1、鐵鋼砂砂漿的級配及施工要求在貯庫（原料庫、成品庫、料庫、漏斗）內壁用鐵鋼砂砂漿抹面部分按1:2.5水泥鐵鋼砂砂漿抹30mmE50mnB,具有較強的耐磨性。（如配鐵絲網，可承受一定的沖擊力）。1、鐵鋼砂砂漿配合比（重量比）：水：水泥：鐵鋼砂=0.35:1:2.52、鐵鋼砂粒級比：5-3mm3-2mm2-1mm1-0.5mm45%25%15%15%3、強度要求：抗壓強度500公斤/平方厘米4、施工方法：用機械攪拌，抹灰厚度為30毫米或50mm其施工方法有：（1）現抹：在混凝土壁上，分層抹至設計厚度；（2）配鋼絲網：在鋼筋混凝土壁上，預埋F4間距500毫米的鋼筋頭或用（釘槍）水泥釘，施工時用鋼筋（或

2、水泥釘）固定鋼絲網，然后在鋼絲網上壓抹鐵鋼砂砂漿。見下圖：5、容量：每立方米鐵鋼砂砂漿用鐵鋼砂2.2噸/米31、鐵鋼砂混凝土配合比（重量比）：0.35:1:3（水：水泥：鐵鋼砂）2、施工辦法：用42.5或52.5級以上的普通水泥，混凝土厚度100mm-500mm鐵鋼砂粒徑0.5mm-20mm或0.5mm-30mm或0.5mm-40mm抹面部分粒徑為0.5mm-5mm）具體按照設計要求厚度施工或參照煤炭部T82-701設計標準施工。3、強度要求：抗壓強度960公斤/平方厘米，在試驗配合比中，以增加鐵鋼砂粒徑，則強度增大。高強度混凝土耐磨層，其質耐磨抗壓，凝固性強。4、鐵鋼砂用量：2-2.2噸/立

3、方米。5、鐵鋼砂料級比：0.5-33-56-1010-4015%25%25%35%使用實例摘要：本礦井下各煤倉斜底均采用傳統支護一鋪設鋼軌澆筑普通混凝土，由于支護體抗沖擊、耐磨性較差，受下落煤體的不斷沖擊、摩擦，斜底支護很快損壞，對安全生產極為不利。鐵鋼砂作為一種新型材料，具有抗沖擊性和耐磨性強的特點，被廣泛用于各種構筑物的耐磨層，通過對鐵鋼砂混凝土強度、耐磨性能的研究試驗，來分析鋪設鋼軌澆筑鐵鋼砂混凝土作為煤倉斜底抗沖耐磨支護材料的可行性達到了預期效果。前言我礦已經有129年的開采歷史，煤倉作為井下原煤運輸的主要環節，現在使用的煤倉數量多達40余個。但由于煤倉斜底均采用傳統的支護方式，斜底支

4、護體極易遭受損壞，每年檢修煤倉個數不少于3個，煤倉檢修工作既危險又影響正常生產。煤倉斜底是最易損壞的部位，如何提高煤倉斜底的支護強度，提高其使用壽命，是一個亟待解決的技術難題。1 .問題的提出礦業分公司岳胥區680水平5s、8s.9s煤炭儲量達2000萬t,是該公司主要的生產區域，7173煤倉作為岳胥區680水平5s、8s.9s采煤工作面的唯一儲煤、放煤煤倉，每天的出煤量均在6000t以上，服務年限不少于10a。該煤倉斜底若采用傳統支護，需頻繁地對煤倉進行檢修。根據以往的經驗，普通支護形式的斜底一般在1218個月之間就需要對煤倉進行一次檢修，煤倉頻繁檢修成了制約生產的瓶頸，因此，必須尋求新型材

5、料設法提高煤倉斜底的支護強度，達到提高煤倉使用壽命的目的。鐵鋼砂作為一種抗沖耐磨的新型材料，被廣泛應用于各種構筑物的抗沖耐磨層，效果極為理想。借鑒其成功經驗，在7173煤倉中首次使用了蕪湖市魯港鐵鋼砂廠生產的鐵鋼砂。2 .鐵鋼砂混凝土的試驗研究2.1 硅酸鹽水泥的特性分析鐵鋼砂混凝土所用水泥為硅酸鹽水泥，硅酸鹽水泥的主要化學成分為CaOSiO2和少量的A12O3、Fe2O3主要礦物組成為：a.硅酸三鈣（3CaO-SiO2,簡寫為C3s,含有少量MgOAl2O3、Fe2O3等的硅酸三鈣固溶體稱為阿利特（A礦），是硅酸鹽水泥中的主要礦物，亦是水泥石獲得高強度特別是早期強度的最主要礦物。b.硅酸二鈣

6、（2CaO-SiO2簡寫為C2s,含有Al、Fe、K、NaTi、V和Cr等離子的硅酸二鈣固溶體稱為貝利特（B礦），是僅次于阿利特的重要礦物成分，能使水泥石后期強度緩慢增長，并有抗硫酸鹽侵蝕和水化熱低的特點。c.鋁酸三鈣（3CaO-Al2O3,簡寫為C3A,為硅酸鹽水泥熟料中暗色中間體的主要組成，當熟料鋁氧率（P=Al2O3/Fe2O3又稱鐵率，一般為0.81.7）大于1.6且慢冷卻時，C3A呈顯著的四方片狀結晶，結構中有較多的孔隙，使水容易進入而水化較快，引起水泥急凝。生產中加入石膏主要為達到調凝、調強的目的。d.鐵鋁酸四鈣（4CaO-Al2O3Fe2O3簡寫為C4AF,C4AF能與MgO成固

7、溶體改善水泥顏色，亦能和鐵酸鹽、鋁酸鹽形成一系列固溶體，是硅酸鹽水泥熟料礦物才利特（C礦）中的主要成分，含C4AF®的水泥抗硫酸鹽性能好，水化熱低。硅酸鹽水泥熟料中還含有少量的MgOK20Na2O口SO2等有害成分。2.2硅酸鹽水泥的的凝結硬化機理A.A.巴依柯夫認為水泥凝結硬化經歷了三個階段：溶解一膠化一結晶。具體情況如下：a.溶解：水泥顆粒表面的礦物與水進行水化反應生成水化物，水化物不斷水解和溶解，直至溶液呈飽和狀態為止，由于水化產生的放熱效應被溶解時的吸熱效應所抵消，故這一階段溫度升高不多。b.膠化：隨著水泥顆粒的分散，表面發生局部反應而生成凝膠，有顯著的放熱效應，這一階段相當

8、于水泥凝結過程。c.結晶：膠體逐漸轉變為晶體形成晶核，長大而生成交織品，產生了強度并有少量的熱放出，這一階段相當于水泥硬化開始。掃描電子顯微鏡觀察表明：在水泥硬化過程中同時存在凝聚和結晶兩種結構。水泥水化時生成兩種水化物，即未水化水泥顆粒所占體積中的水化物（局部反應）以及顆粒之間的外部水化物（液相水化反應）。水化反應中會析出大量氫氧化鈣和一定數量的氫氧化鉀、氫氧化鈉，屬強堿性反應，硅酸鹽水泥熟料礦物的水化反應1:2（3CaO-SiO2）+6H2O3CaO-2SiO23H2O+3Ca（OH22（2CaO-SiO2）+4H2O3.3CaO-2SiO2-3.3H2O+0.7Ca（OH2石膏充分時，C

9、3A的水化反應：3CaO-A12O3+3CaSO4-2H2O+26H2O3CaO-A12O3-3CaSO432H2O石膏摻量不足或石膏用完后,C3A的水化反應：3CaO-A12O3-3CaSO432H2O+2（3CaO-A12O3）+4H2O3（3CaO-A12O3-CaSO412H2O4CaO-A12O3-Fe2O3+2Ca（OH2+10H2O3CaO-A12O36H2O+3CaOFe2O3-6H2O其中，低硫型硫鋁酸鈣（3CaOA12O3-CaSO412H2Q常與C4AH1非成一系列連續的固溶體，高鋁型硫鋁酸鈣（3CaO-A12O33CaS0432H2O的結構與天然鈣磯石相似，體積增長1.

10、5倍，在水泥凈漿為觸變可逆結構時，對水泥強度的發展有利。2.3 鐵鋼砂混凝土的試驗研究2.3.1普通混凝土由砂、石、水泥和水組成，其中水泥稱為膠凝材料，砂、石稱為集料,約占混凝土總體積的70%-80%集料主要起骨架作用并能減小膠結材料的干縮，水泥與水拌和成漿體包裹集料并充填其間的空隙，使新拌混凝土具有一定的流動性和可塑性，硬化后能成為一個堅實的整體。水泥是混凝土產生強度的主要組分，為保證混凝土的強度要求和充分發揮混凝土強度的潛力，集料必須質地致密并具有足夠的強度，尤其是粗集料更為重要。普通集料為天然砂、石，它們含泥和有機雜質較多（如云母、粘土、淤泥、塵屑等），礦物成分比較復雜，容易在水泥的水化

11、反應中發生有害反應，對混凝土的強度和耐久性有較大的影響。水泥中的堿性物質（如K20Na2O與粗集料中的活性二氧化硅反應生成硅酸鹽或碳酸鹽凝膠而產生膨脹破壞作用（堿一集料反應）。普通天然砂、石表面比較光滑，鐵鋼砂表面極為粗糙，與水泥漿體的粘結力大大增強，對混凝土整體強度的提高起到了不可忽視的作用。2.3.2混凝土的主要技術指標一和易性，是指新拌混凝土在運輸、澆灌等過程中能保持均勻、密實、不離析和不泌水的工藝性能，它包括流動性、粘聚性及保水性三個方面的含義。到目前為止，還沒有能夠全面反映新拌混凝土多種性質（如粘性、塑性、穩定性等）的測定方法，通常采用塌落度、干硬度和工作度等測定。2.3.3鐵鋼砂是

12、由天然鐵礦石經機械破碎加工而成，礦物組成主要是赤鐵礦晶體和石英晶體，鐵鋼砂的化學成分見表1,分別對鐵鋼砂和鐵鋼砂混凝土的性能進行了試驗測定，經過試驗得出了鐵鋼砂的物理特性見表2,通過表2可以看出，鐵鋼砂的硬度要遠遠高于普通天然砂石的硬度，經過反復試驗得出了高強度鐵鋼砂混凝土最佳顆粒級配、水灰、砂灰配合比見表3。對10組15cm立方體試塊(標準養護、28天齡期)測得的鐵鋼砂混凝土強度試驗數據見表4。可以看出，鐵鋼砂混凝土的各項指標均優于普通混凝土。表1鐵鋼砂的化學成分%成分Fe2O3SiO2A12O3TiO2CaOMgO含量6169.531022260.91.40.20.40.40.7表2鐵鋼砂

13、特性顯微硬度(kg/mm3真比重(t/m3)谷重(t/m3)空隙率(%)最高使用溫度(C)顏色125013004.122.152.3347.643.21300灰紅色表3高強度鐵鋼砂混凝土顆粒級配、水灰、砂灰配合比鐵鋼砂顆粒級配比重量配合比流動度(mm)谷重(t/m3)水水泥鐵鋼砂粒徑(mm級配(%401010553322110.50.351.003.001053.296040表4高強度鐵鋼砂混凝土強度試驗(28天、15X15X15cm3材料名稱抗壓強度(kgf/cm2)抗勇拉(kgf/cm2)抗沖磨試驗抗沖擊試驗磨光度耐磨強度(h/cm)磨損(g/cm2h)抗沖擊脆度(kgcm/cm3)摩擦系

14、數鐵鋼砂混凝土84049.51.7241.9520.6912710.30作為集料（或骨料）的鐵鋼砂主要成分為Fe2O3和SiO2,通過多年來對混凝土堿一骨料反應研究可以判定，呈石英結晶的二氧化硅（SiO2）不具有活性，不會與水泥中的堿發生反應，從赤鐵礦的化學性質看，它是鐵元素的穩定氧化物，在自然環境和堿性介質中也是穩定的，由此可以看出，鐵鋼砂在混凝土中主要是替代了普通的砂石集料，可以初步判定，在水泥的水化反應中鐵鋼砂（非活性）是不會發生有害反應的。此外，高強度鐵鋼砂混凝土必須使用425#及以上標號普通硅酸鹽水泥，保證高強度的鐵鋼砂骨料之間高強度的膠結。3 .施工方法3.1煤倉概況7173煤倉為

15、岳胥區唯一的石門煤倉，它連接7173皮帶巷與7041運輸巷，皮帶巷的原煤通過煤倉放入3t礦車后外運，該煤倉設計深度22.78m,直徑4.0m,其中煤倉主斜底高度6.855m（斜長8.368m）,斜底坡度55。，該斜底是主要的受沖擊部位。煤倉直段采用錨網、綁雙層鋼筋噴漿的支護形式，支護厚度500mm斜底段采用鋪設24kg/m鋼軌澆筑鐵鋼砂混凝土的支護形式。3.2鋪設鋼軌的施工方法斜底按照設計掘至放煤咀位置，全部施工出荒斷面后，開始在主斜底鋪設24kg/m鋼軌，間距250mm鋼軌長度為5.58.6m,呈扇形鋪設在斜底上，并將鋼軌深入巖石中200mm斜底共鋪設鋼軌19根，鋼軌下面每隔1.0m設置一道

16、槽鋼或鋼軌作為枕梁，每根鋼軌與枕梁之間進行焊接，以便增加鋼軌的整體性和牢固性。3.3澆筑鐵鋼砂混凝土的施工方法和注意事項煤倉斜底澆筑鐵鋼砂混凝土采用自下而上分段施工的方法，澆筑厚度500mm嚴格按照試驗數據進行材料配比，為保證鐵鋼砂混凝土的和易性，采用混凝土攪拌機拌料，在澆筑混凝土過程中，隨澆筑隨用振搗棒搗實，以便充填實鋼軌與鋼軌之間及鋼軌下面的縫隙，防止鐵鋼砂混凝土出現蜂窩麻面。為確保鐵鋼砂混凝土不同齡期的強度，澆筑混凝土完畢12h后，必須進行全面地灑水養護，每天至少灑水養護1次，養護時間不得少于7天。4 .使用效果7173煤倉已經投入使用8個月，每天出煤量均在60007000t之間，為檢驗

17、鐵鋼砂的實際效果，利用公司停產期間對煤倉進行了認真地檢驗，沒有發現破損之處。實踐證明，鐵鋼砂在煤倉中的應用是完全成功的。5 .技術經濟效果分析5.1煤倉斜底的使用壽命大大提高結合其他單位的使用情況以及通過7173煤倉的檢驗情況看，預計鐵鋼砂混凝土煤倉斜底的使用壽命不低于5a,而普通混凝土的使用壽命不過18個月，使用壽命大大提高，降低了煤倉檢修次數，消除了制約生產的瓶頸，為正常生產提供了保證。5.2安全效益顯著該公司煤倉的深度一般在20m左右，個別煤倉深度甚至達到30m以上，因此，檢修工作存在著很大危險性，屬于高危作業，頻繁地檢修工作給公司的安全生產帶來了隱患，使用新材料的煤倉斜底降低了檢修次數

18、，相應地降低了安全事故發生的幾率，提高了安全可控程度，安全效益極為顯著。6 .結束語通過試驗研究并經過實踐檢驗，鐵鋼砂作為一種新型的建筑材料，已經憑借其自身特點充分顯示出巨大的優越性，它必將在以后的礦建工程中發揮更大的作用，廣泛用做煤倉和其它構筑物的耐磨層。鐵鋼砂成分鐵鋼砂成分典型化學成分（的Fe2o340-69.53Sio210-37Al2o32-6Tio20.9-1.4Cao0.2-0.4Mgo鐵鋼砂混凝土、砂漿各項強度試驗鐵鋼砂混凝土、砂漿各項強度試驗高強度“料名稱抗壓強度kg/cm3抗劈拉kg/cm3抗沖磨試驗抗沖擊試驗磨光度28天7.07cm328天15cm28天耐磨強度h/cm磨損

19、率g/cm2h抗沖擊kg/cm3脆度摩擦系數f鐵鋼砂砂漿96035.51.6131.9560.6310200.295鐵鋼砂混凝土84049.51.7241.9520.6912710.30材料名稱抗壓強度kg/cm3抗劈拉kg/cm3抗沖磨試驗抗沖擊試驗磨光度287.07cm328天15cm28大耐磨強度h/cm磨損率g/cm2h抗沖擊kg/cm3脆度摩擦系數f鐵鋼砂砂漿96035.51.6131.9560.6310200.295鐵鋼砂混凝土84049.51.7241.9520.6912710.30注：砂漿以7.07厘米立方體為試件標準，混凝土以15厘米立方體為試件標準鐵鋼砂用途簡介鐵鋼砂是我廠

20、協同有關科研部門及科技人員開發研制出來的新型耐磨材料，已有三十多年歷史。此產品系本地所特有的一種天然鐵礦石制成，主要成分是三氧化鐵，其實用廣泛，效果理想。它不僅耐磨、抗壓、抗沖擊，還具有防濕、耐酸堿腐蝕、抗高溫等性能。該砂是噴砂方面首選材料，也是建材方面較理想的新型耐磨材料。在建筑上采用該產品做成鐵鋼砂混凝土耐磨層或鐵鋼砂砂漿耐磨層，其抗壓強度、劈拉強度、摩擦系數等方面均優于鐵屑砂漿耐磨層，鐵屑易發生腐銹脫落現象，而鐵鋼砂則不然，鐵鋼砂同輝綠巖鑄石相比較，不僅造價低廉，施工簡便，具抗沖擊強度和脆性值均超過輝綠巖鑄石兩倍左右。因此三十年來我國的煤礦、電力、化工冶金等工業基建工程的耐磨層都廣泛使用鐵鋼砂做混凝土或砂漿耐磨層。鐵鋼砂使用范圍建筑方面：煤礦、洗選煤廠基建中：各種煤倉、漏斗、溜槽等內壁耐磨層；煤柱、梁等表面耐磨層；鋼鐵、焦化廠基建中：礦槽、受煤坑、焦槽、漏斗等耐磨層；火力發電廠基建中：煤倉、漏斗、卸煤溝等輸煤系統的耐磨層；干灰庫等內壁耐磨層；水利水電基建中：泄洪洞、導流洞、溢流壩面以及船閘等抗沖耐磨防腐層；冶金、化工基建中：各種選礦、化工中的漏斗、料倉