一、不定形耐火材料的定义
根据GB/T18930-2002“耐火材料术语”的定义，不定形耐火材料（Unshaped refractory,monolithic refractory）是指由骨料、粉料、结合剂和添加剂组成的混合料。以交货状态直接使用，或加入一种或多种不影响其耐火性能的合适的液体后使用。英国ASTM标准C71-01a对其定义为“A refractory which may be installed in situ,whithout joints to form an integral structure”（可以现场筑衬施工，不生产接缝而形成整体结构的耐火材料）。“不定形”的含义，是指以干态或湿态的混合料交货，可以没有固定的外形。但浇注料也可以制备成预制件交货，称“不定形”并不贴切。因而国内外近年来也将不定形耐火材料称为“整体耐火材料”（Monolithic refractory）。我国于1977年正式采用“不定形耐火材料”这一名称。
注：耐火骨料一般是指粒度大于0.088mm的颗粒状耐火原料，在不定形耐火材料中起骨架作用，对材料性能有决定作用。粉料也成细粉，一般是指粒径小于0.088mm的物料，起填充骨料之间孔隙和联结骨料的作用。通常将粒径小于5μm的细粉称为超细粉或微粉。
二、不定形耐火材料的分类
在实际中，按不定形耐火材料的施工方法而作的分类较为常用，主要品种有耐火浇注料、耐火喷射料、耐火可塑料、耐火涂抹料、耐火捣打料、耐火压入料、耐火泥浆等。
1.耐火浇注料
耐火浇注料（Refractory castable）是由耐火骨料、粉料、结合剂、外加剂和水（或其他液体结合剂）按一定比例配成的混合料，在外力或重力作用下有良好的流动性，经浇注、密实和养护使其凝结硬化，然后按一定制度烘烤后形成足够强度和结构稳定性而投用的不定形材料。
耐火浇注料可以硅酸铝质熟料、刚玉质材料或碱性耐火熟料为骨料；轻质浇注料以膨胀珍珠岩、蛭石、陶粒、氧化铝空心球为骨料。结合剂用铝酸钙水泥、水玻璃、硅酸乙酯、聚合氯化铝、粘土或磷酸盐等。外加剂视使用情况而定，其作用在于改善施工性能和提高理化性能。
2.耐火喷射料
耐火喷射料（Refractory gunning mixes）是由耐火骨料粉料、结合剂、外加剂和水组成，用压缩空气运送并获得动能，经特定的喷枪被投射到冷表面或热表面进行施工的不定形耐火材料。
对于冷物料的耐火喷射料，可分为干法、半干法（潮式）和湿法喷射三种。
耐火喷射料既可用于修补炉衬，也可用于构筑新衬和形成保护性涂层。喷射料的施工方法实际上是把运输、浇注和捣固合为一个工序，不需支架，不需或只需单面模板，工序简单，效率高，有广泛的实用性。当用于修补局部发生过早损坏而大部分还较好的炉衬时，可有效延长炉衬整体使用寿命、降低耐火材料消耗。
3.耐火可塑料
耐火可塑料（Refractory plastic）是由耐火骨料粉料、结合剂、增塑剂（多为粘土）和液体（水）组成的、呈泥膏状的，在较长时间内具有较高可塑性的不定形耐火材料。
耐火可塑料适合施工体积较小、狭窄复杂的部位和要求结构轻化的部位。耐火可塑性的施工一般采用捣、压使其密实，加热后硬化。
与致密高强的耐火浇注料相比，耐火可塑料具有体积密度小、热态韧性好、抗热震性和抗剥落性好等特点，可用于各种加热炉、均热炉、退火炉、渗碳炉、电炉和烧结炉等。使用温度可从5000C到19000C，依使用要求和本身材质而定。

4.耐火涂抹料
耐火涂抹料（Refractory coating mixes）由颗粒较小的耐火骨料、粉料、结合剂、外加剂和必要液体组成的膏状或浆状的不定形耐火材料。
可涂覆在其它耐火材料衬体上，施工厚度一般不大。
耐火涂抹料在高温工业中的应用主要在三个方面：制作衬体，如中间包工作衬；用做保护层，如耐火纤维衬表面的涂层；用于密封。
根据使用要求和施工方法的不同，耐火涂料有配制成泥膏状和泥浆状等形态。所用结合剂因材质而异，如配制连铸中间包用碱性涂料磷酸盐、聚磷酸盐、硫酸镁；配制高铝质涂料则用粘土、磷酸二氢铝、铝铬磷酸盐、水玻璃等。
5.耐火捣打料
耐火捣打料（Refractory ramming mixes）是由耐火骨料、粉料、结合剂和必要液体组成的使用前无粘附性、可塑性低或不具可塑性，用强力捣打方能密实的不定形耐火材料。
耐火捣打料一般用于要求施工节奏快、施工体积较小、狭窄复杂的部位。主要应用在诸如单出铁口的高炉出铁沟、炼钢炉炉底、出钢槽、感应炉内衬、电炉顶以及回转窑落料部位、石化炉内衬等。
材质有硅质、粘土质、高铝质、刚玉质、锆英石质、碳化硅质、碳质、镁质等。根据捣打料材质和使用条件，可采用与浇灌料相似的无机结合剂或有机结合剂，如水溶性的糊精、羧甲基纤维素、木质素、磺酸盐、聚乙烯醇；抗水而具有热可塑性的石蜡、沥青、焦油、酚醛树脂、无规聚丙烯等。
6.耐火压入料
耐火压入料（Refractory injecting mixes）是由细小的耐火骨料、粉料、结合剂、外加剂和必要液体组成的采用专用泵在压缩空气或机械压力作用下能发生挤压填充的不定型耐火材料。
耐火压入料主要用于高炉炉身、高炉出铁口、回转窑炉衬热点部位、RH上升管及顶底复吹STB转炉小炉炉底、转炉出钢口等。
7.耐火泥浆
耐火泥浆（Refractory mortar）是由粉状耐火物料、结合剂、外加剂和必要液体组成的膏状或浆状的不定形耐火材料，主要用于砖砌衬的接缝或灌浆。
耐火泥浆可广泛用于热风炉、高炉、焦炉、鱼雷罐、铁水包、转炉、电炉、钢包、加热炉、均热炉、玻璃窑、有色金属冶炼炉、石化炉的砖砌衬。要求耐火泥浆有良好的施工性和与基体材料的匹配性，避免由于砖缝火泥不耐用而发生穿透性破坏。
三、不定形耐火材料的特点
同烧成耐火制品比较，不定形耐火材料具有如下特点：
（1）制备工艺简单，生产周期短，劳动生产率高；
（2）适应性强，使用时不受工业窑炉结构形状限制，可制成任意形状；
（3）整体性好，气密性好，热阻大，可降低工业炉热损失、省能源；
（4）便于机械化施工，省工省时；
（5）对于损坏的工业炉内衬易于用不定形耐火材料进行修补，延长衬体使用寿命、降低耐火材料消耗。
因此不定形耐火材料现已逐渐取代部份烧成耐火制品而得到广泛应用，在冶金工业使用不定形耐火材料的比例己占耐火材料总使用量的40%以上。
不定形耐火材料的制备工艺，包括材质的选择、颗粒级配的确定、结合剂和外加剂的选用、以及加工流程的确定，是根据使用条件和使用环境、以及所采用的施工方法来确定的。配制不定形耐火材料的粒状原材料总称为耐火集料。
四、不定形耐火材料的结合剂
结合剂（Binder）是指能将耐火骨料和粉料胶结起来，并使之在养护、干燥和加热后产生足够强度的起结合作用的物质。结合剂是不定形耐火材料的重要组成部分。结合剂在一定条件下，通过水合、化合、聚合、粘附和凝聚结合等作用，使拌合物具有足够强度。
用作不定形耐火材料的结合剂，不但要求具有较好的冷态和热态结合强度，而目还要求具有合适的作业性能(施工性能)和高温使用性能。
不定形耐火材料用的结合剂，随被胶结的材料的性质及使用条件不同而异，种类繁多，一般是按结合剂的化学性质和结合剂的硬化条件进行分类。
按结合剂硬化条件分类有水硬性、气硬性和热硬性结合剂。
（1）水硬性结合剂，是指与散状耐火集料混合后、加水混练并成型后，在常温潮湿条件下
养护、经水化反应能产生凝结与硬化的结合剂。如硅酸盐水泥、铝酸钙水泥。
（2）气硬性结合剂，与散状耐火集料混合、成型后，在常温自然十燥条件下养护即可发生凝结与硬化的结合剂。但这类结合剂使用时一般要加促凝剂(硬化剂)方可发生凝结与硬化，如用水玻璃结合剂时要加入氟硅酸钠促凝剂，用磷酸一氢铝结合剂时要加入铝酸钙水泥或氧化镁等作促凝剂。
（3）热硬性结合剂，与散状耐火材料集料混合混练成型后，需经加热烘烤(一般为105 -350℃)方可发生凝结与硬化的结合剂。
结合剂的选用原则：
不定形耐火材料施工成型后和使用中的结构强度主要是由结合剂提供的，因此结合剂是不定形耐火材料的主要成份之一，但选用结合剂进必须遵循如下原则：
（1）结合剂性质必须与被结合耐火材料性质相匹配。酸性、中性耐火材料可以用酸性、中性和弱碱性结合剂，而碱性耐火材料则不可以直接使用酸性结合剂，只能使用中性或碱性结合剂，若在还原性条件下使用也可选用半永久性有机类结合剂。含碳和碳化硅不定形耐火材料多半采用有高残碳的有机类结合剂。
（2）选用的结合剂要与材料的作业性(施工性能)相适应。浇注料应选用在常温下能产生凝结与硬化的结合剂，如水化结合的、或化学结合的结合剂；捣打料和可塑料可选用粘着结合的、或化学结合的结合剂。或陶瓷结合的结合剂；而喷射料可选用与浇注料相似的结合剂。
（3）选用的结合剂必须与材料的高温使用性能相适应，不应降低或少降低材料的高温结构强度、抗侵(腐)蚀性和抗渗透性。如高铝质或粘土质浇注料可以采用普通铝酸钙水泥或结合粘土作结合剂，而刚玉质或高纯刚玉-尖品石质浇注料则应采用纯铝酸钙水泥或反应性氧化铝作结合剂。
五、不定形耐火材料的添加剂
添加剂（Additive）又称外加剂，是在不定形耐火材料配料中添加的少量能改善施工性能和使用性能的物质。
添加剂一般在不定形耐火材料施工拌和前或拌和时掺入，其掺入量一般很小。添加剂的加入量是随外加剂的性能和功能差异而不同，为不定形耐火材料组成物总量的万分之几到百分之几。外加剂可用单一物质，也可用复合物质。不定形耐火材料采用的外加剂种类较多，主要有分散剂、减水剂、缓凝剂、促凝剂、增塑剂、膨胀剂等。
不定形耐火材料用外加剂是按化学成分和性质以及其作用功能来分类。
按化学成分和性质分为无机物和有机物两大类：
（1）无机物类:
有各种无机盐电解质、一些金属单质及金属化合物、无机矿物、氧化物、和氢氧化物等。
（2）有机物类:
大部分属于表(介)面活性剂。这类活性剂具有亲水基和憎水基。亲水基团在水中能发生电离的称为离子型表面活性剂，不发生电离的称为非离子型表面活性剂。
而离子型的又可分为阴离子型的、阳离子型的和两性型表面活性剂。
此外还有一些高分子型的表面活性剂、有机酸等。