编号 7 8 9 水粉煤钢纤砂 石 泥 灰 维 380 780 990 105 156 420 810 915 90 156 156 420 855 855 100 外加塌落度 备注 剂 （cm） 195 10.67 21 普通 水 195 11.22 230 13.00 19 17 普通 矿渣 6）试样检测
由于国内外迄今为止没有统一的混凝土耐磨试验方法，考虑到国内的实际情况，本次耐磨试验采用水泥花砖耐磨试验机依据《无机地面材料耐磨性能试验方法》GB12988-1991中的耐磨试验方法。其基本原理是：试块平臵并用夹具固定在试验机承台上，磨具为铁合金滚珠，用滚珠盘扣在试块上，在与滚珠盘相连的活动轴顶部用荷载加压。试验机开动后，电机带动活动轴做圆周运动，同时滚珠盘也产生自转，试块便受到滚珠复杂轨迹运动造成的磨损。铁屑混凝土的抗压强度、耐热性能检测按照国家相关标准、要求进行，试验检测结果见表3。
表3 混凝土性能试验检测结果
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 28d抗压强度（MPa） 34.6 42.1 40.7 45.5 53.5 57.1 41.2 48.6 46.8 耐热600℃（MPa） 29.8 39.3 37.2 35.4 24.7 29.8 —— —— 45.3 磨耗量 （g/㎡） 2.0 2.3 2.7 5.0 1.9 1.6 4.1 3.2 7.6 备注 矿渣铁屑 矿渣铁屑 矿渣铁屑 矿渣铁屑 普通铁屑 普通铁屑 普通钢纤维 普通钢纤维 矿渣钢纤维 7）耐热耐磨混凝土配合比的确定
试验结果表明：混凝土的耐磨性能与铁屑掺入量成正比，耐热性能
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与铁屑掺入量成反比。矿渣铁屑混凝土满足耐热600℃的要求，具备耐热性能，而普通铁屑混凝土在耐热性能方面，由于普通砂、石不能经受较高温度，导致耐热性能不满足要求。从骨料来看，不管是普通骨料还是矿渣，铁屑混凝土的耐磨性能优于钢纤维混凝土，对混凝土的耐磨性能而言，磨耗量与骨料的耐磨性能成反比，这是由于铁屑混凝土中每立方米的金属掺合物含量远高于钢纤维混凝土所导致，为了更进一步了解混凝土内铁屑的分布情况，对抗压检测结束后的铁屑混凝土试块进行了切割处理，铁屑分布情况见下图，可以明显看出高钛重矿渣混凝土与普通卵石混凝土相比，高钛重矿渣混凝土铁屑分布均匀。
普通铁屑混凝土剖面 高钛重矿渣铁屑混凝土剖
根据各组数据的反复试验和比较确定 ，选用第3组混凝土配合比作为耐热耐磨混凝土施工的最佳配合比，见下表4。
表4 铁屑混凝土设计配合比
编号 水泥 砂 3 400 280 矿渣石 960 粉煤灰 170 铁屑 水 外加剂 塌落度（cm） 15 950 250 14.25 5.2.2耐热耐磨混凝土的拌制、运输、及泵送
1）耐热耐磨混凝土密度比普通混凝土大，搅拌过程中应考虑搅拌机的运转能力，如搅拌机型号JW9000进料容量为0.9m3，在搅拌耐热耐磨混凝土时进料容量应根据比重调整：0.9m3×2300kg/3200kg=0.65m3。
2）混凝土中的铁屑重度最大，混凝土在运输过程中铁屑会慢慢下沉，对铁屑含量均匀度造成了很大影响，为减少铁屑聚集，运输过程中拌筒转速应较普通混凝土适当加快, 国产JC-2型混凝土搅拌输送车，运输普通
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混凝土拌筒搅动转速为2～3r/min，考虑铁屑沉淀聚集将转速提升至4～5r/min，混凝土运输过程中坍落度损失减小按4cm左右考虑。
3）耐热耐磨混凝土密度比普通混凝土大，运输过程中应考虑混凝土搅拌输送车的载重能力，如国产JC-2型混凝土搅拌输送车每次能装普通混凝土11m3，那么耐热耐磨混凝土载重为：11m3×2300kg/3200kg=8m3。
4）耐热耐磨混凝土泵送能力确定
根据已确定的配合比，经计算拌制的耐热耐磨混凝土容重达到3200kg/m3，属高容重混凝土，重量大于普通混凝土，从而加大了泵送负荷，施工中混凝土泵的输送压力必须大于泵送压力，且应该有较多的储备，以应对泵送施工中随时可能出现的堵管、泵送压力不足等特殊情况，必须对混凝土泵送距离进行计算，并验算泵送能力是否满足要求。
以现场实际施工情况为例：采用混凝土输送泵车浇筑，泵送高度为39.75米，根据现场实际情况，采用三一重工SY538THB-58泵车，最大出口泵压Pmax=11MPa，输送管直径为125mm，配管为斜向45度，分别按水平、垂直配管计算，水平配管长度约40m，垂直高度为39.75m，装有一根软管，两个弯管和二根变径管，计算依据为《混凝土泵送施工技术规程》。
混凝土泵送时受到的压力P，主要由三部分组成，其中P1是混凝土在泵管内流动受到的沿程压力损失，P2是混凝土配管中设臵的弯管、软管、分配阀、及混凝土泵起动内耗产生的压力损失，P3是混凝土垂直泵送时因混凝土重力产生的压力：即P=P1+P2+P3。
（1） 泵送能力验算
由P=P1+P2+P3，P1=?PH×水平换算长度。根据《混凝土泵送施工技术规程》表5.12中换算输送管的水平长度，见下表5：
表5 混凝土输送管的水平换算长度表
序号 名称 数量/长度(m) 换算水平距离(m) 1 垂直高度 39.75 159 2 弯管（90°，R=1米） 2 18 3 软管 1 5
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4 水平管 合计 35 35（0） 217 22??1K每m水平管长压力损失（Pa/m）：?PH?K?ro???t2?1?V2???t1?????2? ??K1=(3.00-0.01S1)×102； K2=(4.00-0.01S1)×102； Lmax ---混凝土泵的最大水平运输距离(m)；
Pmax ---混凝土泵的最大出口压力(Pa)，SY538THB-48泵车，最大出口泵压Pmax=8.0×103Pa/m；
ΔPH---混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失Pa/m； r0 ----混凝土输送管的半径，取62.5×10?3m； K1---粘着系数(Pa)； K2---速度系数(Pa/m/s)； S1---混凝土塌落度，取120mm；
t2/t1---混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，取0.3；
V2---混凝土拌和物在输送管的平均流速m/s，取0.5 m/s； α2 ---径向压力与轴向压力之比 , 取0.9；
K1=(3.00-0.01S1)×102=(3.00-0.01×120)×100=180 K2=(4.00-0.01S1)×102=(4.00-0.01×120)×100=280 ΔPH=2/r0×[K1+K2(1+t2/t1)V2]×α2
=2/62.5×?180+280×(1+0.3)×0.5?×0.9 =0.0104Mpa
P1=?PH×水平换算长度=0.0104 MPa×217m=2.527Mpa； 又由下表6和表7换算的总压力损失为：
P2?40?0.1MPa+2?0.1MPa+1?0.2MPa+1?0.8MPa+2.8MPa
20=4.995MPa
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表6 混凝土泵送的换算压力损失
管件名称 水平管 垂直管 45°弯管 90°弯管 管路截止阀 橡胶管 换算量 每20m 每5m 每只 每只 每个 每根 表7 泵体的换算压力损失
部位名称 Y型 分配阀 混凝土泵起动内耗 换算量 每只 每个 每台 换算压力损失/Mpa 0.05 0.08 2.80 换算压力损失/Mpa 0.1 0.1 0.05 0.1 0.8 0.2 P3=ρ×g×H=3200×9.8×39.5=1.239 MPa； ρ ---混凝土密度，取3200kg/m3； g ---重力加速度； H ---泵送高度；
P=P1+P2+P3=2.527+4.995＋1.239=8.761MPa,小于混凝土泵的最大出口压力11.0Mpa，满足要求。
5.2.3耐热耐磨混凝土的浇筑方法
由于混凝土中加入了铁屑，铁屑的密度比混凝土的密度大，在混凝土振捣过程中，铁屑沉积量大；根据试验表明：混凝土塌落度大，沉积量大；混凝土振捣时间长，铁屑沉积量大；在施工过程中，由于不能缩短混凝土最小振捣时间，因此减小铁屑沉积量的方法就采用降低混凝土塌落度和二次撒播钢纤维适量补充铁屑沉积的方法进行，混凝土浇筑工艺为：
混凝土泵送至作业面→混凝土人工铺摊（比设计标高高2cm）→长
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耐热耐磨混凝土施工工法（最终修改） - 图文
