水泥窑的预热器、预分解炉、上升烟道、三次风管等温度在800~1 200 ℃的部位，过去大都采用普通黏土质和高铝质耐火材料。由于窑气中碱的富集，普通黏土砖或高铝砖在遭受碱性化合物侵蚀时，在其砖内形成白榴石、钾霞石等膨胀矿物，使砖面酥松变质并开裂损坏，大大影响窑的操作。为此，研制了性能优异的耐碱浇注料，应用于上述不适合定形砖的部位。为了进一步提高耐碱浇注料的耐碱性，安徽理工大学的研究人员研究了硅微粉加入量对耐碱浇注料性能的影响。
    试验用原料：黏土熟料（w（Al2O3）=35.6%、w（SiO2）=55.6%）、铝酸钙水泥（w（Al2O3）=52.4%）、纳米级SiO2（w（SiO2）=92.9%）、钾长石以及瓷粉，三聚磷酸钠为分散剂，铝酸钙水泥为结合剂，纳米级SiO2为添加剂。
    按表1配料，加入0.15%的三聚磷酸钠分散剂，加水后搅拌均匀，然后放入模具中，在振动台上振动成型，制成40 mm×40 mm×160 mm的试样，自然养护24 h后脱模，经110 ℃ 24 h烘干后，在1 000 ℃热处理3 h，测定试样烘干和烧后的冷态强度和线变化率。
表1试验的工艺配方（w）/%
试样编号 A1 A2 A3 A4 A5
黏 8~5 mm 17 17 17 17 17
土 5~3 mm 16 16 16 16 16
 3~1 mm 24 24 24 24 24
 ＜0.088 mm 24 22 21 19 16
高铝水泥 10 10 10 10 10
纳米级SiO2 0 2 3 5 8
钾长石 5 5 5 5 5
瓷粉 4 4 4 4 4
    结果表明，随着纳米级SiO2加入量的增大，试样干燥后的强度逐渐增大；1 000 ℃烧后，加入纳米级SiO2试样的强度增大，烧后收缩率也增大。综合分析认为，加入5%的纳米级SiO2最佳，加入太少，不足以提高浇注料的强度，加入太多，容易产生裂纹，影响浇注料的性能。对含5%纳米级SiO2的试样（A4）进行显微结构分析发现，基质中的骨料结构由刚玉组成，引入的纳米级SiO2与黏土中的Al2O3反应形成莫来石，莫来石穿插或填充在刚玉骨架结构的空隙中，起着强化作用。
（摘编自《中国非金属矿工业导刊》2010，№4)