جرم ریختنی بدون سیمان به دلیل محتوای کم CaO و در نتیجه خواص دمایی بالا به طور فزاینده‌ای در صنایع با دمای بالا مورد استفاده قرار گرفته اند. فازهای یوتکتیک با نقطه ذوب پایین اغلب در قالب های ریخته گری دیرگداز آلومینا با واکنش CaO، SiO2 و Al2O3 تشکیل می‌شوند. از آنجایی که این فازها خاصیت نسوز و مقاومت در برابر خوردگی دیرگدازها را از بین می برند، مطلوب نیستند. جرم‌های ریختنی نسوز سیمانی عمدتا توسط سیمان آلومینات کلسیم (CAC) به هم متصل می‌شوند. هم‌چنین چسب و بایندرهای دیگری مانند فسفات‌ها، آلومین هیدراته، پیوند آلی، سیلیس کلوئیدی و غیره وجود دارد. دلیل اصلی جایگزینی پیوند هیدرولیکی سنتی، کاهش میزان اکسید کلسیم است که عمدتاً باعث ایجاد دوره ذوب کم در هنگام عمل آوری می‌شود که خود باعث از بین رفتن خواص مکانیکی و دیرگداز می‌شود.
بنابراین، یکی از رویکردهای تولید مواد ریخته‌گری نسوز با کارایی بالا، کاهش محتوای CaO با کاهش میزان سیمان آلومینات کلسیم (CAC) به‌عنوان بایندر اصلی در ریخته‌گری‌های نسوز است. اخیراً از نانو سیلیس یا نانو سیلیکا به عنوان یک چسب جدید در مواد ریخته‌گری استفاده می‌شود. نانو ذرات سیلیس کلوئیدی (نانو سیلیس) به شکل سل سیلیس یا سل سیلیکا که یک پراکندگی آبی از سیلیس نانو سایز و آمورف با حداکثر قطر 100 نانومتر است استفاده می‌شود. روش سل-ژل عمدتاً در جرم‌های نسوز بدون سیمان با قابلیت ارتعاش یا خود جاری استفاده می‌شود. پر مصرف‌ترین سل کلوئیدی، سل کلوئیدی سیلیس است که به دلیل قیمت نسبی پایین در مقایسه با سل‌های آلومینا و تیتانیوم استفاده می‌شود.
در شرایط صنعتی، اغلب، هزینه خشک کردن آسترهای نسوز به مراتب بیشتر از جرم‌های ریختنی است که به عنوان مصالح پوششی استفاده می‌شوند. خشک شدن سریع مواد نسوز سیمانی اغلب به علت نفوذپذیری کمتر و ایجاد فشار در مواد، منجر به انفجار می‌شود. به همین دلیل تلاش‌های متعددی بر روی جایگزینی سیمان آلومینات کلسیم با چسب و بایندرهای جایگزین مانند سیلیس کلوئیدی، فسفات‌های مایع، فورستریت و غیره انجام شده است که منجر به نفوذپذیری عالی و در نتیجه خشک شدن سریع در طبیعت می‌شود.
خاصیت فیزیکی جرم نسوز بدون سیمان شبیه به جرم ریختنی کم سیمان و جرم ریختنی فوق العاده کم سیمان است. اما از آنجایی که میزان ناخالصی کمتر است و نقطه ذوب پایین می‌باشد، خاصیت نسوز و استحکام ساختاری بیشتری در دمای بالا از خود نشان می‌دهد. هم‌چنین در طول فرآیند شکل دهی و تف جوشی، پیوند سرامیکی ایجاد نمی‌کند و با افزایش دمای عملیات حرارتی، استحکام پیوند به تدریج افزایش می‌یابد.
یکی دیگر از بایندرهای مورد استفاده در جرم نسوز بدون سیمان آلومین هیدراته می‌باشد. مزیت استفاده از آلومین هیدراته به عنوان چسب یا باندر این است که نیازی به عمل آوری در رطوبت نسبی بالا ندارد. هنگامی که آلومین هیدراته با آب واکنش می‌دهد، یک لایه ضخیم از ژل شبه بوهمیت در اطراف سنگدانه‌ها در طول فرآیند هیدراتاسیون تشکیل می‌دهد.
هدف استفاده از جرم ریختنی بدون سیمان افزایش عملکرد، تقاضا برای کاهش هزینه و زمان استفاده، توسعه مواد نسوز با کارایی و قابلیت اطمینان بالاتر می‌باشد.
ویژگی‌های جرم نسوز بدون سیمان
• مقاومت عالی در برابر خوردگی
• مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی
• ضد نفوذ
• مقاوم در برابر سایش
• اجرای آسان
• دوام و پایداری بالا
کاربردهای جرم نسوز بدون سیمان:
• تعمیر و نگهداری پوشش‌های نسوز کارخانه فولاد
• کوره‌های القایی
• صنایع پتروشیمی و نفت وگاز
• صنایع آلومینیوم
مشخصات فیزیکی:
| شکل ظاهری | پودری |
| مدت زمان نگهداری | 8 ماه |
| شرایط نگهداری | دور از رطوبت و نور مستقیم خورشید |
مشخصات مکانیکی:
| NCC 65 | NCC 85 | NCC 95 | |
| حداکثر دمای سرویس C° | 1700 | 1760 | 1800 |
| چگالی ظاهری (g/cm3) | 2.49 | 2.78 | 3.01 |
| cao (%) | 0.1 | 0.2 | 0.1 |
| Al2O3 (%) | 64.2 | 85.5 | 94.2 |
| SiO2(%) | 31.5 | 9.6 | 5.1 |