大面積鋼纖維混凝土地坪施工技術

張振禮

（上海建工二建集團有限公司，上海 200080）

1 工程概況

上海滬工航天軍工基地一期項目，項目占地面積132366m2，總建筑面積89690m2。總廠房地坪面積約4.5萬m2。竣工前檢查表面觀感優良。工程投入使用后，暫未發現地坪裂縫。

2 工程重難點

鋼纖維混凝土的材料性能良好，抗壓強度、彎拉強度、抗拉強度、耐磨性能與普通混凝土相比，均有顯著提升。本項目地坪面積較大，大面積的地坪施工極易產生裂縫，后期維修費用高、難度大，如何對地坪施工過程進行把控，提高施工質量，降低裂縫發生的情況，成為一大難題。

3 施工工藝流程

3.1 施工準備

施工前對類似項目抽樣調查，對比其專項施工技術措施，與此同時對鋼纖維混凝土地坪施工質量進行了一個調查與對比。匯總和分析鋼纖維混凝土地坪產生各類質量問題的原因（常見問題情況見表1）。從而方便制定相應的防治預案，減小裂縫對于施工質量的影響。

表1 常見質量問題

3.2 針對常發質量問題的防治

3.2.1 為避免邊角等部位出現應力集中，優化相應細部構造

（1）利用4mm厚度的SBS卷材對墻、柱與鋼纖維地坪進行隔離，在地坪施工完成后切除高出部分。

（2）柱角、墻角以及設備基礎角須布置附加鋼筋，留設菱形縫，7d后澆注混凝土。

3.2.2 對廠家提供的原材料進行力學性能試驗，以確定最佳切縫時間以及分倉距離

（1）對現場鋼纖維混凝土地坪樣板進行力學性能測試實驗，通過測試得出的數據，對鋼纖維混凝土應力應變有了詳細的了解。

通過對現場試驗數據以及現場的溫度情況分析，發現當溫度處于15~25℃時，鋼纖維混凝土達到收縮極小值的時間為澆注后12h，12h后變為膨脹，膨脹峰值的出現在澆筑之后60h左右，此后混凝土保持收縮狀態。混凝土強度達到1.2N/mm2約24～36h，通過數據分析得出結論：澆筑混凝土后的36~48h之間，最多60h內，需要對混凝土進行割縫，如圖1、圖2所示。

圖1 現場應變測試

圖2 縱向測點變形

（2）有限元模擬。

通過有限元分析尋求最大切縫距離，由試驗數據可知當切縫距離9m時，板內收縮應變小于標準狀態下極限收縮324με，應力情況如圖3~圖5所示（具體數據見表2）。

表2 應力值

圖3 8m×8m應力

圖5 10m×10m應力

圖4 9m×9m應力

通過實驗數據選取最優方案：綜合考慮選取9m為分縫距離設置本工程采用6m分倉澆筑，故最大分隔縫可為6m×9m。

3.3 施工過程

3.3.1 基層平整、碾壓

現場基層分成多次平整、碾壓，充分壓實，使平整層與基層緊密結合，降低地基沉降概率。

3.3.2 混凝土質量控制

指派專人進駐商混站，定量稱重投放鋼纖維（如圖6所示），并及時做好投料記錄。混凝土進場，進行坍落度實驗（如圖7所示），并將試塊送去檢測公司進行商品混凝土配合比試塊試驗。

圖6 鋼纖維

圖7 坍落度實驗

3.3.3 鋼纖維混凝土澆筑

（1）檢查模板。按地坪施工圖分倉縫所示位置確定模板。首先按混凝土的鋪注厚度確定模板高度，再調整校正水平度，將水平偏差做到最小。

成品分倉縫，起到護邊及傳力的作用，對于地坪的耐久性有很重要的意義。

（2）柱子周圍有較嚴重的沉降落差，用傳統的方式處理柱邊會出現隱患，采用成品包柱，隔離澆注（如圖8所示），完成對柱子的加強處理。

圖8 節點加強

（3）設置隔離縫、基層鋪設PE膜。為防止設備基礎、外墻與新澆混凝土連接處混凝土發生開裂，在接縫處設置聚丙烯板進行隔離。

鋼纖維混凝土澆筑時，加強現場指揮協調，落實崗位責任制；加強細部構造；利用振動器對混凝土進行充分振搗（如圖9所示），確保地坪良好無裂縫。

圖9 混凝土振搗

（4）混凝土激光整平。采用激光整平機取代傳統的手動式整平混凝土，地面標高可達激光級精度，用激光來控制地面的水平度和平整度（如圖10所示），做到真正意義上的超平地坪。采用特殊的激光整平和機械撒布金剛砂耐磨骨料，經先進的抹光技術將混凝土加工成高FL值、高密度的地坪，并在表面自然形成3~4mm厚的高強耐磨層，且無須其他的化學類面層材料，達到環保要求。

圖10 混凝土激光整平

3.3.4 耐磨地坪施工

（1）整平后的混凝土去除鋼纖維露頭。

（2）去除浮漿、提漿——使用加裝圓盤的機械鏝（模板邊緣使用木鏝）均勻地去除混凝土表面浮漿層及泌水。

（3）撒布材料——耐磨硬化材料，分兩次均勻布撒耐磨材料，第一次撒布材料在提漿后，撒布總用量的2/3，使用大刮尺刮平操作，提高平整度。

（4）材料表面顏色變暗后，使用抹光機安裝圓盤搓平。墻邊柱腳處使用鋼抹手工處理，確保所有部位完全壓實。

（5）待耐磨材料硬化至一定階段，檢測平整度后，進行第二次材料撒布作業，用大刮尺找平，用雙盤的機械鏝作業。

（6）機械打磨——經檢測平整度后，待耐磨材料吸收一定水分后，選用雙盤收光機做與研磨機械鏝作業，作業應縱橫交錯進行。

（7）收光處理——收光機打磨作業中，根據混凝土的硬化情況，進行不少于三次收光作業。收光機的運轉速度和鐵板角度的變化使混凝土和耐磨硬化劑硬化情況得到調整。

（8）二次鋼纖維露頭去除，表面抹光處理及局部修補。

（9）硬化到一定程度，進行混凝土拋光，直到表面呈現均勻的滿意的光澤。

澆筑完成后嚴格按照計劃控制切縫時間以及分倉。減小應力集中情況，避免產生收縮裂縫，人工切縫如圖11所示。

圖11 人工切縫

3.3.5 混凝土養護

在打磨施工后，采用噴水濕潤養護，在混凝土表面覆蓋塑料薄膜，每半個小時濕潤養護一次，并且須確保混凝土表面沒有起砂、起皮的情況發生，全天候安排人員看護。

7d為覆蓋養護的最小周期，而后可以去除薄膜，持續進行濕潤養護，養護周期為7d，每天上午和下午分別進行一次，齡期復核要求后才可施加荷載。

3.3.6 成品保護

（1）成品保護目標：由于混凝土地面的特性，必須在施工完畢后加以保護，以免帶來難以挽救的質量損失。

（2）成品保護范圍：初凝及中凝期間的混凝土作業面。

（3）成品保護措施：①盡量避免交叉施工。以免在混凝土澆筑過程中，發生干擾及踩踏；②設立標牌標語，警示告示。使作業面得到良好的保護，最低48h地面不得上人；③在混凝土澆筑完畢后7d之內，不允許上車；④實行分包責任制，由專人負責專門的區域；⑤混凝土養護期間做好保護工作；⑥發生混凝土損傷及時匯報，及時補救；⑦在地坪澆筑完后5d內我司無條件看管及養護，監管禁止所有施工工作人員在該時間段內上地坪內施工，并在周圍做好地坪的圍護及警示標志。

3.3.7 密封固化劑施工

混凝土養護14d后，使用密封固化劑。鋼纖維混凝土中會存在游離狀態的鈣離子，混凝土密封固化劑可以與之發生化學反應，在三維空間形成一個網絡結構，可以有效封閉混凝土結構，提高機構密實程度，避免由于混凝土表面存在孔隙，而導致灰塵析出。使混凝土地面沒有灰塵，緊致密實，強度高，耐磨性能好，如同打磨過的大理石一般，煥發光彩。

混凝土密封固化劑將會滲入混凝土表面，與其間游離氫氧化鈣（Ca2+、OH-）發生化學反應，密實并硬化混凝土表面，掐斷液態水通道，減少起泡分層等危害的發生，阻止灰塵的產生并抵御油污的侵蝕。

3.3.8 效果檢查

地坪工程結束后，對地坪進行檢查，整體觀感質量較高，如圖12所示，工程質量得到了各界的一致認可。

圖12 地坪觀感質量

4 結語

雖然鋼纖維混凝土地坪各項性能指標優越，但是大面積鋼纖維混凝土施工要從原材料到施工工藝每一步都精準把控，結合項目實際情況，通過實驗與計算分析，選取最佳分倉方案，落實好每一步，使施工質量得以保障。