CN105040925B - 一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构及其施工方法 - Google Patents
一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构及其施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构及其施工方法，其中抗冲击耐磨陶瓷涂层结构包括若干根钢管，所述钢管的长度与施工厚度相同，若干根所述钢管的一端分别垂直焊接于料仓钢板表面形成钢管网，所述钢管网内填充有涂抹料层，所述涂抹料层的表层与所述钢管网的表层平齐。其施工方法包括如下步骤：(1)清理料仓钢板表面；(2)准备钢管段；(3)固定钢管；(4)清理焊渣；(5)制备涂抹料浆；(6)涂抹料层施工；(7)养护。本发明的优点在于，(1)施工后材料机械强度高，耐磨性能更好；(2)材料抗冲击磨损性能大大提高；(3)无干缩变形与高温变形现象。
Description
技术领域：
本发明涉及一种耐磨涂层及其施工方法，特别是涉及一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构及其施工方法。
背景技术：
大型料仓，如煤矿装车系统、港口装卸车系统等都存在底部或侧面冲击磨损问题，一旦受冲击破坏，维修工作量很大，损失严重。
耐磨陶瓷涂抹料传统的施工方法一般为在金属表面先焊接正六边形龟甲网或菱形钢板网，再将调制好的陶瓷涂抹料人工涂抹于龟甲网或菱形钢板网内及表面。这种施工方法在一般金属管道或溜槽是可以的，但对于大型料仓，如煤矿装车系统、港口装卸车系统等，由于其冲击力大，其使用过程中抗冲击破坏的性能就较差，主要原因是：其能量传递靠整体传递，耐磨陶瓷材料本身脆性决定了其抗冲击性能差，不适合在冲击环境下工作。并且大型料仓一旦受冲击破坏，维修工作量很大，损失严重。
发明内容：
本发明的第一个目的在于提供一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构。
本发明的第二个目的在于提供一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构的施工方法。
本发明的第一个目的由如下技术方案实施，一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构，其包括若干根钢管，所述钢管的长度与施工厚度相同，若干根所述钢管的一端分别垂直焊接于料仓钢板表面形成钢管网，所述钢管网内填充有涂抹料层，所述涂抹料层的表层与所述钢管网的表层平齐。
本发明的第二个目的由如下技术方案实施，一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构的施工方法，其包括如下步骤：(1)清理料仓钢板表面；(2)准备钢管段；(3)固定钢管；(4)清理焊渣；(5)制备涂抹料浆；(6)涂抹料层施工；(7)养护；其中，
(1)清理料仓钢板表面：将料仓钢板表面清理干净；
(2)准备钢管段：将钢管切成与施工厚度相同的钢管段备用；
(3)固定钢管：将步骤(2)切出的若干根所述钢管段的一端分别垂直焊接于所述料仓钢板表面形成钢管网；
(4)清理焊渣：将所述钢管网和所述料仓钢板表面清理干净；
(5)制备涂抹料浆：将涂抹料倒入强制搅拌机，强制搅拌机为郑州天卓机械有限公司生产的JW350，按所述涂抹料重量的4％-5％添加钢纤维，中低温部位采用普通钢纤维，在高温部位采用不锈钢纤维，搅拌至少5分钟后，加入所述涂抹料重量7％-8％的清洁水，清洁水的添加量视施工场所的温度和空气湿度进行调整，清洁水是指无有害离子，pH值为7，达到饮用水标准，继续搅拌14-16分钟制得涂抹料浆，搅拌时间视施工场所的温度和空气湿度进行调整；
(6)涂抹料层施工：将所述涂抹料浆涂抹至所述钢管网空隙中，并用力压实，涂抹料层表面用力抹平，在涂抹过程中，严禁继续加水，以免影响材料凝结时间和强度；
(7)养护：施工完成后，所述耐磨陶瓷涂料表面严禁太阳直射，并需要按常规方法喷水养护，养护时间不低于72小时。
其中，所述钢管直径为50mm，钢管直径太小，不易施工，钢管直径太大影响强度，所述施工厚度为3-5cm。
所述涂抹料层施工过程中，所述料仓钢板表面温度不低于5℃，在施工完成后继续保温最少72小时。
在制备所述涂抹料浆过程中，还可加入柠檬酸钠和六偏磷酸钠，起缓凝作用，所述柠檬酸钠的添加质量为所述涂抹料质量的2.5％-3.5％，所述六偏磷酸钠的添加质量为所述涂抹料质量的2.5％-3.5％，现场根据气候条件如空气湿度、当地气温适量调整，施工现场环境温度高时适当多加，温度低时少加。
具体的，所述涂抹料由高铝水泥、碳化硅、硅石、破碎高压电瓷、氧化铝微粉、SiO2微粉和风积沙粉碎并混合均匀后制得。
具体的，所述涂抹料中各组分的质量百分含量分别为：所述高铝水泥20％、所述碳化硅10％、所述硅石1—2％、所述破碎高压电瓷42％-45％、所述氧化铝微粉5％、所述SiO2微粉3％和所述风积沙17％-20％，上述各组分的质量百分含量之和为100％。
优选的，所述高铝水泥为CA50高铝水泥或CA70高铝水泥，CA50高铝水泥或CA70高铝水泥具有耐高温特性，中温部位可采用CA50高铝水泥，高温部位采用CA70高铝水泥。
优选的，所述破碎高压电瓷中，按重量份计，直径＜1mm的所述破碎高压电瓷占10份，1mm≤直径＜3mm的所述破碎高压电瓷占20份，3mm≤直径≤5mm的所述破碎高压电瓷占12-15份；所述风积沙的直径小于等于1mm；所述碳化硅的直径为1-3mm。
优选的，所述风积沙的直径为0.06-0.24mm时效果最好。
本发明的优点：(1)本发明根据金属、非金属性能及冲击破坏的力学原理，用钢管作引力介质，将冲击能量通过钢管引导至料仓的基础部位，成功保护了涂抹料层不受冲击破坏，从而有效提高了耐磨陶瓷涂料的使用寿命；(2)本发明所用的涂抹料以CA50、CA70高铝水泥为结合剂，以破碎高压电瓷和风积沙为骨料，以钢纤维及金属网格为增强筋，以柠檬酸钠和六偏磷酸钠为外加剂的水硬性陶瓷质胶凝材料，结合本发明的施工方法构成抗冲击耐磨陶瓷涂层。抗冲击耐磨陶瓷涂层可有效阻隔金属管道内表面与物料颗粒的接触，起到保护工业金属管道不受输送物料磨损的作用；(3)增加了钢纤维，使材料之间无定向联结更加紧密，使得抗冲击耐磨陶瓷涂层具有较高的机械强度和抗磨损性能，并能承受700℃以下各种温度环境，使用寿命在3年以上；(4)破碎高压电瓷化学成份、硬度、吸水性等符合本发明部分骨料的要求，风积沙经试验，其硬度、耐磨性高，可作为骨料，因此，本发明大量利用了工业废弃物(破碎高压电瓷)和风积沙，有利于资源综合利用，保护环境；(5)本发明采用钢管网代替传统的龟甲网，克服了龟甲网因本身结构带来的整体性差的问题，使涂抹料、钢纤维、钢管网形成一个有机的整体，该整体结构在形式上类似于钢筋砼结构，加之配以适合的外加剂，其体积密度大，需水量小，热膨胀系数小，强度高，耐磨性能极佳；(6)利用本发明的抗冲击耐磨陶瓷涂层对提高工业企业设备运转率、减少维护费用，提高企业经济效益相当明显。
附图说明：
图1：一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构示意图。
钢管1，涂抹料层2。
具体实施方式：
实施例1：一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构，其包括若干根钢管1，钢管1的长度与施工厚度相同，若干根钢管1的一端分别垂直焊接于料仓钢板表面形成钢管网，钢管网内填充有涂抹料层2，涂抹料层2的表层与钢管网的表层平齐。
实施例2：实施例1一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构的施工方法，其包括如下步骤：(1)清理料仓钢板表面；(2)准备钢管段；(3)固定钢管；(4)清理焊渣；(5)制备涂抹料浆；(6)涂抹料层施工；(7)养护；其中，
(1)清理料仓钢板表面：将料仓钢板表面清理干净；
(2)准备钢管段：将钢管切成与施工厚度相同的钢管段备用，钢管直径为50mm，钢管直径太小，不易施工，钢管直径太大影响强度，施工厚度为3cm；
(3)固定钢管：将步骤(2)切出的若干根钢管段的一端分别垂直焊接于所述料仓钢板表面形成钢管网；
(4)清理焊渣：将钢管网和料仓钢板表面清理干净；
(5)制备涂抹料浆：将涂抹料倒入强制搅拌机，强制搅拌机为郑州天卓机械有限公司生产的JW350，按涂抹料重量的4％添加普通钢纤维，搅拌7分钟后，加入涂抹料重量7％的清洁水，清洁水的添加量视施工场所的温度和空气湿度进行调整，清洁水是指无有害离子，pH值为7，达到饮用水标准，加入柠檬酸钠和六偏磷酸钠，起缓凝作用，柠檬酸钠的添加质量为涂抹料质量的2.5％，六偏磷酸钠的添加质量为涂抹料质量的2.5％，现场根据气候条件如空气湿度、当地气温适量调整，施工现场环境温度高时适当多加，温度低时少加，继续搅拌14分钟制得涂抹料浆，搅拌时间视施工场所的温度和空气湿度进行调整；
其中，涂抹料由CA50高铝水泥、碳化硅、硅石、破碎高压电瓷、氧化铝微粉、SiO2微粉和风积沙粉碎并混合均匀后制得。涂抹料中各组分的质量百分含量分别为：CA50高铝水泥20％、所述碳化硅10％、硅石2％、破碎高压电瓷42％、氧化铝微粉5％、SiO2微粉3％和风积沙18％，上述各组分的质量百分含量之和为100％。其中，破碎高压电瓷中，按重量份计，直径＜1mm的破碎高压电瓷占10份，1mm≤直径＜3mm的破碎高压电瓷占20份，3mm≤直径≤5mm的破碎高压电瓷占12份；碳化硅的直径为1-3mm、风积沙的直径为0.06-0.24mm。
(6)涂抹料层施工：将涂抹料浆涂抹至钢管网空隙中，并用力压实，涂抹料层表面用力抹平，在涂抹过程中，严禁继续加水，继续加水后，会影响材料凝结时间和强度；涂抹料层施工过程中，料仓钢板表面温度不低于5℃，在施工完成后继续保温72小时；
(7)养护：施工完成后，耐磨陶瓷涂料表面严禁太阳直射，并需要按常规方法喷水养护，养护时间72小时。
实施例3：实施例1一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构的施工方法，其包括如下步骤：(1)清理料仓钢板表面；(2)准备钢管段；(3)固定钢管；(4)清理焊渣；(5)制备涂抹料浆；(6)涂抹料层施工；(7)养护；其中，
(1)清理料仓钢板表面：将料仓钢板表面清理干净；
(2)准备钢管段：将钢管切成与施工厚度相同的钢管段备用，钢管直径为50mm，钢管直径太小，不易施工，钢管直径太大影响强度，施工厚度为5cm；
(3)固定钢管：将步骤(2)切出的若干根钢管段的一端分别垂直焊接于所述料仓钢板表面形成钢管网；
(4)清理焊渣：将钢管网和料仓钢板表面清理干净；
(5)制备涂抹料浆：将涂抹料倒入强制搅拌机，强制搅拌机为郑州天卓机械有限公司生产的JW350，按涂抹料重量的5％添加不锈钢纤维，搅拌5分钟后，加入涂抹料重量8％的清洁水，清洁水的添加量视施工场所的温度和空气湿度进行调整，清洁水是指无有害离子，pH值为7，达到饮用水标准，加入柠檬酸钠和六偏磷酸钠，起缓凝作用，柠檬酸钠的添加质量为涂抹料质量的3.5％，六偏磷酸钠的添加质量为涂抹料质量的3.5％，现场根据气候条件如空气湿度、当地气温适量调整，施工现场环境温度高时适当多加，温度低时少加，继续搅拌16分钟制得涂抹料浆，搅拌时间视施工场所的温度和空气湿度进行调整；
其中，涂抹料由CA70高铝水泥、碳化硅、硅石、破碎高压电瓷、氧化铝微粉、SiO2微粉和风积沙粉碎并混合均匀后制得。涂抹料中各组分的质量百分含量分别为：CA70高铝水泥20％、碳化硅10％、硅石2％、破碎高压电瓷43％、氧化铝微粉5％、SiO2微粉3％和风积沙17％，上述各组分的质量百分含量之和为100％。其中，破碎高压电瓷中，按重量份计，直径＜1mm的破碎高压电瓷占10份，1mm≤直径＜3mm的破碎高压电瓷占20份，3mm≤直径≤5mm的破碎高压电瓷占14份。碳化硅的直径为1-3mm、风积沙的直径为0.06-0.24mm。
(6)涂抹料层施工：将涂抹料浆涂抹至钢管网空隙中，并用力压实，涂抹料层表面用力抹平，在涂抹过程中，严禁继续加水，继续加水后，会影响材料凝结时间和强度；涂抹料层施工过程中，料仓钢板表面温度不低于5℃，在施工完成后继续保温72小时；
(7)养护：施工完成后，耐磨陶瓷涂料表面严禁太阳直射，并需要按常规方法喷水养护，养护时间72小时。
实施例4：实施例1一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构的施工方法，其包括如下步骤：(1)清理料仓钢板表面；(2)准备钢管段；(3)固定钢管；(4)清理焊渣；(5)制备涂抹料浆；(6)涂抹料层施工；(7)养护；其中，
(1)清理料仓钢板表面：将料仓钢板表面清理干净；
(2)准备钢管段：将钢管切成与施工厚度相同的钢管段备用，钢管直径为50mm，钢管直径太小，不易施工，钢管直径太大影响强度，施工厚度为4cm；
(3)固定钢管：将步骤(2)切出的若干根钢管段的一端分别垂直焊接于所述料仓钢板表面形成钢管网；
(4)清理焊渣：将钢管网和料仓钢板表面清理干净；
(5)制备涂抹料浆：将涂抹料倒入强制搅拌机，强制搅拌机为郑州天卓机械有限公司生产的JW350，按涂抹料重量的5％添加普通钢纤维，搅拌5分钟后，加入涂抹料重量8％的清洁水，清洁水的添加量视施工场所的温度和空气湿度进行调整，清洁水是指无有害离子，pH值为7，达到饮用水标准，加入柠檬酸钠和六偏磷酸钠，起缓凝作用，柠檬酸钠的添加质量为涂抹料质量的3％，六偏磷酸钠的添加质量为涂抹料质量的3％，现场根据气候条件如空气湿度、当地气温适量调整，施工现场环境温度高时适当多加，温度低时少加，继续搅拌15分钟制得涂抹料浆，搅拌时间视施工场所的温度和空气湿度进行调整；
其中，涂抹料由CA50高铝水泥、碳化硅、硅石、破碎高压电瓷、氧化铝微粉、SiO2微粉和风积沙粉碎并混合均匀后制得。涂抹料中各组分的质量百分含量分别为：CA50高铝水泥20％、碳化硅10％、硅石1％、破碎高压电瓷44％、氧化铝微粉5％、SiO2微粉3％和风积沙17％，上述各组分的质量百分含量之和为100％。其中，破碎高压电瓷中，按重量份计，直径＜1mm的破碎高压电瓷占10份，1mm≤直径＜3mm的破碎高压电瓷占20份，3mm≤直径≤5mm的破碎高压电瓷占15份。碳化硅的直径为1-3mm、风积沙的直径为0.06-0.24mm。
(6)涂抹料层施工：将涂抹料浆涂抹至钢管网空隙中，并用力压实，涂抹料层表面用力抹平，在涂抹过程中，严禁继续加水，继续加水后，会影响材料凝结时间和强度；涂抹料层施工过程中，料仓钢板表面温度不低于5℃，在施工完成后继续保温最少72小时；
(7)养护：施工完成后，耐磨陶瓷涂料表面严禁太阳直射，并需要按常规方法喷水养护，养护时间72小时。
实施例5：将利用实施例2-4方法制得的抗冲击耐磨陶瓷涂层放置于高温电阻箱内700℃保温2小时，测量其抗压、抗折强度，较常温不降低；对抗冲击耐磨陶瓷涂层进行喷砂试验，其耐磨性能不降低，因此，抗冲击耐磨陶瓷涂层具有较高的机械强度和抗磨损性能，并能承受700℃以下各种环境温度。
实施例6：
1、骨料标准要求：莫氏硬度6以上，AI2O3和SiO2总量不低于80％。
2、经检测，破碎高压电瓷的化学成份为Al2O3含量33％-35％、SiO2含量51％-54％，莫氏硬度8，符合骨料标准。
3、风积沙：就是被风吹，积淀的沙层，多见于沙漠、戈壁滩。其粒径主要分布在0.074～0.250㎜之间，含量高达90％以上，大于0.25㎜的颗粒极少，仅为0.1％。而小于0.074㎜的颗粒也只有不足9％。不均匀系数约为1.35。风积沙的粉粘粒含量很少，表面活性很低，松散、无聚性，具有明显的非塑性。其颗粒属于细沙、沙粒组成为天然不良级配。其主要成分为SiO2，成晶体状结构，易磨性差，磨细后活性指数较好，其硬度、耐磨性高，可作为骨料。
Claims (4)
1.一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构，其特征在于，其包括若干根钢管，所述钢管的长度与施工厚度相同，若干根所述钢管的一端分别垂直焊接于料仓钢板表面形成钢管网，所述钢管网内填充有涂抹料层，所述涂抹料层的表层与所述钢管网的表层平齐；所述钢管直径为50mm，所述施工厚度为3-5cm；所述涂抹料层中各组分的质量百分含量分别为：高铝水泥20％、碳化硅10％、硅石1—2％、破碎高压电瓷42-45％、氧化铝微粉5％、SiO2微粉3％和风积沙17-20％，上述各组分的质量百分含量之和为100％；所述破碎高压电瓷中，按重量份计，直径＜1mm的所述破碎高压电瓷占10份，1mm≤直径＜3mm的所述破碎高压电瓷占20份，3mm≤直径≤5mm的所述破碎高压电瓷占12-15份；所述风积沙的直径小于等于1mm；所述碳化硅的直径为1-3mm。
2.一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构的施工方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)清理料仓钢板表面；(2)准备钢管段；(3)固定钢管；(4)清理焊渣；(5)制备涂抹料浆；(6)涂抹料层施工；(7)养护；其中，
(1)清理料仓钢板表面：将料仓钢板表面清理干净；
(2)准备钢管段：将钢管切成与施工厚度相同的钢管段备用；所述钢管直径为50mm，所述施工厚度为3-5cm；
(3)固定钢管：将步骤(2)切出的若干根所述钢管段的一端分别垂直焊接于所述料仓钢板表面形成钢管网；
(4)清理焊渣：将所述钢管网和所述料仓钢板表面清理干净；
(5)制备涂抹料浆：将涂抹料倒入强力搅拌机，按所述涂抹料重量的4％-5％添加钢纤维搅拌至少5分钟后，加入所述涂抹料重量7％-8％的清洁水，继续搅拌14-16分钟制得涂抹料浆；所述涂抹料由高铝水泥、碳化硅、硅石、破碎高压电瓷、氧化铝微粉、SiO2微粉和风积沙粉碎并混合均匀后制得；所述涂抹料中各组分的质量百分含量分别为：所述高铝水泥20％、所述碳化硅10％、所述硅石1—2％、所述破碎高压电瓷42-45％、所述氧化铝微粉5％、所述SiO2微粉3％和所述风积沙17-20％，上述各组分的质量百分含量之和为100％；所述高铝水泥为CA50高铝水泥或CA70高铝水泥；所述破碎高压电瓷中，按重量份计，直径＜1mm的所述破碎高压电瓷占10份，1mm≤直径＜3mm的所述破碎高压电瓷占20份，3mm≤直径≤5mm的所述破碎高压电瓷占12-15份；所述碳化硅的直径为1-3mm；所述风积沙的直径为0.06-0.24mm；
(6)涂抹料层施工：将所述涂抹料浆涂抹至所述钢管网空隙中，并用力压实，涂抹料层表面用力抹平，在涂抹过程中，严禁继续加水；
(7)养护：施工完成后，所述耐磨陶瓷涂料表面严禁太阳直射，并需要按常规方法喷水养护，养护时间不低于72小时。
3.根据权利要求2所述的一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构的施工方法，其特征在于，所述涂抹料层施工过程中，所述料仓钢板表面温度不低于5℃，在施工完成后继续保温最少72小时。
4.根据权利要求2所述的一种抗冲击耐磨陶瓷涂层结构的施工方法，其特征在于，在制备所述涂抹料浆过程中，还加入柠檬酸钠和六偏磷酸钠，所述柠檬酸钠的添加质量为所述涂抹料质量的2.5％-3.5％，所述六偏磷酸钠的添加质量为所述涂抹料质量的2.5％-3.5％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wu Qi Inventor after: Zhao Yongsheng Inventor after: Han Yichun Inventor after: Hu Zhigang Inventor after: Gao Huijuan Inventor after: Cang Wu Inventor after: Wen Mao Inventor after: Liu Xuewang Inventor before: Wu Qi Inventor before: Zhao Yongsheng Inventor before: Han Yichun Inventor before: Hu Zhigang Inventor before: Gao Huijuan Inventor before: Cang Wu Inventor before: Wen Mao Inventor before: Liu Xuewang |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 010070 the Inner Mongolia Autonomous Region Hohhot Jinchuan Development Zone Jinhai Road, min and Wen Yuan District 9 buildings 15 floors 1504 rooms. Patentee after: INNER MONGOLIA ZOYO BUILDING MATERIALS CO., LTD. Address before: 017000 three unit 201, twenty-one building 14, Dongsheng, the Inner Mongolia Autonomous Region, Ordos City. Patentee before: INNER MONGOLIA ZOYO BUILDING MATERIALS CO., LTD. |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder |