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代項目總工程師

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在大規(guī)模建筑物中的使用較為廣泛，技術相對較為成熟，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，具有高化學穩(wěn)定性和高耐磨性的特點，與混凝土相結合能夠使得地面具有質(zhì)地堅實、耐磨性佳、耐沖性好的優(yōu)點[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械靜載或動載，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

廣東瑞慶時代鋰離子電池生產(chǎn)項目一期位于肇慶高新區(qū)，由寧德時代全資投資，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

2.1 平整度要求較高

建筑地面的施工中，金剛砂和結構樓板一起施工，地坪平整度根據(jù)建筑裝飾地坪的要求來控制，整個成型地坪的平整度要求較高[2]。因此，整個工程的重點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 后期維護難度較大

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

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主要是利用激光整平機控制地面標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)專用抹光機加工，即可在基礎混凝土上形成一層極致密、高強度、抗沖擊的耐磨面層。經(jīng)過不斷的創(chuàng)新整合，總結出7 條關鍵施工工藝。

3.1 對混凝土原材料的有效控制

混凝土的標號：混凝土標號大于等于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：嚴禁使用細砂、海砂，河砂細度模數(shù)2.4 ～2.7，含泥量小于等于2%；骨料規(guī)格：嚴禁使用石粉，石子采用卵石或花崗巖碎石，石頭級配要好，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（出泵時坍落度）；初凝時間：混凝土初凝時間4 ～5 h；終凝時間：混凝土終凝時間小于等于18 h。

3.2 混凝土激光整平技術

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

整平機具備自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)會自動對整平頭上的激光接收器所接收到的激光信號進行實時的標高調(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出現(xiàn)累積的誤差[3]。建筑地面高出部分的混凝土會被激光整平機用刮板刮掉并且完成初步對建筑地面的刮平，從而使得建筑地面的標高能夠達到建筑設計的要求。

隨后進行的振搗工作是利用液壓驅(qū)動振動馬達產(chǎn)生震動，從而使得整個振動板都震動起來，然后對混凝土進行振搗。而對于激光整平機而言，在找平的過程中不需要拉控制線，無須用支側(cè)模板來對地面標高進行控制，該地面的標高采用激光整平機的激光測控系統(tǒng)進行實時掌控，最主要的是確保激光發(fā)射器不會受到任何的干擾，無論激光整平機怎么移動，都不會對鋪筑后的地面整體標高產(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，主要是因為在地面混凝土尚未完全凝固、性能還未穩(wěn)定的5 ～10 d 內(nèi)，應力會很容易被釋放[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行建筑地面的施工，施工模式其實可以看作是跳棋，隔一段澆筑一段，并且還需要注意每個倉的面積不能大于40 m×40 m，兩個相鄰澆筑段彼此的間隔時間不能低于7 d。

對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。對于使用跳倉法的分倉縫位置，如圖1 所示，這個位置應該使用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行固定。在具體的建筑地面施工過程中，如果對邊模標高進行復核時出現(xiàn)問題，則可以通過調(diào)節(jié)螺母來對整個邊模的平整度和高度進行調(diào)節(jié)。

圖1 分倉縫位置的固定

針對施工過程中出現(xiàn)的結構變形縫，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模板進行拆除，極大地提高了整個工程的施工效率，并且能夠節(jié)約施工成本以及人工成本。鎧甲縫還對混凝土的棱角起到一定的保護作用。混凝土的棱角主要是為了保護扁鋼，保護混凝土的地坪伸縮縫以及相對較為脆弱的混凝土邊，能夠使所保護的扁鋼具有很高的耐久性，一定程度上降低了后期的維護成本。

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，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)護后會進行收縮，收縮的過程中會使所固定的棱角保護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隨著不同的溫度進行變化和自由伸縮，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

在建筑地面的金剛砂地坪施工工藝中，對于金剛砂骨料的撒布環(huán)節(jié)，需要對撒布的時間進行控制。如果時間太早的話，撒布顆粒會慢慢地沉入混凝土里面，這會導致撒布的金剛砂骨料顆粒失去性能；如果時間太晚的話，澆筑的混凝土已經(jīng)開始凝固，這時候撒布的顆粒與混凝土之間不能很好黏結，會出現(xiàn)剝落的現(xiàn)象。因此，最佳的撒布時間是當腳踩在混凝土的表面時，混凝土的表面會下沉5 mm 左右，這時進行撒布可以確保混凝土的強度和黏結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，用量要為總用量的2/3，一定要注意所撒的金剛砂骨料應均勻下落，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。當建筑地面的耐磨材料吸收水分后，需要利用磨光機進行碾磨分散，然后和基層的混凝土漿結合到一塊。第二次撒布時，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行調(diào)整，第二次撒布后要對不平衡的地方立即進行抹平磨光，至少要重復磨光機工作兩次以上。最后一次撒布主要是查缺補漏，對一些凹凸不平的地方進行補料整平。具體可以分為以下兩個步驟。

（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，再用磨光機作業(yè)至少3 次。

（2）第二次撒布時，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，為防止抹光機打磨損壞，邊角處應采用木抹子處理，磨光機作業(yè)時應縱橫方向交錯進行，重復抹光作業(yè)兩次，均勻有序。面層材料硬化至指壓稍有下陷時，磨光機的轉(zhuǎn)速及角度應視硬化程度而調(diào)整，抹光作業(yè)時應縱橫交錯3 次以上。

3.5 打磨收光工藝

（1）打磨提漿。在混凝土初凝時，采用手扶式抺光機進行第一次提漿作業(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)機械鏝的重量選擇搓平工作進入的時間。采用磨光機抹盤與十字型葉片交叉打磨的方式對地面進行第二次提漿搓平施工，將駕駛式機械鏝作為找平工具來使用，要將混凝土反復地進行搓平壓實處理，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，采用磨光機抹盤與十字型葉片交叉打磨的方式對地面進行提漿收光施工。此工藝必須將駕駛式機械鏝作為第二次找平工具來使用，將混凝土反復地進行收光壓實處理，確保金剛砂地坪后期光澤度和細膩度。

3.6 裂縫控制技術

3.6.1 施工工藝分隔縫的控制技術

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，為防止切到結構鋼筋，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，設備基礎及洞口等距邊沿250 mm切縫，縫寬5 mm。

3.6.2 隔離縫的控制技術

在柱周和墻邊通過包裹擠塑板設置隔離縫，可以為混凝土初凝階段提供應力釋放，終凝后減小與結構連接距離，防止結構開裂，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

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

3.7 施工工藝中的成品保護管理

對于成品保護的管理技術主要是根據(jù)時間來進行不同的步驟。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、進行各項施工，只允許養(yǎng)護和切割縫的工作人員對切割縫時遺漏的泥漿進行及時清理，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，要做好對成品的保護工作。對成品的保護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行鋪墊，避免與成品面的直接接觸[5]。第三，養(yǎng)護7 d 后，才能搭設上一層的結構支模架，搭設的結構模板一直要等到固化劑施工的時候才可以將其拆除。第四，養(yǎng)護28 d 后，依然不允許帶有尖角的物體對地面進行接觸或者發(fā)生撞擊，避免出現(xiàn)劃傷。在后期的涂料粉刷步驟，需要對下方地坪鋪設薄膜，避免涂料掉落地面發(fā)生污染，粉刷結束后要及時清理現(xiàn)場。固化劑施工和打磨拋光的時間要等到機電施工完成以后進行。

4 結語

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，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出現(xiàn)起砂較多、裂縫等各種質(zhì)量問題。通過對混凝土原材料的控制、激光整平技術、跳倉法技術、撒布施工技術、打磨收光、控制裂縫的施工技術以及成品的保護管理技術等措施，極大地提高建筑地面耐磨地坪的施工質(zhì)量。