaO-Al2O3-SiO2中生成鈣長石和鈣鋁黃長石。
一種新型的結(jié)合方式是鈣鎂鋁酸鹽結(jié)合劑(CMA)，它將水合鋁酸鈣和大量鎂鋁尖晶石(MA)結(jié)合起來，這些鎂鋁尖晶石的晶粒尺寸與鋁鎂澆注料中的尖晶石的晶粒尺寸相近。設(shè)計(jì)這種結(jié)合是為了減少游離氧化鎂的含量和鋁鎂澆注料中硅灰的用量，這有利于增強(qiáng)澆注料的高溫力學(xué)性能、抗?jié)B透性和抗渣侵蝕性。
對于無水泥澆注料，開發(fā)了一種新型的水合結(jié)合方式-水合氧化鋁結(jié)合(ρ-Al2O3)，它可以與水反應(yīng)生成氧化鋁水化物的凝膠。
對于堿性澆注料，在有水的條件下，通過MgO與硅灰結(jié)合生成的鎂橄欖石結(jié)合被證明是可行的。
另一種在耐火澆注料中經(jīng)常用到的結(jié)合是磷酸鹽結(jié)合。含有氧化鋁或氫氧化鋁的體系，在與磷酸或磷酸鹽反應(yīng)后將生成耐火物AlPO4。另一種適合于非氧化物體系(如SiC基耐火材料)的結(jié)合是通過溶膠—凝膠工藝形成的。硅溶膠和鋁溶膠在耐火澆注料中的應(yīng)用已經(jīng)引起了更多的關(guān)注，這與納米技術(shù)在耐火材料的制造和生產(chǎn)中的增長趨勢有關(guān)。由于納米基質(zhì)的形成可以將氣孔尺寸控制在納米尺度的范圍內(nèi)，因此它將給耐火材料的性能帶來一次革新，尤其反映在提高抗金屬熔體的滲透與改善常溫力學(xué)性能和高溫力學(xué)性能方面，以及提高韌性和抗熱震性方面。在澆注料的應(yīng)用方面，用硅溶膠替代水合結(jié)合劑帶來了明顯的正面效應(yīng)，加速了新砌筑的耐火內(nèi)襯的干燥和加熱過程。無水的SiO2凝膠結(jié)合屬于化學(xué)結(jié)合，水分可以在100℃以下釋放并移除。
為了提高澆注料的質(zhì)量，關(guān)鍵是優(yōu)化基質(zhì)的組成，必須設(shè)計(jì)成緊密堆積使空間下降至亞微米的范圍。為了減少容易生成低共熔混合物的化合物的含量，基質(zhì)的化學(xué)組成是非常關(guān)鍵的。
耐火澆注料的流變學(xué)行為首先受到亞微米顆粒的影響。高活性硅灰的引入，改善了混合物的物理性能，從而產(chǎn)生了一批新型的澆注料。對于含有鋁酸鈣水泥(CAC)的氧化鋁基混合物，在沒有加入硅灰的情況下，必須降低SiO2的含量，因?yàn)榧词购苌倭康?/span>SiO2都會(huì)顯著地降低澆注料的高溫力學(xué)性能。如果加入了硅灰，則構(gòu)成了最細(xì)的基質(zhì)組成部分，就有可能使用活性氧化鋁，即使是在亞微米的粒徑范圍內(nèi)都可以得到單峰分布和多峰分布的粉末。
耐火澆注料中另一個(gè)非常重要的成分是有效的分散劑。它們提高了澆注料的流動(dòng)性，減少了加水量，因而提高了澆注料的密度、強(qiáng)度和抗渣滲透性。通過使用活性分散劑-有機(jī)聚合物，如聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚羧酸減水劑和聚乙二醇醚等，可以使混合物在很低的加水量時(shí)獲得高的流動(dòng)性。通過將顆粒尺寸控制在亞微米范圍內(nèi)(q值0.20～0.25)所獲得的分散良好的混合物的加水量只需約4%左右，這樣的混合物可以實(shí)現(xiàn)泵送和噴射施工。
加入硬化劑可以使混合過程在一個(gè)相對較寬的溫度范圍內(nèi)(5～30℃)進(jìn)行。為了調(diào)整工作和凝固時(shí)間，在低溫下使用促凝劑(主要是鋰鹽)，在較高溫度下使用緩凝劑(堿性檸檬酸鹽、酒石酸或者葡萄糖酸)。
為了促進(jìn)小劑量的分散劑或硬化劑發(fā)揮作用(典型的如萬分之一)，出現(xiàn)了將澆注料的組分與活性氧化鋁混合在一起的添加劑，它們被稱作預(yù)混合的分散氧化鋁，加入劑量很少且分散效果好。
為了減輕不定形耐火材料在干燥過程中的敏感性，可以在混合物中以0.05%的比例加入有機(jī)纖維，通常是聚丙烯。纖維有助于水沿毛細(xì)管上升至表面從而加速蒸發(fā)，纖維還可以減少澆注料發(fā)生爆裂的危險(xiǎn)，加快不定形襯體干燥和加熱的速度。
在不定形澆注料中加入鋼纖維可以改善其熱震穩(wěn)定性，其原因是提高了材料的抗拉強(qiáng)度而避免產(chǎn)生嚴(yán)重的破裂。然而，由于在高溫下處于氧化氣氛中鋼會(huì)氧化，因此加入鋼纖維限制了澆注料的使用溫度
