浅谈钢筋混凝土贮库库壁磨损原因及耐磨措施

严昭君　高飞

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

浅谈钢筋混凝土贮库库壁磨损原因及耐磨措施

严昭君高飞

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

钢筋混凝土的材料特性及工艺生产特点，在工厂生产使用中，钢筋混凝土库壁磨损不可避免。文章将结合规范手册及工程使用现状来分析钢筋混凝土贮库库壁磨损情况及耐磨措施。

混凝土库壁；贮料；磨损；耐磨

在水泥厂中，钢筋混凝土筒仓应用广泛，用来储存原料、熟料、成品水泥等，亦可用于卸料、收料、配料、给料、均化。在工厂生产使用中，钢筋混凝土库壁磨损不可避免。情况轻者，库壁钢筋的混凝土保护层磨损造成钢筋裸露；情况严重的，库壁受力筋磨损给库体造成极大安全隐患。文章将结合规范手册及工程使用现状来分析钢筋混凝土贮库库壁磨损情况及耐磨措施。

1　库壁磨损分析

库壁的磨损原因及磨损状况与多方面的条件有关。装贮不同散料的筒仓以及在同一筒仓内的不同部位，筒仓内表面的磨损程度是不相同的，这主要与贮料的重力密度、颗粒大小、粒径硬度、落料高度、进出料方式以及贮料的运动状态等因素有关。

贮料与库壁的摩擦引起库壁混凝土的磨损，而频繁的进出料加速了磨损。贮料重力密度越大、颗粒越大、粒径硬度越大，库壁的磨损越严重。

在同一筒仓内的不同部位，筒仓内表面的磨损程度也并不相同，这种不均匀磨损主要与进出料方式、物料入库角度等因素有关。物料入库前一般是通过皮带输送机输送至库顶而入库，或是用提升机提升至库顶而入库。不管哪种方式，最终一般通过皮带或斜槽送入库中心落料口，物料入库后运动轨迹为平抛运动，物料即将落到库锥体时，物料已经偏离了库中心，库内存料越少，落料点偏离中心越远，越靠近对面库壁。由于落料点不在库中心，下料时物料对库壁的磨损就会不同，越靠近磨损越快。此外，目前工厂中有不少使用库侧卸料，造成卸料口物料流量增加，料口上方附近的库壁磨损加大，使局部磨损加剧。

2　混凝土库壁磨损防治

鉴于混凝土库壁磨损对筒仓安全及使用的不利影响，设计时，应采取措施避免或减少磨损的发生。在满足工艺使用要求的前提下，应根据不同的情况采用不同的耐磨做法。以下将列举各种耐磨做法的特点及使用情况。

2.1砂浆或混凝土保护层

这类耐磨措施分为普通水泥砂浆抹面、石英砂浆、铁屑砂浆、铁钢砂混凝土、加厚混凝土保护层等。各做法特点如下。

普通水泥砂浆。我国最早设计的钢筋混凝土筒仓，基本没有专设的内衬，通常是在仓内壁抹一层砂浆作为内衬，当贮仓中有较高的潮气时水泥砂浆可防潮。这种做法简便易行且造价低，但砂浆的强度等级远没有混凝土高，且由于结合不好，用不了多久就会脱落，不但起不到内衬的作用，反而带来更多的麻烦。这种耐磨做法目前已经很少使用，特别是对于耐磨有较高要求的筒仓基本不会使用。

石英砂浆。它是指用水泥与石英砂共同配制而成的涂抹材料。石英砂浆与铁屑砂浆相比，耐酸度比铁屑砂浆高得多，磨耗率及抗压强度也较铁屑砂浆为好。石英砂浆适用作贮存小颗粒贮料的仓底，其参考配合比为：作耐磨层用1∶1.8～1∶2.5（水泥∶石英砂），作耐磨抗冲击用1∶1.2～1∶1.8（水泥∶石英砂）。因为石英粉尘对人体的危害性，工程中应慎重使用石英砂浆，有条件的宜避免使用。

铁屑砂浆。它是指使用一部分去油污垢的铁屑（或钢屑）作为基础集料，加以水泥、砂共同配制而成的涂抹材料。铁屑砂浆具有强度高、耐磨性能好和导热好的特点，作为耐磨内衬，其施工操作简单、工期短，因此在目前实际工程中应用较广。铁屑砂浆配合比（重量比）1∶0.3∶1.5或1∶0.4∶1.0（水泥∶砂∶金属掺合料），其水灰比应不超过0.6。如果加配适当的钢丝网，还可承受一定的冲击力。

铁钢砂砂浆。它是由水、水泥和铁钢砂按重量配合比0.35∶1.00∶3.00配制而成的砂浆。铁钢砂是新型耐磨材料，由天然铁矿石制成，主要成分是三氧化铁。铁钢砂砂浆作为耐磨层，具有抗压强度高、耐磨强度高、摩擦系数小的特点，同时施工操作简单、工期短，因此在目前实际工程中也应用广泛。与铁屑砂浆类似，铁钢砂在潮湿环境中或用于接触含水率较大的贮料时，也会存在锈蚀的隐患，因此需定期更换耐磨层。

加厚混凝土保护层。仓壁或仓底受贮料冲磨轻微的部位，可将受力钢筋的混凝土保护层加厚20 mm兼作内衬。这样做便于施工，表面层与结构层混凝土也能很好的结合，同时也能满足对耐磨层要求不高的筒仓使用。但因为混凝土层本身耐磨强度不高，且会加大混凝土仓壁的厚度，对配筋计算产生影响，裂缝宽度验算时需加大配筋量。所以这种做法单独使用的较少，工程中有时会配合其他耐磨涂料一起使用。

2.2高强度耐磨料

高强度耐磨料是一种含有复合外加剂和高分子聚合物等原材料，经工业化生产的具有合理级配的特种干混耐磨料，具有耐磨强度高、抗冲击能力强、抗压强度高、施工便捷、易于修补的特点。高强度耐磨料工程造价略高于铁屑砂浆、钢砂混凝土，而低于铸石板、微晶板、钢板等内衬板。这种材料中较常见的如NVCGM高强耐磨料、耐磨型预混高致密性砂浆等。

2.3内衬板

1）铸石板是以天然岩石（如辉绿岩、玄武岩等）或工业废渣为原料，加入一定的附加剂经溶化、浇铸、结晶、退火等工序加工而成的一种非金属耐腐蚀材料。铸石板具有结构紧密、吸水率小、抗压强度高、耐磨性好（比普通钢板高几倍）、抗腐蚀性好（在各种酸液中几乎不被腐蚀）的特点。

2）压延微晶板是利用高炉矿渣为主的材料经高温熔化、压延、晶化及退火而成的板材。压延微晶板具有高耐磨、耐腐蚀、耐冲击、摩擦系数低特点。铸石板及压延微晶板作为耐磨内衬板，能很好地满足耐磨要求，适用于库壁耐磨；但因同属于脆性材料，具有较高的硬度，脆性较大，不宜承受过大的冲击荷载，用于筒仓底部等直接承受贮料冲击区应慎重选择。

铸石板及压延微晶板施工中用呋喃胶泥粘接，拼装而成。施工操作较涂料类耐磨层复杂，需专业施工人员操作。

3）钢板是一种应用较广的内衬材料，它的抗冲击和耐磨性能均较好，施工维修较简便。一般钢板，厚度≤20mm常用于贮料粒径＜50mm的贮仓仓底。考虑钢板的更换，预埋钢板不宜太薄。厚钢板，厚度≥20mm（包括锰钢板、铸钢板），适用于贮料粒径50～250mm矿石贮料仓。

因为钢板自重大，成本高，所以工程中很少大面积用其作耐磨层，而是一般用在下料口周边等局部区域。

2.4钢构件内衬

1）钢轨内衬

钢轨内衬用在贮料粒度较大的贮仓中，通常应用在贮仓的直接冲击区和单斜仓前壁受磨损最厉害的地方。钢轨铺设方向应和贮料流动方向一致。因在生产中钢轨沿长方向的磨损程度不同，铺设钢轨时，应预先将钢轨在埋件处切断，以便分段更换。铺设在斜壁上的钢轨通常都把它焊死。

2）槽钢内衬

槽钢内衬和钢轨内衬类似，多是应用在库侧卸料口周边等受磨损严重的区域。施工时先在库壁相应区域埋上竖向钢板，然后通过钢支托将水平向的槽钢焊接固定于钢板。用槽钢来缓冲抵消物料对库壁的冲击磨损。槽钢内衬构造见图1。

图1　槽钢内衬构造

2.5死料

死料指贮仓内无法流动也无法使用的贮料。死料做内衬是使仓底免受直接冲击作用的有效措施之一，有时也是一种最简便最廉价的内衬材料，故当条件允许时应优先考虑以死料作为内衬。

3　结语

造成钢筋混凝土筒仓库壁混凝土磨损的原因是多方面的，设计时应结合工艺设计、贮料特性及使用情况等因素采取最合适的耐磨措施。

［1］贮仓结构设计手册［M］.中国建筑工业出版社，1999.

［2］GB50077-2003，钢筋混凝土筒仓设计规范［S］.