通常將AI2O3含量(質(zhì)量分數)大于90%的耐火澆注料稱(chēng)為剛玉耐火澆注料，其主要物相為剛玉，因為剛玉具有熔點(diǎn)高(2050℃)和抗熔渣侵蝕能力強的特點(diǎn)，使剛玉質(zhì)澆注料具有較高的耐火度和良好的化學(xué)穩定性。剛玉耐火材料的原料組合有多種形式，例如：

(1)用白剛玉作骨料和粉料

(2)用板狀氧化鋁和致密(燒結)氧化鋁作骨料，用致密(燒結)氧化鋁作粉體；

(3)用亞白剛玉或者棕剛玉作骨料，用致密(燒結)氧化鋁作粉料；

(4)用白剛玉和特級礬土熟料作骨料，用白剛玉作粉料等。

為了提高剛玉質(zhì)耐火澆注料基質(zhì)的性能，通常用白剛玉粉或者板狀氧化鋁粉作為其粉料。根據剛玉耐火澆注料目標性能的要求， 合理的選擇顆粒分布系數作為配方擬合顆粒配比。結合系統中的活性填料， 普遍使用SiO 2粉(常稱(chēng)為硅灰)或者活性α-AI2O3粉等。

根據應用要求， 剛玉質(zhì)耐火澆注料一般可按照含水泥(LCC及UL-CC) 或者無(wú)水泥(NCC) 的組成配制。前者以水泥或者水泥和活性超微粉并用作為結合劑，而后者則采用活性超微粉作為結合劑。同時(shí)添加高效表面活性劑(高效分散劑和減水劑)以分散結合劑和活性填料，減少用水量。

一般來(lái)說(shuō)，剛玉質(zhì)耐火澆注料中的粉體+活性填料(超微粉)含量(質(zhì)量分數)為30%~34%。材料品種不同時(shí)，其活性填料用量也會(huì )不相同，但最佳活性填料配入量在4%~10%之間。

活性填料的作用機理很復雜，但其根本的作用機理是起填充作用。因為耐火澆注料的粒度級配，堆積密度較大，而且較致密，但仍然有眾多的孔隙。若用活性填料(超微粉)來(lái)填充這些孔隙，便可使孔隙大大減少，從而明顯地降低耐火澆注料的用水量，使澆注構件或者耐火襯體干燥(烘烤)后留下的氣孔大大地減少。也就是說(shuō)，在耐火澆注料中配入活性填料， 可降低水量， 提高其體積密度， 降低氣孔率， 常用的有SiO 2微粉和活性α-AI2O 3微粉。

α-Al2O3微粉是用工業(yè)氧化鋁煅燒后制成的。其特點(diǎn)是分散性好，顆粒小、高溫下易于燒結且體積效應小等。α-AI2O3加入到耐火澆注料中，對其施工性能的影響比較顯著(zhù)。在澆注料中加入適量的a-AI2O3微粉，一方面在高溫下其會(huì )發(fā)生陶瓷化和莫來(lái)石化反應，可以提高耐火澆注料的耐火度；另一方面起到微粉的填充作用，降低澆注料的氣孔率，使澆注料中的結構缺陷減少，提高其強度和抗熔渣侵蝕的能力，改進(jìn)耐火材料的性能等。同時(shí)，氧化鋁微粉能和水泥顆粒之間進(jìn)行燒結，起到連接周?chē)w粒形成網(wǎng)絡(luò )結構的輔助結合作用。α-Al2O3微粉加入量越多，澆注料的振動(dòng)流動(dòng)性就會(huì )越小。但當微粉添加量超過(guò)一定值時(shí)，澆注料的強度也有下降的趨勢。這是因為加入過(guò)量的AI2O3后，除一部分起填充孔隙和減少施工用水量的作用外，剩余的部分優(yōu)化與澆注料中的水泥反應生成CA2和CA6等，不但消耗基質(zhì)中的大量AI2O3，同時(shí)還伴有體積膨脹，使澆注料高溫出來(lái)后存在結構缺陷，導致強度等性能相應下降。

在耐火澆注料中， SiO 2微粉可以提高澆注料的常溫、中溫和高溫強度， 改善澆注料的流動(dòng)性和抗熱震性。

SiO 2微粉對澆注料流動(dòng)性的影響， 如圖1所示。當無(wú)定形SiO 2顆粒覆蓋在大顆粒表面時(shí)， 不僅能阻礙較大的顆粒的團聚現象，而且還能夠在大顆粒之間起到潤滑作用，從而有效地降低大顆粒間的摩擦阻力。因此，在澆注料中加入SiO 2微粉能明顯提高澆注料的流動(dòng)性。

SiO 2微粉在鋁酸鈣水泥水化的過(guò)程中能夠避免生成C2AH 8， 而直接生成鈣黃長(cháng)石C2ASH 8， 從而提高澆注料的常溫強度。

目前用于耐火澆注料中的SiO 2微粉主要有兩種：一種是高純硅石制成的， 另一種是生成金屬硅或硅鐵的副產(chǎn)品。這兩種產(chǎn)品均為無(wú)定形的非晶質(zhì)材料。前者呈顆粒狀活性；后者呈中空球狀有活性，不團聚，填充性好。摻入澆注料凝結后， SiO 2表面形成硅醇基， 經(jīng)干燥脫水架橋， 形成硅氧烷網(wǎng)狀結構， 溫度升高不易斷裂， 所以可提高澆注料的中溫強度。

經(jīng)研究SiO 2微粉含量對剛玉質(zhì)超低水泥澆注料的燒結性能、高溫強度以及抗熱震性能的影響。研究表明：隨著(zhù)SiO 2微粉含量的增加， 經(jīng)過(guò)1100℃燒結后的試樣的顯氣孔率降低， 強度升高； 經(jīng)1400℃燒結后澆注料樣品的熱態(tài)抗折強度增加。這表明SiO 2微粉不僅可以促進(jìn)澆注料的燒結， 而且和AI2O 3能反應生成莫來(lái)石， 因為莫來(lái)石晶體結構為針狀，其能與剛玉骨料相互穿插，起到增強增韌的作用，從而使澆注料的強度和抗熱震性都能夠得到改善。

同時(shí)也有研究表明， SiO 2微粉能夠填充在顆粒的間隙， 明顯降低分散介質(zhì)所占空間。例如， 在合適的SiO 2微粉加入范圍內， 澆注料中增加2wt%的SiO 2微粉就會(huì )使加水量減少1wt%。因此， SiO 2微粉借助其自身良好的填充性能，降低澆注料的加水量，增加澆注料致密度，從而使耐火澆注料力學(xué)性能的提高。

  在剛玉耐火澆注料中，結合劑、活性填料和添加劑的用量很少，但都是非常重要的相輔相成的三個(gè)組成部分，不可缺少。每個(gè)組成部分的選擇都成為控制剛玉耐火澆注料流變性能的關(guān)鍵因素。選擇的標準是保證相應的剛玉耐火澆注料達到施工性能的要求。這可通過(guò)優(yōu)化添加劑的方法來(lái)實(shí)現，例如可加入多種添加劑(復合添加劑)，每一種添加劑都具有不同的功能， 同時(shí)也可以加入少量的氧化物耐火材料如Cr2O 3、ZrO 2等等， 以改變剛玉質(zhì)耐火澆注料的性能。