磷酸耐火浇注料在常温下，与硅酸铝质材料一般不反应(铁除外)，需加热使结合剂脱水缩合并将骨粉料粘附胶结起来，从而获得常温强度;当加氧化镁细粉后，与磷酸迅速反应形成Mg(H2PO4)2、MgHPO4和Mg3(PO4)2，致使耐火浇注料凝结硬化。当加铝酸盐水泥后，则形成含水的磷酸一氢钙或磷酸二氢钙。高铝水泥与磷酸反应产物的差热和X-射线分析，如图1所示。其反应产物为二水磷酸一氢钙，97℃和℃为脱水吸热峰，X-射线的特征峰为7.57、42.4和3.05。主要化学反应式为：
这就是说，磷酸耐火浇注料的硬化机理是，磷酸根离子夺取促凝剂中的金属阳离子或铵离子等，形成具有良好胶凝性的磷酸盐、含水磷酸盐或使生成物沉淀所致;磷酸盐、硫酸铝和聚合氯化铝等结合剂配制的耐火烧注料，当加促凝剂时，其硬化机理与此类同;凝结硬化速度取决于促凝剂的种类和用量。
磷酸及磷酸盐耐火浇注料在加热过程中，其物理化学变化是很复杂的。它与耐火粉料或外加剂之间反应，生成磷酸盐，而其本身经42.5~℃加热脱水转化为焦磷酸(H4P2O7)或焦磷酸盐，这种反应是可逆的。在~℃范围内，进一步脱水转化为偏磷酸(HPO3)或偏磷酸盐，P2O5开始逐步升华。随着温度的继续提高，将发生聚合、多缩聚合以及胶结粘附等作用，同时形成陶瓷结合，使耐火浇注料获得强度和其他高温性能。其聚合过程如下：
当用硅酸铝质熟料作原料时，主要矿物相为莫来石(A3S2)加热过程将发生如下反应：
这就是说，在℃左右之前，是磷酸二氢铝起胶结作用。如加高铝水泥，则生成的含水磷酸一氢钙起主导作用，使耐火浇注料获得较高的强度;在~是的范围内，是偏磷酸铝起作用，强度无大变化;然后是磷酸铝(AlPO4)起作用，但有晶型转变，致使中温强度略有下降;1℃之后，生成稳定的方石英型AlPO4，强度开始回升。
当超过℃之后，AlPO4分解为Al2O3和气态P2O5，强度又略有降低。其后陶瓷结合的形成，又提高了强度。磷酸铝晶体结构与石英相似，晶变过程也类同。AlPO4加热时的晶型转变如下：
另外、对于磷酸耐火烧注料的强度来说，胶结粘附作用在低温时起主导作用，即通过氢原子搭桥耐发生结合。
综上所述，磷酸耐火浇注料的凝结硬化和加热时的化学变化，表现在强度特征上就是:上升一少许下降一继续上升一微有下降。同时也影响其他高温性能。