不定形耐火材料制备工艺中，控制粒度分布（组成）是控制产品质量的极其重要的措施之一。粒度级配的合理与否，不仅影响着材料的作业性能，如流变性、可塑性、涂抹性、铺展性、附着率（或回弹率）等，而且也影响着制成衬体后材料的物理性能，如气孔率、体积密度、透气性、力学强度、弹性模量等，进而影响着材料的.终使用性能，如抗热震性、抗熔体的渗透性和侵蚀性、耐磨性和耐冲刷性以及高温下的结构强度等。

颗粒级配理论简介

不定形耐火材料集料的粒度级配有两种形式：即不连续（间断）的粒度堆积和连续的粒度堆积：

（1）不连续粒度堆积是将由几级间断的粒度（可以是几级不同粒度的单分散颗粒，也可以是几级粒度（粒径）范围很窄的不同粒级的颗粒料）的堆积。

（2）连续粒度堆积是指由连续粒度分布的颗粒的堆积。

 不连续（间断）粒度的颗粒堆积理论是Furnas.早提出的。该理论认为：由几级粒度组成的堆积，如由三级粒度组成的堆积，其中颗粒应恰好填入粗颗粒堆积形成的空隙中，而细颗粒恰好填入粗中颗粒形成的空隙中，由此可构成.紧密堆积。如果由多级粒度组成，加入越来越细的颗粒时，便可使气孔率越来越接近于零。但构成这种粒度分布时，各级颗粒量要形成几何级数。之后，他将多粒级的表达式推广到连续分布的计算中去，此方程式如下：

CPFT/100=（r^logD-r^logDs）/(r^logDL-r^logDs)…

式中，CPFT——某一粒级（D）以下累计百分数；

r——相邻两粒级的颗粒量之比；

D——颗粒粒度（尺寸）；

Ds——.小颗粒粒度；

DL——.大颗粒粒度。

Furnas方程中以D与CPFT的关系在对数坐标轴上（log-log图）作图时，其粒度分布为曲线分布如图17-1所示，图17-1中的K=Ds/DL。

连续粒度的颗粒堆积理论是Andreassen提出的。他提出的颗粒分布方程如下：

CPFT/100=(D/DL)^q…

式中，q为粒度分布系数，其他符号所代表意义同前。其粒度分布曲线如图17-2所示。

同Furnas方程比较可以看出：Andreassen方程中无.小颗粒粒度限制，即.小颗粒尺寸是无限制的，而真实的颗粒料粒度分布是有限制的。因而有人对此提出不同意见。为了处理Andreassen方程中的无.小粒度限制问题，Dinger和Funk根据Furnas的有限分布方程（有.大粒度DL和.小粒度Ds的限制），经过数学推理和处理，对Andreassen方程进行了修正，提出了Dinger-Funk方程式：

CPFT/100=(D^q-D^q_s)/(D_L^q-D^q_s)…

从方程(17-3)看出，当Ds→0时，Dinger-Funk方程与Andreassen是一样的。图17-3为Dinger-Funk和Andreassen粒度分布对比图，图中DL和q为常数。可以看出：当Ds越小时，两方程的粒度分布曲线越接近。

从图17-3可看出：Dinger-Funk方程用CPFT对D在log-log坐标轴上作图，其粒度分布为曲线状，与实际颗粒粒度分布接近，但计算起来略为麻烦些。而Andreassen方程用CPFT对D在log-log坐标轴上作图时、其粒度分布为直线，q值为直线的斜率、简单且易于采用。

粒度组成的控制

不定形耐火材料的粒度组成是随其施工方法的不同而异，既要考虑材料的堆积密度，又要考虑作业性能。过去粗放的颗粒粒度组成一般分为粗颗粒（大于1.5mm）、中颗粒（为1.5~0.074mm）、细颗粒（小于0.074mm）三级。捣打法施工的材料的颗粒度组成中，其粗、中、细比例一般采用40:30:30（或40:35:25），但现在已趋向于采用多级颗粒级配，并采用上述颗粒堆积理论来指导不定形耐火材料颗粒级配。

当今在配制不定形耐火材料时，.广泛采用的是Andreassen粒度分配方程，如果有.小粒径限制时也有采用Dinger-Funk粒度分布方程，但不管采用哪个方程，.主要的是控制粒度分布系数q值。根据所确定的q值来调整不同粒度范围的颗粒度组成比例。而q值的大小则是根据作业性能（流变性能）和使用性能的要求通过试验来确定的。

在不定形耐火材料中，对颗粒级配要求较严格的是浇注耐火材料。而在浇注料中，自流或泵灌浇注料比振动的浇注料对颗粒级配的要求更为严格。对自流型或泵灌型浇注料，一般要求.大临界粒度为5mm,其q值应控制在0.21~0.26之间，大于0.26时自流性的变差。而对振动型浇注料，其.大临界粒度可放宽至十几毫米，其q值允许在较大范围内波动，一般为0.26~0.35，但随着q值的不同，其物理性能会有显著的差异，须根据使用要求来确定。