建筑地面金剛砂地坪一體成型施工工藝的分析

邱旭程 中國建筑第五工程局有限公司華南公司廣東瑞慶時(shí)代項(xiàng)目總工程師

張 帥 中國建筑第五工程局有限公司

金伯文 中國建筑第五工程局有限公司

金剛砂地坪一體成型技術(shù)在大規(guī)模建筑物中的使用較為廣泛，技術(shù)相對(duì)較為成熟，一般多用于規(guī)模較大的工業(yè)廠房地面。金剛砂又叫碳化硅，具有高化學(xué)穩(wěn)定性和高耐磨性的特點(diǎn)，與混凝土相結(jié)合能夠使得地面具有質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、耐磨性佳、耐沖性好的優(yōu)點(diǎn)[1]。所形成的地面剛度大，擁有很高的承載力，能夠承載大型或者重型的機(jī)械靜載或動(dòng)載，因此多用于規(guī)模較大的廠房、車庫等地。

1 具體的工程概況

廣東瑞慶時(shí)代鋰離子電池生產(chǎn)項(xiàng)目一期位于肇慶高新區(qū)，由寧德時(shí)代全資投資，總占地約72 萬m2，總建筑面積約86 萬m2，合同工期僅有275 d。項(xiàng)目各廠房單體均存在超大面積金剛砂地坪，金剛砂地坪施工面積超過50 萬m2。

2 金剛砂地坪施工工藝的重點(diǎn)

2.1 平整度要求較高

建筑地面的施工中，金剛砂和結(jié)構(gòu)樓板一起施工，地坪平整度根據(jù)建筑裝飾地坪的要求來控制，整個(gè)成型地坪的平整度要求較高[2]。因此，整個(gè)工程的重點(diǎn)在于提高樓板鋼筋綁扎、混凝土澆筑的平整度、金剛砂平整度以及打磨平整度。

2.2 后期維護(hù)難度較大

金剛砂地坪和結(jié)構(gòu)樓板一次成型后，要對(duì)建筑地面的結(jié)構(gòu)排架進(jìn)行搭設(shè)以及拆除，還有裝飾階段的施工。這些后續(xù)的環(huán)節(jié)都有可能會(huì)對(duì)所成型的地平面造成破壞，如果形成一定程度的破壞，那么在后期的修補(bǔ)中能夠明顯看到所修補(bǔ)的部分與整體成型地坪有著嚴(yán)重的色差，對(duì)整個(gè)地坪的裝飾效果造成一定的影響。因此，該工程的重點(diǎn)在于后期對(duì)金剛砂地坪的保護(hù)。

3 金剛砂地坪一體成型的施工工藝

建筑地面的金剛砂地坪一次成型技術(shù)主要是利用激光整平機(jī)控制地面標(biāo)高以及地面的平整度，然后將金剛砂骨料分兩次均勻撒布在初凝階段混凝土表面，經(jīng)專用抹光機(jī)加工，即可在基礎(chǔ)混凝土上形成一層極致密、高強(qiáng)度、抗沖擊的耐磨面層。經(jīng)過不斷的創(chuàng)新整合，總結(jié)出7 條關(guān)鍵施工工藝。

3.1 對(duì)混凝土原材料的有效控制

混凝土的標(biāo)號(hào)：混凝土標(biāo)號(hào)大于等于C30；水灰比：混凝土水灰比小于等于0.55；粉煤灰摻量：混凝土粉煤灰比重小于等于8%；水泥的含量為：280 ～320 kg/m3，建議使用普通硅酸鹽水泥P.O42.5；砂的規(guī)格：嚴(yán)禁使用細(xì)砂、海砂，河砂細(xì)度模數(shù)2.4 ～2.7，含泥量小于等于2%；骨料規(guī)格：嚴(yán)禁使用石粉，石子采用卵石或花崗巖碎石，石頭級(jí)配要好，最大粒徑不大于13 mm，含泥量小于等于2%；水質(zhì)要求：使用干凈自來水，水溫小于28 ℃；添加劑：使用高品質(zhì)的高效減水劑；坍落度：混凝土坍落度范圍（160±20）mm（出泵時(shí)坍落度）；初凝時(shí)間：混凝土初凝時(shí)間4 ～5 h；終凝時(shí)間：混凝土終凝時(shí)間小于等于18 h。

3.2 混凝土激光整平技術(shù)

混凝土激光整平技術(shù)主要是利用激光發(fā)射器輔以整平機(jī)來對(duì)建筑面積中的所有混凝土進(jìn)行整平和振搗。先將激光發(fā)射器進(jìn)行固定，固定的激光發(fā)射器會(huì)發(fā)射出激光束，通過激光束的旋轉(zhuǎn)形成一個(gè)激光控制平面，利用手持接收器對(duì)地坪標(biāo)高進(jìn)行引導(dǎo)，使其能夠到達(dá)混凝土激光整平機(jī)的整平頭上。

整平機(jī)具備自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)整平頭上的激光接收器所接收到的激光信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的標(biāo)高調(diào)整，固定激光發(fā)射器是為了能夠保障建筑地面的施工不會(huì)出現(xiàn)累積的誤差[3]。建筑地面高出部分的混凝土?xí)患す庹綑C(jī)用刮板刮掉并且完成初步對(duì)建筑地面的刮平，從而使得建筑地面的標(biāo)高能夠達(dá)到建筑設(shè)計(jì)的要求。

隨后進(jìn)行的振搗工作是利用液壓驅(qū)動(dòng)振動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生震動(dòng)，從而使得整個(gè)振動(dòng)板都震動(dòng)起來，然后對(duì)混凝土進(jìn)行振搗。而對(duì)于激光整平機(jī)而言，在找平的過程中不需要拉控制線，無須用支側(cè)模板來對(duì)地面標(biāo)高進(jìn)行控制，該地面的標(biāo)高采用激光整平機(jī)的激光測控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，最主要的是確保激光發(fā)射器不會(huì)受到任何的干擾，無論激光整平機(jī)怎么移動(dòng)，都不會(huì)對(duì)鋪筑后的地面整體標(biāo)高產(chǎn)生任何的影響。

3.3 跳倉法

在建筑地面的施工中使用跳倉法，主要是因?yàn)樵诘孛婊炷辽形赐耆?、性能還未穩(wěn)定的5 ～10 d 內(nèi)，應(yīng)力會(huì)很容易被釋放[4]。跳倉法主要是根據(jù)分塊規(guī)劃、隔塊施工、分層澆筑及整體成型的原則進(jìn)行建筑地面的施工，施工模式其實(shí)可以看作是跳棋，隔一段澆筑一段，并且還需要注意每個(gè)倉的面積不能大于40 m×40 m，兩個(gè)相鄰澆筑段彼此的間隔時(shí)間不能低于7 d。

對(duì)建筑地面的澆筑使用跳倉法，主要是為了避免澆筑后澆帶帶來的缺陷，能夠高效控制混凝土的有害裂縫，避免后澆帶位置的金剛砂地坪所出現(xiàn)的色差問題，并且能夠很大程度上提高建筑地面金剛砂地坪一次成型的質(zhì)量。對(duì)于使用跳倉法的分倉縫位置，如圖1 所示，這個(gè)位置應(yīng)該使用3×3 的角鋼加鋼絲網(wǎng)形成邊模，然后再用螺桿和螺母將角鋼進(jìn)行固定。在具體的建筑地面施工過程中，如果對(duì)邊模標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核時(shí)出現(xiàn)問題，則可以通過調(diào)節(jié)螺母來對(duì)整個(gè)邊模的平整度和高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖1 分倉縫位置的固定

針對(duì)施工過程中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)變形縫，可以選用安裝鎧甲縫的措施。鎧甲縫主要是具有一定的模板功能，使得建筑地面在完成澆筑后不需要對(duì)模板進(jìn)行拆除，極大地提高了整個(gè)工程的施工效率，并且能夠節(jié)約施工成本以及人工成本。鎧甲縫還對(duì)混凝土的棱角起到一定的保護(hù)作用。混凝土的棱角主要是為了保護(hù)扁鋼，保護(hù)混凝土的地坪伸縮縫以及相對(duì)較為脆弱的混凝土邊，能夠使所保護(hù)的扁鋼具有很高的耐久性，一定程度上降低了后期的維護(hù)成本。

鎧甲縫還有整體傳力的功能，能夠?qū)侍椎牟贿B續(xù)傳力板在豎向荷載的作用下把荷載從伸縮縫的一端傳遞到另一端。同時(shí)，能將伸縮縫兩端的分倉地坪始終保持在同一水平，大大減少了伸縮縫兩邊高低不一致的情況。澆筑后的混凝土經(jīng)過養(yǎng)護(hù)后會(huì)進(jìn)行收縮，收縮的過程中會(huì)使所固定的棱角保護(hù)扁鋼的易斷螺栓分倉縫拉斷，使得兩條扁鋼分開，位于相鄰的分倉塊產(chǎn)生了收縮縫。建筑地面的分倉塊會(huì)隨著不同的溫度進(jìn)行變化和自由伸縮，因此在一定程度上能夠避免裂縫的出現(xiàn)。

3.4 金剛砂撒布技術(shù)

在建筑地面的金剛砂地坪施工工藝中，對(duì)于金剛砂骨料的撒布環(huán)節(jié)，需要對(duì)撒布的時(shí)間進(jìn)行控制。如果時(shí)間太早的話，撒布顆粒會(huì)慢慢地沉入混凝土里面，這會(huì)導(dǎo)致撒布的金剛砂骨料顆粒失去性能；如果時(shí)間太晚的話，澆筑的混凝土已經(jīng)開始凝固，這時(shí)候撒布的顆粒與混凝土之間不能很好黏結(jié)，會(huì)出現(xiàn)剝落的現(xiàn)象。因此，最佳的撒布時(shí)間是當(dāng)腳踩在混凝土的表面時(shí)，混凝土的表面會(huì)下沉5 mm 左右，這時(shí)進(jìn)行撒布可以確保混凝土的強(qiáng)度和黏結(jié)力剛好滿足金剛砂骨料的撒布條件。

一般來說，金剛砂骨料的撒布分為兩次，第一次撒布時(shí)，用量要為總用量的2/3，一定要注意所撒的金剛砂骨料應(yīng)均勻下落，不能出現(xiàn)過度用力的拋灑，這種情況很容易使得骨料與水泥分開。當(dāng)建筑地面的耐磨材料吸收水分后，需要利用磨光機(jī)進(jìn)行碾磨分散，然后和基層的混凝土漿結(jié)合到一塊。第二次撒布時(shí)，用量為總用量的1/3，所撒布的方向要跟第一次撒布的方向垂直。在對(duì)金剛砂骨料撒布前，需要使用靠尺或者平直刮桿衡量一下水平度，第一次撒布不夠平衡的地方需要進(jìn)行調(diào)整，第二次撒布后要對(duì)不平衡的地方立即進(jìn)行抹平磨光，至少要重復(fù)磨光機(jī)工作兩次以上。最后一次撒布主要是查缺補(bǔ)漏，對(duì)一些凹凸不平的地方進(jìn)行補(bǔ)料整平。具體可以分為以下兩個(gè)步驟。

（1）在混凝土初凝前開始第一次撒布施工。墻、柱、門和模板等邊緣水分消失較快，宜優(yōu)先撒布，以防止過快脫水而降低耐磨效果。第一次撒布量為總用量的2/3，拌和物應(yīng)均勻輕拋灑落（不能用力拋而致耐磨材料被水泥吸收）。待耐磨材料充分吸收一定的水分后，再用磨光機(jī)作業(yè)至少3 次。

（2）第二次撒布時(shí)，材料撒布方向與第一次垂直。第二次撒布量為總用量的1/3，撒布后立即抹平，先收邊及邊角，為防止抹光機(jī)打磨損壞，邊角處應(yīng)采用木抹子處理，磨光機(jī)作業(yè)時(shí)應(yīng)縱橫方向交錯(cuò)進(jìn)行，重復(fù)抹光作業(yè)兩次，均勻有序。面層材料硬化至指壓稍有下陷時(shí)，磨光機(jī)的轉(zhuǎn)速及角度應(yīng)視硬化程度而調(diào)整，抹光作業(yè)時(shí)應(yīng)縱橫交錯(cuò)3 次以上。

3.5 打磨收光工藝

（1）打磨提漿。在混凝土初凝時(shí)，采用手扶式抺光機(jī)進(jìn)行第一次提漿作業(yè)，采用十字型葉片作業(yè)，確保地坪平整度。

（2）提漿搓平。在混凝土和金剛砂耐磨骨料表面初凝至一定階段，根據(jù)機(jī)械鏝的重量選擇搓平工作進(jìn)入的時(shí)間。采用磨光機(jī)抹盤與十字型葉片交叉打磨的方式對(duì)地面進(jìn)行第二次提漿搓平施工，將駕駛式機(jī)械鏝作為找平工具來使用，要將混凝土反復(fù)地進(jìn)行搓平壓實(shí)處理，確保金剛砂地坪后期平整度。

（3）提漿收光。在混凝土和金剛砂耐磨骨料表面初凝至最后階段，采用磨光機(jī)抹盤與十字型葉片交叉打磨的方式對(duì)地面進(jìn)行提漿收光施工。此工藝必須將駕駛式機(jī)械鏝作為第二次找平工具來使用，將混凝土反復(fù)地進(jìn)行收光壓實(shí)處理，確保金剛砂地坪后期光澤度和細(xì)膩度。

3.6 裂縫控制技術(shù)

3.6.1 施工工藝分隔縫的控制技術(shù)

分隔縫越早切割越能有效控制混凝土收縮引起的裂縫。分隔縫在金剛砂地面完成后的24 h 內(nèi)完成切割，為防止切到結(jié)構(gòu)鋼筋，切割深度為12 ～18 mm，以柱子為中心向四邊分散切割，以橫縱雙向的最長切線長度都不超過5 m為宜，采用大型機(jī)械切割，切割前需先用墨線彈線，縫寬5 mm。柱腳采用菱形切縫，設(shè)備基礎(chǔ)及洞口等距邊沿250 mm切縫，縫寬5 mm。

3.6.2 隔離縫的控制技術(shù)

在柱周和墻邊通過包裹擠塑板設(shè)置隔離縫，可以為混凝土初凝階段提供應(yīng)力釋放，終凝后減小與結(jié)構(gòu)連接距離，防止結(jié)構(gòu)開裂，并有利于混凝土板在使用中的塑性收縮。

3.6.3 后期養(yǎng)護(hù)

在混凝土終凝以后的24 h 內(nèi)要對(duì)完成面進(jìn)行薄膜和土工布的覆蓋，還需要澆水養(yǎng)護(hù)14 d，保證每天澆水2 ～3 次。

3.7 施工工藝中的成品保護(hù)管理

對(duì)于成品保護(hù)的管理技術(shù)主要是根據(jù)時(shí)間來進(jìn)行不同的步驟。第一，在成品完成的1 ～3 d，不允許任何非工作人員在剛剛施工完成的地面上行走或者堆放物品、進(jìn)行各項(xiàng)施工，只允許養(yǎng)護(hù)和切割縫的工作人員對(duì)切割縫時(shí)遺漏的泥漿進(jìn)行及時(shí)清理，確保建筑地面的干凈。第二，在接下來的3 ～7 d 允許人在上面行走，但依然不允許堆放較重物品，不允許非地坪類的施工，要做好對(duì)成品的保護(hù)工作。對(duì)成品的保護(hù)主要是利用滿鋪模板的方法，但一定要注意梯子必須要有滑輪，三腳架的下腳需要用板襯進(jìn)行鋪墊，避免與成品面的直接接觸[5]。第三，養(yǎng)護(hù)7 d 后，才能搭設(shè)上一層的結(jié)構(gòu)支模架，搭設(shè)的結(jié)構(gòu)模板一直要等到固化劑施工的時(shí)候才可以將其拆除。第四，養(yǎng)護(hù)28 d 后，依然不允許帶有尖角的物體對(duì)地面進(jìn)行接觸或者發(fā)生撞擊，避免出現(xiàn)劃傷。在后期的涂料粉刷步驟，需要對(duì)下方地坪鋪設(shè)薄膜，避免涂料掉落地面發(fā)生污染，粉刷結(jié)束后要及時(shí)清理現(xiàn)場。固化劑施工和打磨拋光的時(shí)間要等到機(jī)電施工完成以后進(jìn)行。

4 結(jié)語

金剛砂地坪一次成型的施工工藝能夠有效避免傳統(tǒng)建筑二次成型地坪的缺陷，使地面形成耐磨性地坪，并成型后表面光潔、平整，呈現(xiàn)出色澤一致、格縫順直清晰、觀感質(zhì)量高的特點(diǎn)，能夠保障建筑物表面的平整度偏差在3 mm 以內(nèi)，并且在建筑物的保修期間不會(huì)出現(xiàn)起砂較多、裂縫等各種質(zhì)量問題。通過對(duì)混凝土原材料的控制、激光整平技術(shù)、跳倉法技術(shù)、撒布施工技術(shù)、打磨收光、控制裂縫的施工技術(shù)以及成品的保護(hù)管理技術(shù)等措施，極大地提高建筑地面耐磨地坪的施工質(zhì)量。