硬質(zhì)骨料砂漿型耐磨地坪在中車株洲電力機(jī)車車間地面改造中的應(yīng)用

黃公波 （上海百利加防腐工程有限公司，上海 201114）

0 引言

干撒型水泥基耐磨地坪在我國已經(jīng)推廣使用超過20 a 了，因其優(yōu)異的性價(jià)比和長久的使用年限，在國內(nèi)得到了大量應(yīng)用，范圍從工業(yè)廠房拓展到超市、停車庫等商業(yè)地面。隨著越來越多的耐磨地坪使用期已經(jīng)超過15 a 甚至20 a，耐磨地坪的修補(bǔ)、翻新，尤其在重工行業(yè)的應(yīng)用，顯得緊迫起來。

上海百利加防腐工程有限公司，在我國具有超過20 a 的工業(yè)地坪施工經(jīng)驗(yàn)，是伴隨著中國地坪行業(yè)成長起來的第一批專業(yè)地坪施工企業(yè)。憑借著專業(yè)的施工團(tuán)隊(duì)，先進(jìn)的施工設(shè)備，配合引進(jìn)國外先進(jìn)的地坪材料以及精益求精的服務(wù)精神，為中國制造業(yè)打造出高質(zhì)量的地坪工程。本研究以中車株洲電力機(jī)車城軌車間耐磨地面改造為例，具體說明砂漿型耐磨地坪應(yīng)用于地坪改造項(xiàng)目中的施工過程，此次改造施工面積約11500 m2。

1 砂漿型耐磨地坪材料的特點(diǎn)

砂漿型耐磨地坪材料為引進(jìn)德國技術(shù)的先進(jìn)地坪材料，全稱為硬質(zhì)骨料砂漿型水泥基耐磨地坪材料（Hard Aggregate Cementitious Floor Screed Material），是符合德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN 1100-2004《水泥基地面用硬質(zhì)骨料的要求及測試方法》（Hard Aggregates for Cementitious Floor Screeds-Requirements and Test Methods）的耐磨地坪材料。該標(biāo)準(zhǔn)也擴(kuò)展涵蓋了用于干撒型耐磨地坪的硬質(zhì)骨料的分類及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN 18560-2004《建筑施工中的地板找平層》（Floor Screeds in Building Construction）。

類似于干撒型水泥基耐磨地坪材料，砂漿型耐磨地坪材料也是預(yù)拌好的干粉砂漿材料，其主要成分為水泥、級配硬質(zhì)骨料及顏料，并可加入膠粉及金屬或聚酯纖維來提高抗裂性能。砂漿型耐磨材料需按比例加水?dāng)嚢璩蓾駶{進(jìn)行鋪設(shè)，既可以直接濕對濕鋪設(shè)在初凝的混凝土表面上，亦可以濕對干鋪設(shè)在預(yù)處理過的舊混凝土基層上；既適合新建項(xiàng)目，更適用于現(xiàn)有基層的改造。砂漿層經(jīng)駕駛型雙頭抹光機(jī)抹平收光后，形成一個厚度達(dá)8～20 mm，無縫、高度耐磨、抗沖擊的耐磨地坪面層。砂漿型耐磨材料，也可以預(yù)拌或在施工現(xiàn)場攪拌時加入金屬或聚酯纖維，以大幅提高地坪表面的抗裂及抗沖擊性能；也可以在耐磨砂漿鋪設(shè)完畢且初凝前撒播硬質(zhì)骨料后再進(jìn)行抹平，經(jīng)后期實(shí)施液體硬化劑硬化并研磨拋光露出金屬骨料顆粒，形成合金鎧甲層，大幅提升地坪表面耐磨及抗沖擊性能的同時呈現(xiàn)出磨石的裝飾效果。

砂漿型耐磨地坪是對干撒型耐磨地坪的必要補(bǔ)充，是對制造業(yè)，特別是重載工業(yè)地坪和耐磨地坪翻新改造的有利支持。

2 中車株洲電力機(jī)車車體車間地坪改造項(xiàng)目

2.1 地坪翻新項(xiàng)目技術(shù)要求

中車株洲電力機(jī)車車體車間地坪翻新項(xiàng)目技術(shù)要求如下：

（1） 去除原干撒型水泥基耐磨層及混凝土基層。

（2） 鋪設(shè)重載型耐磨砂漿層，厚度10～15 mm，基本不改變原標(biāo)高。

（3） 基本無縫，無空鼓及開裂，滿足氣墊車、叉車（硬質(zhì)尼龍輪）、AGV 車平穩(wěn)運(yùn)行要求。

（4） 完成面美觀、亮麗，整體性好。

（5） 高度耐磨、抗沖擊，抗劃傷，使用壽命不低于20 a。

（6） 耐磨砂漿材料選用國際一流品牌，材料及系統(tǒng)符合國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 地坪翻新方案設(shè)計(jì)思路

（1） 為確保工期（30 d，含春節(jié)假日）及減少資源浪費(fèi)，盡可能地減少混凝土基層的整體破除，總體方案制定為銑刨去除原混凝土地面表層15 mm，鋪設(shè)15 mm 厚砂漿型耐磨地坪。

（2） 參 考 德 國 工 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn)DIN 18560-7-2004《地板找平層 第7 部分：高負(fù)荷找平層（工業(yè)用找平層》中對工業(yè)地坪承載的分級（表1）和對硬質(zhì)骨料砂漿型耐磨地坪厚度的要求（表2），結(jié)合現(xiàn)場工況，選取符合該標(biāo)準(zhǔn)的重載型砂漿型耐磨材料——科蘭COETOP T125，厚度設(shè)計(jì)為15 mm，達(dá)到以下具體參數(shù)：DIN 18560-7-2004，抗壓強(qiáng)度80 MPa，抗折強(qiáng)度10 MPa，耐磨性能1.5 cm3/1.5 cm2；DIN 1100-2004，面層厚度≥10 mm。

表1 DIN 18560-7-2004 中對工業(yè)地坪承載的分級*Table 1 Classification of industrial floor bearing in DIN18560-7-2004

表2 DIN 18560-7-2004 中對硬質(zhì)骨料砂漿型耐磨地坪的厚度要求Table 2 The thickness requirements for hard aggregate mortar wear-resistant floor in DIN18560-7-2004

（3） 針對中車株洲電力機(jī)車車體車間地面不規(guī)則開裂較多的情況，選取適用于20 mm 厚度以內(nèi)的微型鋼纖維，加入到耐磨砂漿中，免除了完工后切割縮縫的必要。配合合理設(shè)置伸縮縫并填注彈性雙組分承載型聚氨酯/聚脲材料，大幅度減少施工縫，避免不規(guī)則開裂，以確保氣墊車、叉車及AGV 車的平穩(wěn)行駛。

（4） 為了提高地坪表面的抗沖擊、抗劃傷性能，參考干撒型耐磨地坪的做法，將粒徑級配的硅鐵合金骨料撒播在剛鋪設(shè)完畢的耐磨砂漿表面，并利用金屬圓盤磨光的工序壓入砂漿層，相當(dāng)于在耐磨砂漿層表面又增加了1 道合金鎧甲，大幅度增強(qiáng)了地坪表面的抗沖擊、抗劃傷性能。

（5） 砂漿型耐磨地坪的外觀與普通干撒型耐磨地坪是一樣的，即使在表面均勻撒播了硅鐵合金骨料，只有經(jīng)過常年頻繁使用，才會露出骨料呈現(xiàn)出金屬光澤。根據(jù)客戶對美觀度的特殊要求，結(jié)合液體硬化劑研磨拋光的做法，并選取商用磨石地面常用的白色云母石骨料替代原耐磨砂漿里的玄武巖骨料，在完成的砂漿型耐磨地坪上使用金剛石磨頭研磨，加液體硬化劑滲透結(jié)晶并拋光，可以使整個地面呈現(xiàn)出云母石的白色和硅鐵骨料的銀色金屬光澤，突出完成面的美觀亮麗（圖1）。

圖1 株機(jī)車體車間砂漿型耐磨地坪完工照Figure 1 The completion photo of mortar type wear-resistant floor of CRRC Zhuzhou Locomotive Co.，Ltd.

2.3 地坪改造的施工流程

2.3.1 耐磨砂漿地坪的施工工藝流程耐磨砂漿地坪的施工工藝流程如下：

原耐磨地面銑刨→高壓水沖洗殘留物→混凝土基層浸泡48 h 至吸水飽和→界面砂漿→攪拌耐磨砂漿并加入鋼纖維→耐磨砂漿布料及人工攤鋪→拋撒合金骨料→先使用單頭鏝平機(jī)，再使用駕駛型雙頭鏝平機(jī)壓實(shí)、收光→噴灑鋰基液體硬化劑養(yǎng)護(hù)→切割施工縫→液體硬化劑研磨及拋光→施工縫及脹縫填膠→清理，驗(yàn)收。

砂漿型耐磨地坪節(jié)點(diǎn)圖見圖2。

2.3.2 耐磨砂漿地坪的施工順序

根據(jù)車體廠房平面圖及經(jīng)過業(yè)主確認(rèn)過的施工計(jì)劃進(jìn)行施工。按照優(yōu)先處理軌道及設(shè)備區(qū)，中間會夾雜有施工通道的一并施工，最后將主通道及物料區(qū)施工完畢的順序。這樣可以優(yōu)先保障設(shè)備按期復(fù)工運(yùn)行，在不受影響的區(qū)域進(jìn)行其他安裝，保證整個工期不受影響。

圖2 砂漿型耐磨地坪節(jié)點(diǎn)圖Figure 2 Node diagram of mortar type wear-resistant floor

2.4 砂漿型耐磨地坪的施工方案

2.4.1 基層處理

對原地面廢棄的預(yù)埋件及鐵軌進(jìn)行整體鑿除，對基層進(jìn)行銑刨，去除原耐磨層及松散的表層混凝土約15 mm 厚度，提供堅(jiān)實(shí)、粗糙的混凝土表面，以確保新鋪耐磨砂漿具有良好的附著力?；炷林吋皦吺褂脤Ｓ媚ミ厵C(jī)進(jìn)行重度打毛處理。

銑刨處理后的地面應(yīng)堅(jiān)實(shí)，無浮漿及松散結(jié)構(gòu)。產(chǎn)生的碎渣粉塵，必須用工業(yè)吸塵器清理干凈。

2.4.2 標(biāo)高檢測

使用水準(zhǔn)儀測定整個施工區(qū)域的地坪高差，并鉆孔做標(biāo)記，整體標(biāo)記好后調(diào)整標(biāo)高，完工面地坪平整度應(yīng)達(dá)到≤3 mm/2000 mm。

2.4.3高壓水沖洗及基層潤濕

地面銑刨、打磨并清理結(jié)束后，使用高壓水槍進(jìn)行沖洗，徹底清除表面剩余的泥漿及雜物，然后澆水浸泡，確保基層達(dá)到吸水飽和，并保持24 h。

進(jìn)行充分的水浸泡，目的是防止在施工過程中因基層吸收界面砂漿及耐磨砂漿中的水分而影響耐磨砂漿的附著力，并造成表面龜裂。

2.4.4 涂刷界面砂漿

在基層充分潤濕浸泡后，使用吸水吸塵器將表面多余的明水清除，然后開始涂刷專用的界面砂漿。

將界面砂漿按比例加水?dāng)嚢璩删鶆驖{體后，用硬毛刷將界面材料刷涂在已經(jīng)處理并潤濕徹底的基層表面，確保分布均勻，不遺漏。

用擠塑板條封堵樓梯踏步、門口、排水口、邊界、柱邊等部位，施工前要仔細(xì)檢查邊角，確?？赡苄孤兜牟课欢家呀?jīng)嚴(yán)格封閉、隔離。

2.4.5 耐磨砂漿的攤鋪施工流程

耐磨攤鋪料和界面材料要求濕對濕連續(xù)施工，即在界面砂漿刷涂完畢后，緊接著立即施工耐磨砂漿面層。

（1） 厚度控制條設(shè)置

需要準(zhǔn)備多根不銹鋼方鋼條作為面層厚度控制條，放置于刮尺兩側(cè)，控制條間距應(yīng)該小于刮尺長度，并涂刷模板油。根據(jù)地面的粗糙度情況，方鋼的厚度應(yīng)控制在砂漿層厚度-3 mm 范圍，即12 mm 厚。

（2） 耐磨砂漿的攪拌及鋼纖維的摻量

需使用強(qiáng)制式砂漿攪拌機(jī)。將耐磨砂漿粉料倒入攪拌機(jī)并同時按比例加水進(jìn)行攪拌。粉料加完后開始計(jì)時，攪拌時間3～4 min，并用金屬漏勺將稱量好的鍍銅微絲鋼纖維均勻加到砂漿料中，攪拌成均勻并有一定流動度的耐磨砂漿攤鋪料。

攪拌工作區(qū)域必須進(jìn)行充分的地面保護(hù)。

（3） 耐磨砂漿的攤鋪

將攪拌好的砂漿攤鋪料用料車運(yùn)送到工作面，倒在未干的界面砂漿上進(jìn)行布料。

攤鋪需要控制相應(yīng)的寬度，由于采用條形施工推進(jìn)過程，攤鋪的寬度應(yīng)控制在刮尺長度以內(nèi)，刮尺長度應(yīng)控制在3～4 m，在耐磨砂漿布料8～10 m 長度后，由手持3 m 左右的鋁方刮桿、腳穿長筒膠鞋的操作工人將刮桿緊壓在厚度控制條表面進(jìn)行整平，并通過來回抹壓使其達(dá)到平整度和密實(shí)度要求。必要時，尤其是摻入了鋼纖維的情況下，可以通過單人操作機(jī)械振動桿進(jìn)行整平工作（圖3）。

圖3 單人式機(jī)械振動桿整平Figure 3 Single-person mechanical vibration rod leveling

耐磨砂漿可泵送布料，但摻入了鋼纖維的耐磨砂漿不適宜泵送，應(yīng)采用人工布料。

（4） 拋撒硅鐵合金耐磨骨料

在耐磨砂漿初步整平后，立即拋撒硅鐵合金耐磨骨料于耐磨砂漿面層上（圖4），要求合金耐磨骨料均勻覆蓋無堆積，用量：5 kg/m2。

圖4 拋撒硅鐵合金耐磨骨料Figure 4 Deployment of ferrosilicon alloy wear-resistant aggregate

（5） 砂漿耐磨層機(jī)械鏝平和收面

待合金骨料撒播完成后，使用單頭及駕駛型雙頭機(jī)械鏝平機(jī)，加裝金屬圓盤進(jìn)行鏝平及壓實(shí)。應(yīng)視砂漿硬化情況（通常砂漿攤鋪后2～5 h）進(jìn)行多次鏝平壓實(shí)操作，最后更換金屬刀片進(jìn)行收光操作直至完成。施工過程中，避免高溫和氣流，8 h 內(nèi)嚴(yán)禁人員行走。

（6） 砂漿耐磨地坪的養(yǎng)護(hù)

在耐磨砂漿收光完成后，噴灑液體硬化劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

不同施工區(qū)域交接縫的處理：在施工區(qū)域邊界用擠塑板條設(shè)置隔離，用保護(hù)材料將四周粘貼牢固，當(dāng)該區(qū)域施工完成后的48 h 內(nèi)，對邊口進(jìn)行回切，確保后續(xù)相鄰區(qū)域施工時，連接處整齊平整。

2.4.6 液體硬化劑研磨拋光

養(yǎng)護(hù)滿10 d 后，在耐磨砂漿表面噴灑液體硬化劑，并進(jìn)行研磨拋光。

研磨拋光的具體工序如下：采用30 目或50 目金剛石磨片進(jìn)行粗研磨，直至露出耐磨砂漿的金屬骨料。然后采用100 目、200 目、500 目、1000 目樹脂磨片進(jìn)行精研磨，最后使用2000 目、3000 目獸毛墊進(jìn)行拋光，得到均勻、致密、光亮的完成面。

2.5 施工細(xì)節(jié)的處理

2.5.1 地面不規(guī)則開裂處理

首先應(yīng)全面檢查，排除因空鼓產(chǎn)生的開裂。如發(fā)現(xiàn)因找平層空鼓產(chǎn)生的開裂，需要先解決空鼓問題。大多數(shù)空鼓問題可以通過環(huán)氧注漿的方式加以解決。注漿施工前，應(yīng)仔細(xì)檢查并劃出空鼓的范圍，并沿邊界切割，將空鼓處的找平層與不空鼓區(qū)的周邊斷開，以避免注漿壓力造成空鼓范圍的擴(kuò)大。

如空鼓發(fā)生在距離混凝土表面30 mm 以內(nèi)的，應(yīng)直接鑿除空鼓的混凝土層，同大面積施工一起直接攤鋪耐磨砂漿。

不規(guī)則開裂的處理方法：寬度<0.5 mm 的非結(jié)構(gòu)性裂縫直接鋪設(shè)鋼纖維增強(qiáng)耐磨砂漿覆蓋；寬度>0.5 mm 的非結(jié)構(gòu)性裂縫，沿裂縫處將混凝土開鑿”V”形槽，上口寬度20～30 mm，隨后沿槽表面涂刷界面砂漿，界面砂漿表干前，嵌填同型號鋼纖維增強(qiáng)耐磨砂漿材料。

2.5.2 錨固槽

為避免耐磨砂漿邊角局部翹曲空鼓現(xiàn)象，所有的墻邊、柱邊、設(shè)備基礎(chǔ)邊、溝槽邊、基層混凝土施工分倉縫兩邊，都應(yīng)切割錨固槽。錨固槽的寬度20 mm，深度30 mm（通常切割深度應(yīng)達(dá)到砂漿厚度的2 倍）。

2.5.3 伸縮縫

鋼纖維加固的砂漿型耐磨地坪無需按6 m×6 m間隔切割伸縮縫，因此伸縮縫主要分2 類：原混凝土基層的施工縫（亦稱分倉縫、冷縫）和脹縫。

施工縫應(yīng)在砂漿攤鋪前，在原混凝土基層施工縫上插釘子或者在墻上做好標(biāo)識。耐磨砂漿攤鋪收面結(jié)束后的24～72 h 期間，根據(jù)事先做好的標(biāo)識，重新切割伸縮縫，使用專用刀片切割成V 型縫，縫的上口寬10 mm。

脹縫通?？p寬20 mm，脹縫因?yàn)槲恢妹黠@，亦可采用預(yù)留的方式構(gòu)筑。

填縫前，須在縫內(nèi)填充干燥的石英砂或塞入背襯條，填縫材料采用韌性較強(qiáng)的承載型雙組分聚氨酯或聚脲材料，填充厚度不得低于5 mm 或者縫寬的1/2。

伸縮縫打膠節(jié)點(diǎn)圖見圖5。

圖5 伸縮縫打膠節(jié)點(diǎn)圖Figure 5 Glue joint node of expansion joint

3 結(jié)語

砂漿型耐磨地坪于21 世紀(jì)初引入我國，最初作為高端的重載型工業(yè)地坪僅在一些外資重工行業(yè)（如卡特彼勒、山特維克、阿爾斯通等）中得到應(yīng)用。隨著中國制造業(yè)的整體提升，以及工業(yè)地坪翻新工程大潮的來臨，工期短、資源浪費(fèi)少、維護(hù)成本低、性價(jià)比高的工業(yè)地坪需求迅速增加。砂漿型耐磨地坪在翻新項(xiàng)目中的應(yīng)用脫穎而出。

上海百利加防腐工程有限公司的技術(shù)與施工團(tuán)隊(duì)運(yùn)用多年的施工與管理經(jīng)驗(yàn)，針對客戶需求及現(xiàn)場工況，將微型鋼纖維添加到砂漿型耐磨材料中，并在砂漿層表面拋撒合金耐磨骨料形成耐磨、抗沖擊的鎧甲層，最后結(jié)合液體硬化劑研磨翻新混凝土地面的工藝，在不到1 個月的時間里快速高效地完成了11500 m2功能與裝飾效果兼顧的砂漿型耐磨地坪翻新工程。細(xì)節(jié)方面，平整度基本達(dá)到2 m 靠尺最大公差3 mm，無切割伸縮縫，原混凝土施工分倉縫及脹縫填充飽滿、承載性好，完全符合氣墊車、叉車及AGV 小車的行駛要求。為中國制造業(yè)的龍頭企業(yè)中車做了一份貢獻(xiàn)，為砂漿型耐磨地坪在我國工業(yè)地坪翻新項(xiàng)目中的推廣提供了一個樣板。