铝酸盐水泥结合浇注料具有高的早期强度和良好的流变性能,但是中温强度低、养护工艺复杂;硅溶胶结合浇注料具有高的中温强度,养护工艺简单,但浇注料前期强度较低,施工性不好。因此,本文结合铝酸盐水泥和硅溶胶二者的胶结特性,尝试在铝酸盐水泥中引入硅溶胶,从而形成复合结合系统,以期使浇注料具有良好的施工性能、高的早期强度和简单的养护工艺,同时具有优异的高温强度、抗渣性和热震稳定性。为了分析硅溶胶对铝酸盐水泥施工性能的影响,本文首先研究了铝酸盐水泥-硅溶胶复合系统的流变和水化性能。流变试验结果表明,铝酸盐水泥与水接触后,溶解生成大量的Ca²⁺和Al（OH）₄^-;SiO₂纳米粒子作为水化物的形核点,大量分散于水泥颗粒表面和孔隙中,极容易吸附Ca²⁺而产生絮凝,从而形成SiO₂三维网络结构,增加絮凝结构的强度,使浆体中游离水减少,颗粒结合紧密。此过程消耗大量Ca²⁺,促进了铝酸盐水泥的早期溶解过程。因此,添加硅溶胶后,水泥浆体的剪切应力随剪切速率的增加而快速增大,触变性提高,粘度增加,水泥浆体的储能模量和流动点增大,凝结时间缩短。水化试验结果表明,硅溶胶对铝酸盐水泥的水化早期具有促进作用,而对水化后期则是抑制作用。添加硅溶胶后,水化物的生成量减少,结晶性降低,水化物显微结构较为“致密”,不同于纯铝酸盐水泥花瓣状的疏松结构。硅溶胶中SiO₂纳米粒子促进了水泥水化早期的形核-生长（NG）阶段,使水泥水化过程中电导率大幅度增加,水化热曲线中第一个峰峰强增加,峰位前移;而水化物包裹在水泥颗粒表面,水化反应较早的从相边界反应（I）阶段进入扩散（D）阶段;水泥水化后期受到抑制,水化放热量降低,料浆中水化物的生成量较少,水化程度较低。核磁共振谱表明,硅溶胶中仅有一小部分SiO₂纳米粒子参与水化作用,大部分仍然以呈三维网络结构的Si-O四面体的形式存在。基于硅溶胶对铝酸盐水泥流变和水化性能的研究,以铝酸盐水泥-硅溶胶为结合剂制备刚玉质浇注料。试验结果表明:添加硅溶胶后,浇注料的流动值降低,常温性能得到明显提高,尤其是常温抗折强度得到大幅度的提高。经110℃养护后浇注料的抗折强度由7.5 MPa提高到13.7 MPa;经1100℃和1500℃热处理后,浇注料的抗折强度分别达到最大值23.0MPa和46.7 MPa,比未添加硅溶胶的浇注料的相应值提高1倍左右。另一方面,由于浇注料中钙铝黄长石的生成和钠离子的存在,增加了浇注料在高温下的玻璃相含量,浇注料的高温抗折强度由3.3MPa降低至0.69 MPa;但浇注料的残余热震强度和残余强度保持率分别为8.94MPa和19.1%,高于纯水泥结合浇注料的3.97 MPa和13.9%。静态抗渣试验结果表明,浇注料的渗透指数先增加后降低。当添加3%硅溶胶时,浇注料的渗透指数降低至58.1%,低于由纯铝酸盐水泥结合浇注料试样的相应值。为了降低浇注料中CaO含量,将硅溶胶加入到超低水泥（1%）结合浇注料中。研究结果表明,随着硅溶胶添加量的增加,浇注料的脱模强度由2.1 MPa提高到3.3 MPa,经110℃养护和1100℃、1500℃热处理后的常温抗折强度分别2.7 MPa提高到5.4 Mpa、2.8 MPa提高到30.5 Mpa、24.8提高到39.1 MPa,耐压强度也明显提高;载荷位移曲线表明,浇注料的位移值增大。浇注料在1000℃和1200℃时的高温抗折强度略有降低,分别由31.5 MPa和26.9 MPa降低至25.5MPa和17.1 MPa,1400℃时的高温抗折强度由8.0 MPa降低至1.8 MPa。但添加硅溶胶后浇注料的热震稳定性有所改善。为提高铝酸盐水泥-硅溶胶结合浇注料的高温强度、热震稳定性和抗渣性,在硅溶胶-超低水泥结合浇注料中添加SiO₂微粉,以促进浇注料中莫来石结合相的形成。研究结果表明,1100℃热处理使SiO₂微粉转变为石英,均匀分布在浇注料中,浇注料中有β-Al₂O₃相生成;1500℃热处理后浇注料中有莫来石生成,这些莫来石相互交错分布在浇注料中。引入SiO₂微粉后浇注料的线收缩呈现变小的趋势,浇注料的常温抗折强度变化不大,其在1400℃的高温抗折强度大幅度提高,由2.3 MPa提高到15.6 MPa,增加幅度将近6倍,且其耐压强度在经1500℃热处理后大幅度增加,由193.9 MPa提高到243.0 MPa,提高幅度达25%。浇注料的载荷-位移曲线中位移值也呈现增大趋势,表明浇注料的韧性提高。所有这些主要得益于在浇注料结构中原位莫来石的生成。抗渣渗透试验结果表明,引入SiO₂微粉后,浇注料的渣渗透指数下降,表明其抗渣渗透性得以改善。