輕質(zhì)耐火混凝土是不定形耐火材料中基礎(chǔ)的材料之一，主要用耐火骨料和耐火粉料混合制成。其耐火度高于1580℃以上的成為耐火混凝土，耐火度低于1580℃的混凝土稱為耐熱混凝土。耐火混凝土以其體積密度的不同可分為“普通耐火混凝土”和“輕質(zhì)耐火混凝土”兩種。亦可將其摻水或膠結(jié)劑等混合，經(jīng)搗打或澆注在模型中凝結(jié)硬化，制成預(yù)制塊。

輕質(zhì)耐火混凝土同定形耐火磚相比具有以下優(yōu)勢：

1、工藝簡單，取消了復(fù)雜的燒成工序。

2、使用方便，具有可塑性和整體性，便于復(fù)雜制品的成型。

3、成本低，筑爐施工可機械化，使用壽命可與耐火磚相近。

目前已用于蓄熱室墻、煙道、煤氣發(fā)生爐爐蓋、退火窯窯頂和錫槽槽體等部位。

一、輕質(zhì)隔熱耐火混凝土

輕質(zhì)隔熱耐火混凝土通常又被稱之為輕質(zhì)耐火澆注料或者輕質(zhì)耐火噴涂料。主要由輕質(zhì)耐火骨料和輕質(zhì)耐火粉料及其他的添加劑混合制備而成。施工方式通常采用澆注法施工，有時也采用噴射、噴涂法施工。輕質(zhì)隔熱耐火混凝土施工方便和迅速，特別是在窯爐結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，定形耐火材料無法應(yīng)用之處具有超凡的優(yōu)勢。其施工較容易，并有節(jié)約能源等許多優(yōu)點，在近幾年的工業(yè)窯爐應(yīng)用中，耐火材料已逐漸不定形化、精密化。而輕質(zhì)隔熱耐火混凝土作為兼具不定形及輕質(zhì)隔熱兩大技術(shù)性能優(yōu)勢，現(xiàn)已被廣泛用作許多高溫工程的隔熱材料。輕質(zhì)耐火混凝土通常按其所用輕質(zhì)骨料命名，如氧化鋁空心球混凝土、膨脹蛭石混凝土、膨脹珍珠巖混凝土等。輕質(zhì)耐火混凝土的性能主要取決于輕質(zhì)骨料和膠結(jié)材料的性能。

(1)輕質(zhì)耐火骨料

選用輕質(zhì)骨料配制輕質(zhì)隔熱耐火混凝土主要取決于混凝土的使用溫度，一般在800?1000℃以下使用時，采用膨脹蛭石、膨脹珍珠巖或硅藻土;在1100?1400℃的溫度范圍內(nèi)使用時，采用輕質(zhì)黏土骨料;在更高的溫度下使用時，采用氧化鋁空心球、氧化鋯空心球、耐火纖維等高級隔熱骨料。

(2)膠結(jié)材料

輕質(zhì)隔熱耐火混凝土通常使用鋁酸鹽水泥、水玻璃、硅溶膠和磷酸鹽作膠結(jié)材料，膠結(jié)材料的性質(zhì)對輕質(zhì)隔熱耐火混凝土有很大影響。

(3)輕質(zhì)隔熱耐火混凝土的熱導(dǎo)率

輕質(zhì)隔熱耐火混凝土的熱導(dǎo)率取決于輕質(zhì)骨料的種類，膠結(jié)材料和容重等因素圖1示出了各種輕質(zhì)隔熱耐火混凝土的熱導(dǎo)率與溫度的關(guān)系。在實際應(yīng)用中，由于輕質(zhì)隔熱耐火混凝土內(nèi)襯斷面上存在著溫度梯度，在不同的部位發(fā)生不同的物理化學(xué)變化，因而影響熱導(dǎo)率。

如以鋁酸鈣水泥結(jié)合的輕質(zhì)隔熱耐火混凝土，在受熱之前，整個內(nèi)襯都是完全由水泥水化產(chǎn)物結(jié)合的。當對爐子開始加熱時，爐襯內(nèi)沿著其斷面產(chǎn)生溫度梯度。當熱溫度加熱到480℃以上時，化學(xué)結(jié)合水開始排除;加熱到980?1090℃時，開始發(fā)生燒結(jié)和形成陶瓷結(jié)合。當爐襯內(nèi)達到熱平衡時，耐火混凝土內(nèi)產(chǎn)生分帶結(jié)構(gòu)，如圖2所示。第一層即靠近爐殼冷面的區(qū)域內(nèi)，最高溫度低于480℃，耐火混凝土仍保持原有的水化物結(jié)合狀態(tài)，熱導(dǎo)率高。第二層為脫水分解帶，水化物結(jié)合和化學(xué)結(jié)合受到部分破壞，但溫度仍未達到形成陶瓷結(jié)合所需的高溫，由于氣孔率較高，這一層的熱導(dǎo)率變得較低。第三層為燒結(jié)帶即高溫帶，靠近工作面端，溫度超過1090℃，發(fā)生了高溫化學(xué)反應(yīng)和燒結(jié)作用，形成很強的陶瓷結(jié)合，這一層的熱導(dǎo)率要比中間層的高。