淺談鋼筋混凝土貯庫庫壁磨損原因及耐磨措施

嚴昭君　高飛

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

淺談鋼筋混凝土貯庫庫壁磨損原因及耐磨措施

嚴昭君高飛

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

鋼筋混凝土的材料特性及工藝生產特點，在工廠生產使用中，鋼筋混凝土庫壁磨損不可避免。文章將結合規范手冊及工程使用現狀來分析鋼筋混凝土貯庫庫壁磨損情況及耐磨措施。

混凝土庫壁；貯料；磨損；耐磨

在水泥廠中，鋼筋混凝土筒倉應用廣泛，用來儲存原料、熟料、成品水泥等，亦可用于卸料、收料、配料、給料、均化。在工廠生產使用中，鋼筋混凝土庫壁磨損不可避免。情況輕者，庫壁鋼筋的混凝土保護層磨損造成鋼筋裸露；情況嚴重的，庫壁受力筋磨損給庫體造成極大安全隱患。文章將結合規范手冊及工程使用現狀來分析鋼筋混凝土貯庫庫壁磨損情況及耐磨措施。

1　庫壁磨損分析

庫壁的磨損原因及磨損狀況與多方面的條件有關。裝貯不同散料的筒倉以及在同一筒倉內的不同部位，筒倉內表面的磨損程度是不相同的，這主要與貯料的重力密度、顆粒大小、粒徑硬度、落料高度、進出料方式以及貯料的運動狀態等因素有關。

貯料與庫壁的摩擦引起庫壁混凝土的磨損，而頻繁的進出料加速了磨損。貯料重力密度越大、顆粒越大、粒徑硬度越大，庫壁的磨損越嚴重。

在同一筒倉內的不同部位，筒倉內表面的磨損程度也并不相同，這種不均勻磨損主要與進出料方式、物料入庫角度等因素有關。物料入庫前一般是通過皮帶輸送機輸送至庫頂而入庫，或是用提升機提升至庫頂而入庫。不管哪種方式，最終一般通過皮帶或斜槽送入庫中心落料口，物料入庫后運動軌跡為平拋運動，物料即將落到庫錐體時，物料已經偏離了庫中心，庫內存料越少，落料點偏離中心越遠，越靠近對面庫壁。由于落料點不在庫中心，下料時物料對庫壁的磨損就會不同，越靠近磨損越快。此外，目前工廠中有不少使用庫側卸料，造成卸料口物料流量增加，料口上方附近的庫壁磨損加大，使局部磨損加劇。

2　混凝土庫壁磨損防治

鑒于混凝土庫壁磨損對筒倉安全及使用的不利影響，設計時，應采取措施避免或減少磨損的發生。在滿足工藝使用要求的前提下，應根據不同的情況采用不同的耐磨做法。以下將列舉各種耐磨做法的特點及使用情況。

2.1砂漿或混凝土保護層

這類耐磨措施分為普通水泥砂漿抹面、石英砂漿、鐵屑砂漿、鐵鋼砂混凝土、加厚混凝土保護層等。各做法特點如下。

普通水泥砂漿。我國最早設計的鋼筋混凝土筒倉，基本沒有專設的內襯，通常是在倉內壁抹一層砂漿作為內襯，當貯倉中有較高的潮氣時水泥砂漿可防潮。這種做法簡便易行且造價低，但砂漿的強度等級遠沒有混凝土高，且由于結合不好，用不了多久就會脫落，不但起不到內襯的作用，反而帶來更多的麻煩。這種耐磨做法目前已經很少使用，特別是對于耐磨有較高要求的筒倉基本不會使用。

石英砂漿。它是指用水泥與石英砂共同配制而成的涂抹材料。石英砂漿與鐵屑砂漿相比，耐酸度比鐵屑砂漿高得多，磨耗率及抗壓強度也較鐵屑砂漿為好。石英砂漿適用作貯存小顆粒貯料的倉底，其參考配合比為：作耐磨層用1∶1.8～1∶2.5（水泥∶石英砂），作耐磨抗沖擊用1∶1.2～1∶1.8（水泥∶石英砂）。因為石英粉塵對人體的危害性，工程中應慎重使用石英砂漿，有條件的宜避免使用。

鐵屑砂漿。它是指使用一部分去油污垢的鐵屑（或鋼屑）作為基礎集料，加以水泥、砂共同配制而成的涂抹材料。鐵屑砂漿具有強度高、耐磨性能好和導熱好的特點，作為耐磨內襯，其施工操作簡單、工期短，因此在目前實際工程中應用較廣。鐵屑砂漿配合比（重量比）1∶0.3∶1.5或1∶0.4∶1.0（水泥∶砂∶金屬摻合料），其水灰比應不超過0.6。如果加配適當的鋼絲網，還可承受一定的沖擊力。

鐵鋼砂砂漿。它是由水、水泥和鐵鋼砂按重量配合比0.35∶1.00∶3.00配制而成的砂漿。鐵鋼砂是新型耐磨材料，由天然鐵礦石制成，主要成分是三氧化鐵。鐵鋼砂砂漿作為耐磨層，具有抗壓強度高、耐磨強度高、摩擦系數小的特點，同時施工操作簡單、工期短，因此在目前實際工程中也應用廣泛。與鐵屑砂漿類似，鐵鋼砂在潮濕環境中或用于接觸含水率較大的貯料時，也會存在銹蝕的隱患，因此需定期更換耐磨層。

加厚混凝土保護層。倉壁或倉底受貯料沖磨輕微的部位，可將受力鋼筋的混凝土保護層加厚20 mm兼作內襯。這樣做便于施工，表面層與結構層混凝土也能很好的結合，同時也能滿足對耐磨層要求不高的筒倉使用。但因為混凝土層本身耐磨強度不高，且會加大混凝土倉壁的厚度，對配筋計算產生影響，裂縫寬度驗算時需加大配筋量。所以這種做法單獨使用的較少，工程中有時會配合其他耐磨涂料一起使用。

2.2高強度耐磨料

高強度耐磨料是一種含有復合外加劑和高分子聚合物等原材料，經工業化生產的具有合理級配的特種干混耐磨料，具有耐磨強度高、抗沖擊能力強、抗壓強度高、施工便捷、易于修補的特點。高強度耐磨料工程造價略高于鐵屑砂漿、鋼砂混凝土，而低于鑄石板、微晶板、鋼板等內襯板。這種材料中較常見的如NVCGM高強耐磨料、耐磨型預混高致密性砂漿等。

2.3內襯板

1）鑄石板是以天然巖石（如輝綠巖、玄武巖等）或工業廢渣為原料，加入一定的附加劑經溶化、澆鑄、結晶、退火等工序加工而成的一種非金屬耐腐蝕材料。鑄石板具有結構緊密、吸水率小、抗壓強度高、耐磨性好（比普通鋼板高幾倍）、抗腐蝕性好（在各種酸液中幾乎不被腐蝕）的特點。

2）壓延微晶板是利用高爐礦渣為主的材料經高溫熔化、壓延、晶化及退火而成的板材。壓延微晶板具有高耐磨、耐腐蝕、耐沖擊、摩擦系數低特點。鑄石板及壓延微晶板作為耐磨內襯板，能很好地滿足耐磨要求，適用于庫壁耐磨；但因同屬于脆性材料，具有較高的硬度，脆性較大，不宜承受過大的沖擊荷載，用于筒倉底部等直接承受貯料沖擊區應慎重選擇。

鑄石板及壓延微晶板施工中用呋喃膠泥粘接，拼裝而成。施工操作較涂料類耐磨層復雜，需專業施工人員操作。

3）鋼板是一種應用較廣的內襯材料，它的抗沖擊和耐磨性能均較好，施工維修較簡便。一般鋼板，厚度≤20mm常用于貯料粒徑＜50mm的貯倉倉底。考慮鋼板的更換，預埋鋼板不宜太薄。厚鋼板，厚度≥20mm（包括錳鋼板、鑄鋼板），適用于貯料粒徑50～250mm礦石貯料倉。

因為鋼板自重大，成本高，所以工程中很少大面積用其作耐磨層，而是一般用在下料口周邊等局部區域。

2.4鋼構件內襯

1）鋼軌內襯

鋼軌內襯用在貯料粒度較大的貯倉中，通常應用在貯倉的直接沖擊區和單斜倉前壁受磨損最厲害的地方。鋼軌鋪設方向應和貯料流動方向一致。因在生產中鋼軌沿長方向的磨損程度不同，鋪設鋼軌時，應預先將鋼軌在埋件處切斷，以便分段更換。鋪設在斜壁上的鋼軌通常都把它焊死。

2）槽鋼內襯

槽鋼內襯和鋼軌內襯類似，多是應用在庫側卸料口周邊等受磨損嚴重的區域。施工時先在庫壁相應區域埋上豎向鋼板，然后通過鋼支托將水平向的槽鋼焊接固定于鋼板。用槽鋼來緩沖抵消物料對庫壁的沖擊磨損。槽鋼內襯構造見圖1。

圖1　槽鋼內襯構造

2.5死料

死料指貯倉內無法流動也無法使用的貯料。死料做內襯是使倉底免受直接沖擊作用的有效措施之一，有時也是一種最簡便最廉價的內襯材料，故當條件允許時應優先考慮以死料作為內襯。

3　結語

造成鋼筋混凝土筒倉庫壁混凝土磨損的原因是多方面的，設計時應結合工藝設計、貯料特性及使用情況等因素采取最合適的耐磨措施。

［1］貯倉結構設計手冊［M］.中國建筑工業出版社，1999.

［2］GB50077-2003，鋼筋混凝土筒倉設計規范［S］.