用水玻璃作結(jié)合劑,與耐火集料和外加劑配制成的可澆注耐火材料稱為水玻璃結(jié)合澆注料。水玻璃為堿金屬硅酸鹽,化學(xué)通式為R2O·nSiO2·mH2O，R2O指堿金屬氧化物,有硅酸鈉水玻璃、硅酸鉀水玻璃、硅酸季胺水玻璃和鉀鈉硅酸鹽水玻璃等。但在不定形耐火材料中大量使用的是硅酸鈉水玻璃。硅酸鈉水玻璃按其模數(shù)M(指SiO2與Na2O摩爾比)不同可分為中性水玻璃(M不小于3)和堿性水玻璃(M小于3.0)但這只是一種習(xí)慣分類法,實際上無論是中性水玻璃或堿性水玻璃,水解后的水溶液均呈堿性。

水玻璃是一類強堿弱酸鹽,在水中易發(fā)生水解,其水解反應(yīng)較復(fù)雜。

用水玻璃溶液作澆注料的結(jié)合劑時,其作業(yè)性能主要取決于黏度,而黏度則隨水玻璃的密度與模數(shù)而變。

水玻璃既可作酸性(如硅質(zhì)、蠟石質(zhì))和中性(黏土質(zhì)、高鋁質(zhì))澆注料的結(jié)合劑,又可作堿性(如鎂質(zhì)、鎂鉻質(zhì)、鎂鋁質(zhì))澆注料的結(jié)合劑。作酸性和中性耐火澆注料的結(jié)合劑時,必須加促凝劑才能發(fā)生凝結(jié)與硬化作用。一般采用氟硅酸鈉(Na2SiF6)作為促凝劑,。

隨著反應(yīng)的進行,硅酸溶膠會變成凝膠不斷析出,從而形成了堅固的硬化產(chǎn)物。除氟硅酸鈉外,可作水玻璃促凝劑的物質(zhì)還有聚合磷酸鈉、磷酸鈉、氯化鋁、二氧化碳、Ba(OH)2、Ca(OH)2、乙酸乙醇、乙二醛等。

用水玻璃作堿性澆注料的結(jié)合劑時,可以不加促凝劑，因為堿性耐火材料中的MgO會與水玻璃反應(yīng),生成水合硅酸鎂而發(fā)生凝結(jié)與硬化。

水玻璃結(jié)合耐火澆注料集料的粒度組成與普通水泥結(jié)合澆注料相似,骨料大于100微米約占60%~70%，粉料約占30%~40%，所采用的水玻璃模數(shù)為23-3.0,密度為1.20~1.35g/m3加入量為13%~15%,氟硅酸鈉促凝劑加入量為水玻璃加入量的10%~15%。

由于水玻璃結(jié)合劑中含有Na2O,會大大降低耐火澆注料的耐火度和高溫使用性能,因而水玻璃結(jié)合的硅酸鋁質(zhì)(黏土質(zhì)和高鋁質(zhì))澆注。料一般只能在1300℃以下使用,多半用于作耐酸和耐堿澆注料。而水玻璃結(jié)合的鋁鎂質(zhì)澆注料可作非連鑄、非精煉普通鋼包整體內(nèi)襯和出鋼槽內(nèi)襯。水玻璃結(jié)合堿性澆注料可作冶金爐熱修補料、出鋼槽和某些感應(yīng)爐內(nèi)襯。