大面積混凝土耐磨地面施工關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

何通黎 （甘肅第六建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

鋼纖維混凝土是一種將短的鋼纖維與水泥基體結(jié)合而成的一種新的復(fù)合材料。由于其具有高強(qiáng)、低延伸率等特點(diǎn)，可以有效地改善其拉伸、彎曲、疲勞性能和耐久性能。此外，還能改善混凝土的韌度，尤其是可以阻斷混凝土的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，降低外部凝結(jié)水的損失，從而大大降低了混凝土的塑性開(kāi)裂和干燥開(kāi)裂。耐磨路面是由高強(qiáng)度礦物集料和水泥混合而成，在施工中可以使水泥在混凝土表面均勻分散，從而獲得較高的抗磨損能力和強(qiáng)度[1]。其特點(diǎn)為：①良好的耐磨性、抗沖擊能力、高硬度、防銹蝕、防滑和防火能力都很好，適合在新鋪設(shè)的水泥地板上使用，隨著混凝土的澆筑而形成，能夠經(jīng)受住高強(qiáng)度的連續(xù)摩擦[2]；②技術(shù)簡(jiǎn)便、易操作，不需要進(jìn)行攪拌，可將其均勻地灑于混凝土表層，具有較高的早齡期和較大的施工便利性，縮短建設(shè)周期；③裝飾性強(qiáng)，色彩豐富，既能起到美化作用，又能為地面功能進(jìn)行科學(xué)分區(qū)。

1 工程概況

某區(qū)域工機(jī)公司搬遷技改工程，包括六棟廠(chǎng)房及其配套設(shè)施。這六棟廠(chǎng)房都是由鋼建造的單層建筑，計(jì)劃其地面均采用混凝土。

工廠(chǎng)的設(shè)備對(duì)工作場(chǎng)所的地板有較高的要求，需要一個(gè)穩(wěn)固的地面來(lái)保證其安全運(yùn)行和工作人員的安全。因此，工廠(chǎng)選擇了占地面積35661m2、建筑面積為33101.3m2的地點(diǎn)作為工廠(chǎng)基地。在這個(gè)基地上，有不同的部門(mén)和廠(chǎng)房用于不同的工作。裝配與調(diào)試廠(chǎng)房占地總面積為24708m2，建筑總面積為25023m2，負(fù)責(zé)將制造好的零部件和設(shè)備組裝在一起，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試。橡膠設(shè)備部門(mén)占地總面積為24708m2，建筑面積為25112m2，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)和維修橡膠設(shè)備，如橡膠皮帶輸送機(jī)、橡膠振動(dòng)篩等。閥分部占地面積為10950.3m2，廠(chǎng)房建筑面積為11146.3m2，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)制造和維修工業(yè)管道閥門(mén)，以確保管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行。包裝部門(mén)占地面積為3175m2，廠(chǎng)房面積也為3175m2，負(fù)責(zé)對(duì)工廠(chǎng)生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行包裝，并確保產(chǎn)品完好無(wú)損地運(yùn)送到客戶(hù)手中。綜合廠(chǎng)房占地面積為12255m2，建筑面積為12876.6m2，這個(gè)廠(chǎng)房為工廠(chǎng)的各個(gè)部門(mén)提供綜合服務(wù)和支持。

工廠(chǎng)注重設(shè)備和地板的質(zhì)量，以確保工作場(chǎng)所的安全和生產(chǎn)效率。所以除附屬設(shè)施之外，整個(gè)車(chē)間的地板都是由鋼纖維混凝土制成的，占地面積大約為10萬(wàn)m2，包括化學(xué)機(jī)器的金屬零件部的耐磨地板，占地面積為3.2萬(wàn)m2。

項(xiàng)目擬選用的是一種抗壓強(qiáng)度不低于95MPa、彎曲強(qiáng)度不低于13.5MPa、磨損率不低于350%、表面強(qiáng)度壓入深度≤3.1mm的灰型SH-2特種合金集料。鋼纖維混凝土采用嘉美克絲（RC80/60BN)，長(zhǎng)度60mm，直徑0.75mm，縱橫比80，兩端采用水膠粘結(jié)，抗拉強(qiáng)度達(dá)1100MPa以上。

2 施工難點(diǎn)

在工程項(xiàng)目中，地質(zhì)條件是其中一個(gè)影響施工的重要因素。該項(xiàng)目原為耕地，施工時(shí)成為荒地，處理地基的過(guò)程較為困難，尤其是地面會(huì)受到灌木根莖的影響。

（1）地質(zhì)復(fù)雜性對(duì)工程的影響。華北平原的地質(zhì)條件十分復(fù)雜，原本是耕地的地區(qū)在施工過(guò)程中成了荒地，這種轉(zhuǎn)變給地基處理帶來(lái)了極大的困難。具體來(lái)說(shuō)，工程現(xiàn)場(chǎng)局部分布有灌溉溝渠和一些灌木的根莖。因此，地質(zhì)復(fù)雜性成為本工程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。

（2）地面平整度的要求。對(duì)于本工程項(xiàng)目而言，超高叉車(chē)行走對(duì)地坪的平整度要求非常高。具體而言，地面平整度的要求為±2mm。這意味著地面的任何不平整都會(huì)對(duì)施工過(guò)程產(chǎn)生不利影響，甚至?xí)＜安孳?chē)的穩(wěn)定性和運(yùn)行安全。

3 施工技術(shù)

3.1 準(zhǔn)備材料

（1）水泥。選擇42.5普通硅酸鹽水泥，盡量降低使用量，確定制造商和種類(lèi)；使用劑量為300kg/m3～340kg/m3。

（2）集料。石料選用花崗石石料，最大粒度31.5mm。砂選擇細(xì)度模數(shù)2.4～2.7、泥率1%的中粗砂。

（3）摻合料。聚羧酸系的減水劑應(yīng)加入混凝土中，在水泥砂漿中加入一定數(shù)量的粉煤灰，其摻量在15%以?xún)?nèi)。

（4）混凝土坍落度。采用人工模板澆筑時(shí)，其坍落度應(yīng)為140mm±20mm。

（5）水灰比≤0.48。

（6）鋼纖維。以18kg/m3的加米克公司的Dramix3D80/60BG1000等級(jí)（貝卡爾特公司）制成。

（7）C30混凝土配比如表1所示。

表1 混凝土配比/kg/m3

（8）耐磨骨料。該項(xiàng)目中使用的非金屬抗磨損集料是Sikafloor-3 系列三色干撒型路面硬化劑（Sikafloor-3）。

（9）選用巴斯夫密封型固化劑對(duì)其表面進(jìn)行密封。

3.2 施工工藝流程

本施工工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程

3.3 施工過(guò)程控制要點(diǎn)

應(yīng)當(dāng)指出，在保證地面平整度的前提下，防止地面出現(xiàn)裂縫是大面積使用鋼纖維混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，在每一個(gè)施工階段都必須對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。根據(jù)工程的具體情況，采用科學(xué)的施工工藝，對(duì)每個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行下一步施工。

3.3.1 地基基礎(chǔ)與墊層施工

（1）地基及素土壓實(shí)：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，某廠(chǎng)房回填區(qū)原填土層為19.3m，其中以中風(fēng)化礫石為主，最大粒度為1.3m，并有地下水活動(dòng)?？紤]到該項(xiàng)目的地質(zhì)情況，該工程填方區(qū)為一年左右的素填土，由于其自身沉降尚未完成，在開(kāi)挖過(guò)程中，由于開(kāi)挖面存在寬度為20m～50mm 的裂縫，需要對(duì)其進(jìn)行地基補(bǔ)強(qiáng)，不同厚度的回填土厚度存在較大的差別[3]。現(xiàn)場(chǎng)北面排水溝的廢水直排至場(chǎng)地低洼地帶，造成包裝公司、化工機(jī)械金屬配件部、閥門(mén)公司等工地填方區(qū)局部地區(qū)產(chǎn)生了積水，由于現(xiàn)場(chǎng)水流的影響，回填土因自重沉降加劇而出現(xiàn)不平整現(xiàn)象。

通過(guò)地質(zhì)勘查，了解到石化設(shè)備五金零組件分部及閥門(mén)公司所處的土層均為疏松土層，以保證基礎(chǔ)質(zhì)量。填方區(qū)采用強(qiáng)夯加強(qiáng)厚壁區(qū)，保證有較好的硬化層；經(jīng)過(guò)測(cè)試，地基的強(qiáng)度及承載力均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在對(duì)基坑進(jìn)行強(qiáng)夯加固之前，先在基坑的北面開(kāi)挖一條溝渠，將基坑周?chē)牡叵滤慷滤溃⒃谟昙緦⒒又械姆e水及時(shí)排出，保證基坑的含水量。填方區(qū)的樁基，主要是以鉆孔灌注樁和部分人工挖孔樁為主，以保證地基的穩(wěn)定和安全。一類(lèi)樁占91%，承臺(tái)完成后，進(jìn)行基礎(chǔ)夯實(shí)，基礎(chǔ)壓實(shí)度為0.94。

（2）500mm厚砂墊層的施工：清除基礎(chǔ)、找平后，開(kāi)始鋪裝墊層，選用等級(jí)較好、最大粒徑不超過(guò)墊層厚度2/3的碎石。碎石墊層的鋪筑量是壓實(shí)度的1.2倍。用8T 的壓路機(jī)以25m/min～30m/min 的車(chē)速進(jìn)行多次碾壓，車(chē)輪的接縫相互重疊400m～500mm，并進(jìn)行至少3次的碾壓[4]。粉碎后采用環(huán)形刀具采樣，對(duì)其進(jìn)行干燥試驗(yàn)，以達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，干密度達(dá)到1.55g/cm3～1.60g/cm3。

（3）200mm厚的連續(xù)砂礫墊：選用20mm～60mm、質(zhì)地堅(jiān)硬、粒度不得大于墊層總厚度2/3的砂礫料。鋪設(shè)的碎石墊層應(yīng)以壓實(shí)度的1.3～1.4倍為宜。采用雙層壓實(shí)方法，一次壓實(shí)100mm，在壓實(shí)之前要進(jìn)行適量澆水以保持表層的濕度。用8T 的壓路機(jī)以25m/min～30m/min 的車(chē)速進(jìn)行多次的碾壓，車(chē)輪的接縫相互重疊400m～500mm，并進(jìn)行至少3 次的碾壓后實(shí)施壓實(shí)試驗(yàn)?；A(chǔ)及墊層結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 本工程廠(chǎng)房所處地區(qū)地基與墊層構(gòu)造

3.3.2 鋼纖維混凝土土層施工

鋼纖維混凝土是在220mm 厚的C30 混凝土基礎(chǔ)上，加入RC80/60BN的佳密克絲纖維，以每立方米摻加15kg RC80/60BN為基材制成。

（1）高程控制點(diǎn)的布設(shè)和模板的搭設(shè)：在廠(chǎng)房縱、橫兩個(gè)方向上，每6m 設(shè)一根水平控制樁，廠(chǎng)房縱向間距為24m，在施工期間，倉(cāng)壁采用4m 寬的鋼模板澆筑，22號(hào)槽鋼作為側(cè)模。在模板內(nèi)外間隔0.8m的位置，用電鉆進(jìn)行鉆孔。錨固直徑18mm的鋼筋，并在側(cè)模的內(nèi)側(cè)、外側(cè)各用木楔及鋼筋進(jìn)行加固。模板搭設(shè)時(shí)，為了使鋼模頂端與地上的高度相同，利用水準(zhǔn)儀放樣，并利用楔形塊加以糾正。模板應(yīng)豎直、穩(wěn)固，兩個(gè)槽道接頭采用水準(zhǔn)尺進(jìn)行高程測(cè)定，并嚴(yán)密地控制槽頂高程；混凝土采用C30 細(xì)?；炷?，防止混凝土在灌注時(shí)發(fā)生漏水，對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生不利的影響。為了便于模具移動(dòng)，鋼框內(nèi)側(cè)必須刷一層模具潤(rùn)滑油[5]。

（2）鋼纖維混凝土混合：鋼纖維混凝土使用水泥砂漿混合器混合，混凝土摻量不得大于名義用量的80%。在混合過(guò)程中，纖維在水泥砂漿中的分散效果至關(guān)重要。拌合按（砂+水泥）攪拌0.5min+（粗砂+纖維）攪拌2min+水?dāng)嚢杈鶆?，確?；炷恋膹?qiáng)度、可凝性、持水性均符合工程要求。

高職院校在校期間，缺乏良好的共享實(shí)踐平臺(tái)，很少有高職院校能為不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生搭建實(shí)踐平臺(tái)，這也導(dǎo)致有些有創(chuàng)業(yè)想法或者創(chuàng)新的點(diǎn)子難以通過(guò)信息交流或者實(shí)踐平臺(tái)進(jìn)行實(shí)踐探索。調(diào)查顯示，55.3%的學(xué)生表示校內(nèi)有類(lèi)似創(chuàng)業(yè)街這樣的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺(tái)，但同時(shí)也反映創(chuàng)業(yè)街的受益面窄，有的學(xué)校只有10多個(gè)店鋪，最多的學(xué)校有40、50間，但面對(duì)眾多的學(xué)生，受眾面太小。對(duì)于創(chuàng)業(yè)園及校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)情況，37.8%的同學(xué)表示不清楚，42.6%的學(xué)生回答沒(méi)有。對(duì)于是否聽(tīng)說(shuō)過(guò)公益型創(chuàng)業(yè)平臺(tái)，絕大多數(shù)學(xué)生反映沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)。

（3）鋼筋混凝土的澆筑：混凝土在澆筑前，應(yīng)先將基礎(chǔ)澆透，以保證混凝土的干濕度，然后再澆筑；必須保證在水泥中的纖維均勻連續(xù)地分布。各料斗應(yīng)連續(xù)澆筑，角落處用插入式振動(dòng)器振搗，其余部位則用平臺(tái)式震擊器振搗。為了保證混凝土流動(dòng)性，在振搗時(shí)要比普通混凝土振搗時(shí)間多出1.5 倍的時(shí)間。振搗時(shí)間控制在混凝土不再下沉、無(wú)氣泡、無(wú)水泥飛濺的情況下，攪拌時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。

（4）先用振動(dòng)梁振搗，然后用6m 的鋼滾軸連續(xù)滾壓，保證平整的表層不露出鋼筋。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合手工找平，用手動(dòng)挖土機(jī)將其周邊的水泥抹平，以保證其周邊的混凝土和模板相吻合。

3.3.3 耐磨骨料的面層施工

（1）撒第一遍耐磨骨料：待纖維混凝土硬化后，用手指壓實(shí)，在混凝土表面留3mm～5mm 痕跡，即可進(jìn)行一次抗砂封層。第一層采用SH-2型專(zhuān)用抗磨損骨料，按照2/3的比例噴灑在混凝土上，再進(jìn)行整平。在耐磨材料吸收了足夠的水分以后，再用打磨機(jī)對(duì)其進(jìn)行均勻化，并與混凝土基層漿液形成整體。

（2）撒第二遍耐磨骨料：待一次耐磨骨料完全吸干了混凝土的水分、色澤發(fā)黑后，用鋁制長(zhǎng)桿將其整平，然后用輥筒將其磨平，再用木鏝刀把它揉成粗糙的表面。隨后，將第二次耐磨骨料按總摻量的1/3 均勻?yàn)⑾?。鋪設(shè)的方向與上一次鋪設(shè)的材料是垂直的。當(dāng)耐磨骨料經(jīng)第二遍濕潤(rùn)后，再用一根鋁棒打磨平整。在耐磨骨料凝固或凝固前，應(yīng)適時(shí)用拋磨機(jī)將其壓實(shí)兩遍。在涂布機(jī)上，縱向和橫向要錯(cuò)開(kāi)，以保證物料不會(huì)堆積在一起。在磨細(xì)集料表面料接近凝固時(shí)，用鋼皮鏝刀進(jìn)行最后的收光，對(duì)于機(jī)器無(wú)法完成的角落，鏝刀方向應(yīng)為直線(xiàn)。地面表面平整要最大誤差要控制在3mm以?xún)?nèi)，以防止出現(xiàn)開(kāi)裂、脫皮、起砂等現(xiàn)象。

3.3.4 鋼纖維混凝土養(yǎng)護(hù)

在鋪筑耐磨層24h以?xún)?nèi)，向道路表面均勻地噴射特殊養(yǎng)護(hù)劑（0.2L/m2），之后，為了防止混凝土自身水分的蒸發(fā)，覆蓋一道塑料薄膜，養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少14d，28d 后才能使用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于本工程中廣泛應(yīng)用的鋼纖維混凝土耐磨地坪，從施工工藝、施工質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)等方面入手，采取行之有效的工藝措施。經(jīng)過(guò)精心組織、精心施工，保證了道路的平坦，避免路面的裂縫，工藝、質(zhì)量等方面的控制都達(dá)到了設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥砂漿的強(qiáng)度及耐磨性的需求。目前，該項(xiàng)目已投入運(yùn)營(yíng)，路面基本平坦，無(wú)空鼓、開(kāi)裂、磨耗及沉陷現(xiàn)象，取得了良好的預(yù)期效果。