莫慧瑩，陳 栩，陳俊杰

（中國(guó)建筑第四工程局有限公司 廣州 510663）

金剛砂化學(xué)名稱為碳化硅，因其高化學(xué)穩(wěn)定性及高耐磨性在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，且輔以混凝土后形成的金剛砂混凝土具有質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、耐磨性佳、耐沖擊性好等優(yōu)點(diǎn)［1-3］。金剛砂地坪地面剛度大，具有較高的承載力，可承受大型、重型機(jī)械的靜載及動(dòng)載的作用，因此多應(yīng)用于工業(yè)廠房［4-6］。

研究表明，金剛砂摻入普通混凝土后，與混凝土的其他材料混合后形成交互材料，提高混凝土水化物的均勻性，成型后，混凝土的耐磨性能不僅有可觀的提升，混凝土原有的力學(xué)性能也有顯著提高，其中抗壓強(qiáng)度最大增幅可達(dá)35%，耐折強(qiáng)度最大增幅可達(dá)21%［7-10］。同時(shí)，可根據(jù)改變金剛砂的摻量，得出金剛砂混凝土的最佳配合比，以適應(yīng)對(duì)地面的不同需求［11-12］?；谝陨辖饎偵盎炷恋仄旱膬?yōu)點(diǎn)，廣州市黃埔區(qū)某廠房項(xiàng)目設(shè)計(jì)對(duì)其廠房首層地面使用金剛砂地坪施工技術(shù)。本文基于現(xiàn)有的金剛砂地坪技術(shù)，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際施工情況，在施工過(guò)程中提出技術(shù)改進(jìn)，以控制地坪平整度為核心，找出影響金剛砂地坪平整度的主要因素，并對(duì)地坪形成的質(zhì)量缺陷進(jìn)行分析總結(jié)，以期為同類(lèi)金剛砂地坪施工提供參考。

1 工程概況

某工程位于廣州黃埔區(qū)云埔四路，建筑面積14 676.9 m2，其中廠房B設(shè)計(jì)類(lèi)型為車(chē)間丙類(lèi)，單層鋼結(jié)構(gòu)局部3層混凝土框架結(jié)構(gòu)，地坪采用300 mm厚級(jí)配砂石處理基層，中間層為100 mm 厚C15 墊層，面層為200 mm 厚C30 混凝土內(nèi)配置C8@200 雙層雙向鋼筋網(wǎng)，框架柱四周設(shè)抗裂鋼筋。其中地坪的設(shè)計(jì)荷載量為：10 kN/m2，表面硬度要求達(dá)到6.0，平整度要求為2 m≤5 mm。

2 金剛砂地坪一體成型施工技術(shù)

21 世紀(jì)初期，金剛砂地坪一體成型技術(shù)已有應(yīng)用，發(fā)展至今日已有20 年的技術(shù)沉淀，工藝技術(shù)已然成熟，施工的難點(diǎn)、要點(diǎn)在于各個(gè)項(xiàng)目的環(huán)境條件差異對(duì)施工質(zhì)量的影響，將最終反映金剛砂地坪成品的好壞。

2.1 施工材料與機(jī)具選用

⑴施工材料：Sikafloor 彩色耐磨腐蝕合金骨料干撒式地面硬化劑，C30 廠拌標(biāo)準(zhǔn)混凝土以及鋰基高光液體硬化劑，濃縮型亮光劑。

⑵施工機(jī)具：主要有專(zhuān)用型鐵鍬、鐵耙，振搗棒，駕駛型抹光機(jī)，手扶式抹光機(jī)，3 m、6 m 方板刮尺，平板槽推，2 m 重型收邊刮尺，小型激光整平機(jī)，工業(yè)吸塵吸水機(jī)、高速磨光機(jī)、研磨機(jī)等。

2.2 施工主要工藝流程

厚填級(jí)配碎石處理基層?整平壓實(shí)?澆筑混凝土墊層?墊層表面鑿毛?綁扎雙層鋼筋?支模?澆筑面層混凝土?振搗、整平、抹面?首次撒布金剛砂材料?搓毛、找平?二次布料?翻漿?抹光?切縫?養(yǎng)護(hù)?研磨地面?涂抹固化劑?多次研磨?涂抹光亮劑?磨光?成品保護(hù)。

2.3 施工步驟

⑴廠房墊層施工完畢并完成養(yǎng)護(hù)后，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)交叉作業(yè)綜合考慮，將廠房地面部分進(jìn)行分區(qū)，優(yōu)先選擇干擾面少不影響后續(xù)施工的板塊先行施工，將地面清掃干凈，按設(shè)計(jì)要求綁扎雙層鋼筋，安裝預(yù)埋管道，預(yù)埋件，定位安裝模板，以槽鋼、長(zhǎng)條角鋼作為混凝土澆筑基準(zhǔn)面，擬澆筑與未澆筑板塊之間需設(shè)有防止混凝土漏漿的措施。

⑵澆筑之前應(yīng)與混凝土攪拌站約定所需混凝土方量以及配送時(shí)間，澆筑當(dāng)日應(yīng)提前確定混凝土車(chē)的停靠位置并架設(shè)輸送混凝土的管道，為保證澆筑質(zhì)量，混凝土車(chē)輛應(yīng)連續(xù)不間斷供應(yīng)混凝土，攤鋪混凝土過(guò)程中需要使用激光找平儀隨時(shí)保證混凝土面層的平整度，攤鋪至指定高度后振搗均勻，使用小型激光整平機(jī)進(jìn)行找平、抹面，如圖1?所示。

⑶混凝土表面微凝，在初凝階段期間進(jìn)行金剛砂材料的第一次布撒，用量要求為5 kg/m2，根據(jù)混凝土塌落度的差異可適當(dāng)調(diào)整用量，布撒均勻后使用駕駛型圓盤(pán)抹光機(jī)進(jìn)行2～3 次的表面翻漿處理，保證金剛砂與表面混凝土充分融合，如圖1?所示，隨后使用手扶式抹光機(jī)進(jìn)行多次抹光?；炷K凝前進(jìn)行第二次金剛砂的布撒，操作步驟與前次一致。二次抹光結(jié)束后對(duì)所澆筑板塊進(jìn)行收邊處理，邊角處采取人工抹平。一板塊施工完畢后，應(yīng)依據(jù)排版圖進(jìn)行彈線，在6 h 內(nèi)施做切割縫，防止混凝土先行開(kāi)裂，切割縫間距控制在6 m 之內(nèi)，且柱體周邊1 m 范圍應(yīng)根據(jù)柱體輪廓切割環(huán)柱縫，避免柱腳邊形成應(yīng)力集中導(dǎo)致整塊板體破壞，割縫后及時(shí)使用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行填縫處理，減少砂石微粒貫入縫中。所有工序完成后7 d內(nèi)每日進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，在此期間注重成品保護(hù)，非必要減少上方人員行走，嚴(yán)禁大型靜載、動(dòng)載機(jī)械停放在已完成的作業(yè)面上。

圖1 抹面和提漿Fig.1 Plasering and Cement Paste Pumping

⑷7 d 養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后方可進(jìn)行地面研磨，為保證地坪平整度，同一板塊應(yīng)由固定操作人員進(jìn)行研磨，研磨過(guò)程應(yīng)保證勻速、有序、全面，研磨膠片規(guī)格為50、150、300、500、1 000、2 000 及3 000 共7 種，規(guī)格使用次序應(yīng)由小到大，每種規(guī)格的膠片研磨次數(shù)為至少2 次，可根據(jù)地面平整情況適當(dāng)增加某一規(guī)格的研磨次數(shù)。研磨過(guò)程中應(yīng)同步使用工業(yè)吸塵吸水機(jī)及時(shí)排漿，避免由于泥漿堆積過(guò)多影響表面平整度控制。在使用規(guī)格為300 的膠片研磨2 次后，即總研磨次數(shù)達(dá)到6次后，將地面的污染物、雜物及灰塵清理干凈后，按比例將固化劑兌水稀釋?zhuān)鶆蛲克⒃诘孛嫔?，讓其滲透吸收，待地面干燥后，使用相同步驟進(jìn)行二次固化。待固化劑再次干燥后，將地表殘余固化材料清理干凈后清洗地面，繼續(xù)使用其余規(guī)格研磨膠片進(jìn)行后續(xù)研磨工序。完成全部研磨工作后清理地面，地面干燥后均勻涂抹地面亮光劑，待亮光劑干燥后，研磨機(jī)更換抹光墊片進(jìn)行最后的抹光打磨，打磨完畢后進(jìn)行成品保護(hù)，施工步驟如圖2所示，最終成品地坪如圖3所示。

圖2 地面研磨施工步驟Fig.2 Ground Grinding Construction Steps

圖3 金剛砂地坪成品Fig.3 Finished Product of Emery Floor

3 質(zhì)量缺陷分析

在施工過(guò)程中，針對(duì)于不同板塊混凝土面板的澆筑條件差異，結(jié)合最終成品質(zhì)量進(jìn)行分析，明確缺陷成因，便于后續(xù)施工盡量避免質(zhì)量缺陷的形成。

⑴在保證及時(shí)切割縫的措施下，部分柱體地面之間仍然出現(xiàn)貫穿裂縫，如圖4?所示。

原因分析：該部位下方應(yīng)業(yè)主要求增加直徑為110 mm 的電纜預(yù)埋管，且該預(yù)埋管假設(shè)在下層鋼筋上方，混凝土總面板厚度約為200 mm，在此種情況下，預(yù)埋管上覆混凝土厚度不足，該部位較為薄弱，混凝土硬化后體積收縮形成裂縫。

⑵部分板塊表面形成起伏面，平整度不達(dá)標(biāo)。

原因分析：由于2車(chē)混凝土之間運(yùn)送時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，泵送的混凝土有較大的塌落度差異，或混凝土成品控制不到位，造成相鄰部位的混凝土有明顯差異，致使混凝土在后期強(qiáng)度形成過(guò)程中，水分蒸發(fā)量不一致導(dǎo)致表面干縮程度有區(qū)別，形成了平整度欠缺的地面。

⑶割縫后的板塊周邊形成微小裂縫，部分形成龜裂，如圖4?所示。

圖4 裂縫Fig.4 Crack

原因分析：①由于現(xiàn)場(chǎng)交叉作業(yè)，無(wú)法避免地在未滿足養(yǎng)護(hù)期的地面進(jìn)行部分材料的堆載以及小型機(jī)具的使用，在堆載以及動(dòng)載的作用下，極有可能使地面受力不均，擾動(dòng)混凝土，混凝土在未具有足夠強(qiáng)度的情況下無(wú)法承受較大的荷載，故而部分地面開(kāi)裂，形成裂縫；②廠房柱腳混凝土由于應(yīng)力集中，在混凝土強(qiáng)度初期形成拉應(yīng)力，同時(shí)混凝土硬化期間大量釋放水化熱，表面混凝土與混凝土內(nèi)部形成溫差，同樣會(huì)形成拉應(yīng)力，兩種因素共同加劇了該部位的混凝土拉應(yīng)力，因而形成裂縫；③地面養(yǎng)護(hù)期內(nèi)未能保證充分的灑水養(yǎng)護(hù)造成混凝土開(kāi)裂。

4 地面平整度的影響因素

綜上所述，結(jié)合廣州市黃埔區(qū)廠房施工情況，對(duì)金剛砂地坪施工過(guò)程中各個(gè)工序的平整度控制要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)：

⑴ 混凝土質(zhì)量是影響地坪平整度的最主要因素，混凝土成型后通過(guò)打磨工序改善平整度能起到的效果十分有限，且打磨工序人力、時(shí)長(zhǎng)消耗較大，不利于節(jié)約工程成本，因此混凝土澆筑期間是控制地坪平整度的最佳時(shí)機(jī)。目前商品混凝土十分成熟，出于成本及時(shí)間的考慮，多數(shù)工程均優(yōu)先使用廠拌混凝土，出品穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，然而由于各個(gè)混凝土攪拌站的生產(chǎn)工藝及設(shè)備新舊程度的差異，生產(chǎn)的混凝土塌落度略有差異，保證同批次混凝土塌落度在合理的區(qū)間范圍之內(nèi)，以及混凝土及時(shí)配送是地面平整度的關(guān)鍵控制因素。

⑵施工過(guò)程中的平整度控制：多處布點(diǎn)，反復(fù)核查，準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)混凝土澆筑高度，使用剛度較大的槽鋼、角鋼作為混凝土澆筑部位的控制線，輔以激光找平儀，在澆筑過(guò)程中隨澆隨糾，控制好混凝土澆筑面的高度、位置。

⑶在澆筑前期的板塊中，本工程使用了2種抹面方式：小型激光整平機(jī)抹面及人工找平抹面，在對(duì)2種方式進(jìn)行對(duì)比后得出，人工找平抹面更為準(zhǔn)確，適合本項(xiàng)目實(shí)際情況。小型激光整平機(jī)抹面適用范圍為150～200 mm 的混凝土面層澆筑，振動(dòng)板對(duì)混凝土振搗的同時(shí)進(jìn)行抹面，然而本工程實(shí)際澆筑混凝土厚度≥200 mm，下部混凝土受到的作用有限，整體抹面效果不佳。最后使用人工抹面，多處布點(diǎn)標(biāo)識(shí)澆筑高度，使用3 m、6 m 方板刮尺平板槽推，2 m 重型收邊刮尺進(jìn)行多次抹面，最終效果較為理想，后續(xù)板塊均采用人工抹面方式。

⑷金剛砂布料的均勻與否對(duì)于地面平整度控制同樣關(guān)鍵，整個(gè)布料過(guò)程應(yīng)多次、少量、均勻鋪灑，根據(jù)混凝土和易性可對(duì)金剛砂用量進(jìn)行少量增減，機(jī)械提漿過(guò)程中確保各個(gè)部位混凝土與金剛砂混合均勻，減少在同一部位的停留時(shí)間，以免形成地面凹陷。機(jī)械抹光不到位的部位進(jìn)行人工抹光，與機(jī)械抹光部位銜接平順。

⑸施工完畢后養(yǎng)護(hù)期內(nèi)保證及時(shí)、充分灑水養(yǎng)護(hù)，減少對(duì)地面的干擾，可有效減少裂縫的形成。研磨工序中，保證研磨速度穩(wěn)定，研磨次數(shù)到位，及時(shí)排漿。研磨過(guò)程中及結(jié)束后均需對(duì)地面進(jìn)行半成品及成品保護(hù)。

5 結(jié)論

⑴金剛砂地坪裂縫成因復(fù)雜，施工中無(wú)法完全避免，然而可采取相應(yīng)措施減少裂縫的形成，如全面、充分振搗，減少同一板塊混凝土差異性；接觸應(yīng)力集中部位多次振搗，及時(shí)進(jìn)行割縫處理，保證養(yǎng)護(hù)質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)時(shí)間；布置預(yù)埋件應(yīng)考慮放置部位，保證上覆混凝土厚度。

⑵施工材料管控與工序選擇均對(duì)金剛砂地坪的平整度控制有積極意義，包括混凝土成品質(zhì)量的控制，施工過(guò)程中澆筑部位的放線控制，根據(jù)澆筑厚度選擇適宜的施工方法以及金剛砂布料、抹面的質(zhì)量管控。

⑶材料及施工工序?yàn)橥ㄓ霉芸?，除此之外，金剛砂地坪施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理安排現(xiàn)場(chǎng)交叉施工作業(yè)的順序，最大化地減少對(duì)地坪施工的影響，減少或盡量避免在混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)期間對(duì)地坪的干擾，保證養(yǎng)護(hù)時(shí)長(zhǎng)與質(zhì)量，注重研磨期間的半成品及最終的成品保護(hù)。