硅溶膠作為澆注耐火材料的結(jié)合劑開始投入實(shí)際應(yīng)用。硅溶膠的結(jié)合原理是基于溶膠—凝膠技術(shù)。在凝華過程中，當(dāng)與其他固體顆粒混合時(shí)，硅溶膠能夠以枝狀鏈接在一起，隨著水分的蒸發(fā)而逐漸形成凝膠。在干燥階段，顆粒表面的羚基（Si—OH）形成硅氧烷鍵（Si—O—Si），出現(xiàn)了一個(gè)三維網(wǎng)絡(luò)。因此，在澆注料系統(tǒng)中，耐火顆粒周圍由溶膠生成的三維網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)在干燥過程中會使系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)度。由于未引入CaO，在隨后的加熱過程中在較低溫度下（因?yàn)轭w粒更細(xì)，燒結(jié)更快）形成陶瓷結(jié)合而增強(qiáng)了強(qiáng)度，改善了澆注料的高溫性能。硅溶膠澆注料因具有較高黏性，結(jié)合力強(qiáng)，且具有自流性能，因此可以說，硅溶膠是耐火澆注料無鈣結(jié)合劑的一種良好替代物。
硅溶膠又稱硅酸溶膠，分子式為SiO：·xH：O，是一種硅酸多分子聚合物形成的膠體溶液，聚合物的微粒通常在7—20 am，如果使用特殊加工工藝也可以制得更大粒徑的硅溶膠。硅溶膠聚合物微粒不但能在水中分散，也可以在有機(jī)溶劑中分散。硅溶膠的失水溫度范圍寬，失水不僅不會破壞其結(jié)合強(qiáng)度，還會使其三維結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，產(chǎn)生更高的結(jié)合強(qiáng)度。硅溶膠做耐火材料結(jié)合劑時(shí)，燒結(jié)后可賦予材料陶瓷凝聚結(jié)合，這不但克服了水泥結(jié)合耐火澆注料中溫強(qiáng)度偏低的致命弱點(diǎn)，還有以下三方面的優(yōu)點(diǎn)：
1.無需養(yǎng)護(hù)便可快速烘烤：硅溶膠澆注料是膠體凝膠而產(chǎn)生結(jié)合的耐火材料，溶膠凝膠受PH值影響較大，調(diào)節(jié)PH值可有效的控制材料滿足施工要求的固化時(shí)間。材料內(nèi)部水化結(jié)晶，因成型時(shí)產(chǎn)生的一些微氣孔便可有效的排出材料內(nèi)部快速烘烤時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣。
2.良好體積穩(wěn)定性及抗熱震穩(wěn)定性：經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，硅溶膠澆注料在800℃×3h燒后線變化基本為零，1400℃×3h燒后線變化率僅在+0.2 %左右。這很好的滿足了鋼鐵生產(chǎn)中對耐火材料體積的最高要求，同時(shí)我們對干燥后70 mm×70 mm×70 mm 的試樣進(jìn)行了1100℃⇌水冷抗熱震性的對比測試。以水泥結(jié)合的試樣經(jīng)四十幾次熱震循環(huán)就完全開裂，而溶膠結(jié)合的熱震循環(huán)100次后基本沒有出現(xiàn)裂紋，把經(jīng)熱震100次后的試樣110℃烘干后，測試其耐壓強(qiáng)度，多次結(jié)果表明，溶膠結(jié)合的材料耐壓強(qiáng)度保持率在80%(熱震100后的耐壓強(qiáng)度與熱震前耐壓強(qiáng)度的比值×100%)以上。
3. 良好抗CO侵蝕性能：為了直接體現(xiàn)硅溶膠澆注料的抗CO侵蝕性能的優(yōu)越性，我們用傳統(tǒng)的水泥結(jié)合耐火澆注料與溶膠結(jié)合澆注料進(jìn)行了對比，把兩種形同材質(zhì)的澆注料同時(shí)放入到純CO氣氛中進(jìn)行500℃的連續(xù)熱處理，其結(jié)果是：水泥結(jié)合的澆注料在經(jīng)熱處理50 h后試樣就破裂為兩半，100 h后試樣出現(xiàn)一處大塊剝落，有大顆粒碳沉積，150 h后出現(xiàn)數(shù)處裂紋，200 h有大塊剝落，多處出現(xiàn)裂紋，表明其已受CO嚴(yán)重侵蝕。而硅溶膠澆注料50 h后試樣表面出現(xiàn)一處碳沉積，100 h后試樣表面出現(xiàn)一片剝落，而150h僅有出現(xiàn)幾處開裂，而200h后試樣整體變黑，碳黑沉積在試樣的各個(gè)氣孔中，試樣從表面到內(nèi)部僅受到嚴(yán)重的蝕損。
使用硅溶膠結(jié)合耐火材料因含納米SiO2而具有許多優(yōu)良性能，如中溫強(qiáng)度高，良好的康渣侵蝕性能和熱震性，能快速干燥和烘烤為正常生產(chǎn)節(jié)約時(shí)間，節(jié)能環(huán)保等，硅溶膠澆注料品種有：硅溶膠結(jié)合自流澆注料、硅溶膠結(jié)合搗打料、硅溶膠結(jié)合噴射料及壓入料和硅溶膠結(jié)合普通澆注料。