最近，德国研究人员开发了一种CA相含量很高的HiPerCem水泥，其CA相含量高达95%，而CA₂相含量仅为4%。研究表明，HiPerCem水泥在保证浇注料强度的情况下，比普通铝酸钙水泥引入的CaO更少，并使浇注料表现出较好的高温力学性能。武汉科技大学的研究人员在刚玉-尖晶石浇注料中使用HiPerCem水泥作为结合剂，研究浇注料的凝结行为、常规物理性能及抗渣性能，并与添加Secar71水泥和CMA72水泥浇注料的性能进行了对比，以期将新型HiPerCem水泥应用于钢包内衬，达到延长钢包使用寿命的目的。

试验以w(Al₂O₃)＞99%的板状刚玉、w(Al₂O₃)=77.8%的尖晶石细粉AR78、w(Al₂O₃)＞99%的活性α-Al₂O₃、w(Al₂O₃)=99.8%的亚微米级活性氧化铝RG4000为主要原料，以FS65(BASF)为分散剂。采用普通铝酸钙水泥Secar71（w(Al₂O₃)=69%、w(CaO)=30%），CMA72水泥（w(Al₂O₃)=70%、w(CaO)=9%、w(MgO)=20%）及HiPerCem水泥（w(Al₂O₃)=64%、w(CaO)=34%）为结合剂。

为保证三种水泥结合浇注料的强度和抗渣性具有可比性，设计浇注料中CA相含量均为1.8%，保持尖晶石含量均为10%，浇注料的具体配方如表1所示。根据计算，三种水泥制备的浇注料中，CaO含量分别为0.90%、0.85%和0.65%。按表1配料，加水搅拌后振动浇注成40 mm×40 mm×160 mm的条形试样及外形尺寸为70 mm×70 mm×70 mm，且带有锥面孔（孔的上下直径分别为30和20 mm，孔的深度为40 mm）的立方体坩埚试样。将上述各试样放入温度为25 ℃，湿度为75%的养护箱中养护24 h后脱模，经110 ℃ 24 h烘干后，将试样分别在 1 000和1 600 ℃保温3 h。

表1  浇注料的配方（w）/%

使用跳桌法测浇注料的流动值，使用凝结参数仪测试凝结过程声速随时间的变化；按照相关标准测定试样的显气孔率、体积密度、常温抗折强度、抗渣性（1 600 ℃ 3 h）；分析物相组成、孔径分布及显微结构。

结果显示：（1）HiPerCem水泥结合浇注料的流动性最好，凝结速度介于CMA72和Secar71水泥结合浇注料试样之间，但其脱模强度、烘干强度及各温度热处理后的强度均较CMA72和Secar71水泥结合浇注料的低。（2）抗渣侵蚀试验表明：HiPerCem水泥结合浇注料的侵蚀指数与Secar71水泥结合浇注料相近，但其渗透指数在三者中最小；CMA72结合试样侵蚀指数最小，但渗透指数最大。综合比较，HiPerCem水泥结合浇注料具有最佳的抗渣性能。分析认为以HiPerCem水泥为结合剂的浇注料因引入的CaO含量较CMA72和Secar71水泥结合浇注料低，大尺寸气孔少，具有较好的抗渣性；而CMA72水泥结合浇注料因试样中大尺寸气孔比例较高，熔渣渗透严重，未能发挥出其水泥中微晶尖晶石相改善抗渣性的优势。

（摘编自《硅酸盐通报》2020，№5；作者胡浩等）