硫酸鋁耐火澆注料是用硫酸鋁溶液作結(jié)合劑與耐火骨料和粉料配制而成的。與磷酸鹽耐火澆注料相比，性能略差些，但成本較低，仍有生命力。硫酸鋁耐火澆注料是氣硬性材料，其凝結(jié)硬化機(jī)理和高溫物理化學(xué)變化是復(fù)雜的。眾所周知，硫酸鋁在水溶液中，以SO42-、〔Al(0H)〕2+和Al(OH)3等狀態(tài)存在。雖然有鋁膠等物質(zhì)存在，常溫硬化也十分緩慢。當(dāng)加入鋁酸鹽水泥后，硫酸根離子與水泥水化后的鈣離子形成較多的硫酸鈣,還形成硫酸鐵等。這些物質(zhì)又進(jìn)一步反應(yīng)而生成新物質(zhì),如硫鋁酸鈣和硫鋁酸鐵等。 由于新生的晶體呈柱狀或針狀，并交叉生長和發(fā)育，在常溫下使?jié)沧⒘汐@得強(qiáng)度。

硫酸鋁耐火澆注料用的耐火骨料和粉料，主要有黏土熟料、礬土熟料和其他高鋁材料。最大粒徑為15?10mm，一般用二級(jí)級(jí)配，也可用統(tǒng)料，粉料細(xì)度為小于0.09mm的大于90%，骨粉料質(zhì)量比一般為70:30。采用工業(yè)硫酸鋁溶液作結(jié)合劑，其密度為1.2 ?1.3g/cm3,相應(yīng)的濃度為33.1%?44,4%,用量為11 %?15%。該澆注料系熱硬性材料,為了獲得常溫強(qiáng)度，必須摻加促凝劑。促凝劑一般用CA-50水泥，標(biāo)號(hào)≥625號(hào)，用量2%?3.5%，最多不得超過40%。在耐火澆注料中，有時(shí)摻加A12O3≥29%的軟質(zhì)黏土粉(小于0.09mm的大于60%)，目的是改善高溫性能，用量為5%?10%。同時(shí)，還摻加膨脹劑等材料，以抵消澆注料的高溫收縮。 表1-1為硫酸鋁澆注料的配合比和性能。配制時(shí)，與磷酸鹽澆注料一樣，必須進(jìn)行困料。

從表1-1中看出，硫酸鋁耐火澆注料荷重軟化溫度為1350?1440℃,1400℃燒后線變化為-0.13%?+0.35%，1400℃燒后和高溫射壓強(qiáng)度分別為17?48MPa和1.0?4.2MPa,因此該澆注料的使用溫度為1400℃；硫酸鋁耐火澆注料的膨脹系數(shù)與硅酸鋁質(zhì)耐火磚相似，其值為(4.60?5.48)X10-6K-1；烘干耐壓強(qiáng)度，一般為10?19MPa；隨著加熱溫度的升高，強(qiáng)度則下降，到1400℃時(shí)又有所回升。這個(gè)變化規(guī)律，是與澆注料加熱過程中的物理化學(xué)變化分不開的。在500℃之前，燒后強(qiáng)度與烘干強(qiáng)度基本相似;在700?800℃時(shí),硫鋁酸鐵分解。在800℃左右時(shí)，硫鋁酸鈣等硫酸鹽相繼分解，并放出三氧化硫或有刺激性的二氧化硫硫酸鋁加熱至800℃后,其反應(yīng)式如下：

Al2(SO4)3—Al2O3十3SO3↑

由于澆注料中的硫酸鹽分解和物料間未燒結(jié)，其組織結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度顯著下降;加熱至1200℃之后，燒結(jié)加強(qiáng)，組織致密化，因此強(qiáng)度有所提高;到1400℃燒后，已形成陶瓷結(jié)合，燒后強(qiáng)度明顯提高，特別是摻加生黏土粉的試樣,強(qiáng)度提高較為顯著。