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耐火材料用的結合劑，隨結合劑的化學性質不同，其結合機理也不同。常見的有6種典型的結合機理。一般來說，一種結合劑有其特定的結合機理，但有時也會出現幾種結合機理同時存在的現象，只不過有主次之分。這一點對材料設計非常重要，有時可以通過某種結合劑主次有別的結合機理來達到特殊的要求。
(1)水化結合
借助于常溫下結合劑與水發生水化反應生成水化產物而產生結合作用。如各類水泥都是通過水化結合機理實現結合并使材料產生強度的。
(2)化學結合
借助于結合劑與促凝劑，或結合劑與耐火材料之間在常溫下發生化學反應，或加熱時發生化學反應生成具有結合作用的化合物而產生結合。如硅酸鈉(水玻璃)結合劑加氟硅酸鈉促凝劑時，發生反應生成水溶液SiO2:nH2O，經脫水形成硅氧烷(Si-O-Si)網絡狀結構，從而產生較強的結合作用。
(3)縮聚結合
借助于加催化劑或交聯劑，使結合劑發生縮聚形成網絡狀結構而產生結合強度。如線型酚醛樹脂加甲基四胺在加熱條件下通過交聯反應而產生縮聚結合。
(4)陶瓷結合(燒結結合)
在耐火材料中加入可降低燒結溫度的助劑或金屬粉末，以大大降低液相出現的溫度，促進低溫下固一液反應而產生低、中溫燒結結合。
(5)粘著(粘附)結合
借助于如下幾種物理作用之一或幾種作用疊加而產生結合：其一吸附作用，包括物理吸附和化學吸盼，依靠分子問的相互作用力一范德華力而產生結合；其二是擴散作用，即在物質分子熱運動的作用下，結合劑與被結合物的分子發生相互擴散作用，在界面上形成擴散層，從而形成牢固的結合；其三是靜電作用，即結合劑與被粘結物的界面存在雙電層，由雙電層的靜電引力作用而產生結合。
(6)凝聚結合
依靠加入凝聚劑使微粒(膠體粒子)發生凝聚而產生結合。