大面積混凝土耐磨地面施工關鍵技術研究與應用

何通黎 （甘肅第六建設集團股份有限公司，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合而成的一種新的復合材料。由于其具有高強、低延伸率等特點，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結構，降低外部凝結水的損失，從而大大降低了混凝土的塑性開裂和干燥開裂。耐磨路面是由高強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度[1]。其特點為：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，適合在新鋪設的水泥地板上使用，隨著混凝土的澆筑而形成，能夠經受住高強度的連續摩擦[2]；②技術簡便、易操作，不需要進行攪拌，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，縮短建設周期；③裝飾性強，色彩豐富，既能起到美化作用，又能為地面功能進行科學分區。

1 工程概況

某區域工機公司搬遷技改工程，包括六棟廠房及其配套設施。這六棟廠房都是由鋼建造的單層建筑，計劃其地面均采用混凝土。

工廠的設備對工作場所的地板有較高的要求，需要一個穩固的地面來保證其安全運行和工作人員的安全。因此，工廠選擇了占地面積35661m2、建筑面積為33101.3m2的地點作為工廠基地。在這個基地上，有不同的部門和廠房用于不同的工作。裝配與調試廠房占地總面積為24708m2，建筑總面積為25023m2，負責將制造好的零部件和設備組裝在一起，并對其進行調試和測試。橡膠設備部門占地總面積為24708m2，建筑面積為25112m2，主要負責生產和維修橡膠設備，如橡膠皮帶輸送機、橡膠振動篩等。閥分部占地面積為10950.3m2，廠房建筑面積為11146.3m2，專門負責制造和維修工業管道閥門，以確保管道系統的正常運行。包裝部門占地面積為3175m2，廠房面積也為3175m2，負責對工廠生產的產品進行包裝，并確保產品完好無損地運送到客戶手中。綜合廠房占地面積為12255m2，建筑面積為12876.6m2，這個廠房為工廠的各個部門提供綜合服務和支持。

工廠注重設備和地板的質量，以確保工作場所的安全和生產效率。所以除附屬設施之外，整個車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m2，包括化學機器的金屬零件部的耐磨地板，占地面積為3.2萬m2。

項目擬選用的是一種抗壓強度不低于95MPa、彎曲強度不低于13.5MPa、磨損率不低于350%、表面強度壓入深度≤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)，長度60mm，直徑0.75mm，縱橫比80，兩端采用水膠粘結，抗拉強度達1100MPa以上。

2 施工難點

在工程項目中，地質條件是其中一個影響施工的重要因素。該項目原為耕地，施工時成為荒地，處理地基的過程較為困難，尤其是地面會受到灌木根莖的影響。

（1）地質復雜性對工程的影響。華北平原的地質條件十分復雜，原本是耕地的地區在施工過程中成了荒地，這種轉變給地基處理帶來了極大的困難。具體來說，工程現場局部分布有灌溉溝渠和一些灌木的根莖。因此，地質復雜性成為本工程中需要重點關注的問題之一。

（2）地面平整度的要求。對于本工程項目而言，超高叉車行走對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對施工過程產生不利影響，甚至會危及叉車的穩定性和運行安全。

3 施工技術

3.1 準備材料

（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；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。砂選擇細度模數2.4～2.7、泥率1%的中粗砂。

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

（4）混凝土坍落度。采用人工模板澆筑時，其坍落度應為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（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其表面進行密封。

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 施工過程控制要點

應當指出，在保證地面平整度的前提下，防止地面出現裂縫是大面積使用鋼纖維混凝土施工的關鍵環節，因此，在每一個施工階段都必須對施工質量進行嚴格控制。根據工程的具體情況，采用科學的施工工藝，對每個施工過程進行驗收，驗收合格后才能進行下一步施工。

3.3.1 地基基礎與墊層施工

（1）地基及素土壓實：根據現場調查，某廠房回填區原填土層為19.3m，其中以中風化礫石為主，最大粒度為1.3m，并有地下水活動。考慮到該項目的地質情況，該工程填方區為一年左右的素填土，由于其自身沉降尚未完成，在開挖過程中，由于開挖面存在寬度為20m～50mm 的裂縫，需要對其進行地基補強，不同厚度的回填土厚度存在較大的差別[3]。現場北面排水溝的廢水直排至場地低洼地帶，造成包裝公司、化工機械金屬配件部、閥門公司等工地填方區局部地區產生了積水，由于現場水流的影響，回填土因自重沉降加劇而出現不平整現象。

通過地質勘查，了解到石化設備五金零組件分部及閥門公司所處的土層均為疏松土層，以保證基礎質量。填方區采用強夯加強厚壁區，保證有較好的硬化層；經過測試，地基的強度及承載力均能達到設計要求。在對基坑進行強夯加固之前，先在基坑的北面開挖一條溝渠，將基坑周圍的地下水全部堵死，并在雨季將基坑中的積水及時排出，保證基坑的含水量。填方區的樁基，主要是以鉆孔灌注樁和部分人工挖孔樁為主，以保證地基的穩定和安全。一類樁占91%，承臺完成后，進行基礎夯實，基礎壓實度為0.94。

（2）500mm厚砂墊層的施工：清除基礎、找平后，開始鋪裝墊層，選用等級較好、最大粒徑不超過墊層厚度2/3的碎石。碎石墊層的鋪筑量是壓實度的1.2倍。用8T 的壓路機以25m/min～30m/min 的車速進行多次碾壓，車輪的接縫相互重疊400m～500mm，并進行至少3次的碾壓[4]。粉碎后采用環形刀具采樣，對其進行干燥試驗，以達到設計指標，干密度達到1.55g/cm3～1.60g/cm3。

（3）200mm厚的連續砂礫墊：選用20mm～60mm、質地堅硬、粒度不得大于墊層總厚度2/3的砂礫料。鋪設的碎石墊層應以壓實度的1.3～1.4倍為宜。采用雙層壓實方法，一次壓實100mm，在壓實之前要進行適量澆水以保持表層的濕度。用8T 的壓路機以25m/min～30m/min 的車速進行多次的碾壓，車輪的接縫相互重疊400m～500mm，并進行至少3 次的碾壓后實施壓實試驗。基礎及墊層結構見圖2。

圖2 本工程廠房所處地區地基與墊層構造

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）高程控制點的布設和模板的搭設：在廠房縱、橫兩個方向上，每6m 設一根水平控制樁，廠房縱向間距為24m，在施工期間，倉壁采用4m 寬的鋼模板澆筑，22號槽鋼作為側模。在模板內外間隔0.8m的位置，用電鉆進行鉆孔。錨固直徑18mm的鋼筋，并在側模的內側、外側各用木楔及鋼筋進行加固。模板搭設時，為了使鋼模頂端與地上的高度相同，利用水準儀放樣，并利用楔形塊加以糾正。模板應豎直、穩固，兩個槽道接頭采用水準尺進行高程測定，并嚴密地控制槽頂高程；混凝土采用C30 細粒混凝土，防止混凝土在灌注時發生漏水，對混凝土的強度產生不利的影響。為了便于模具移動，鋼框內側必須刷一層模具潤滑油[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%。在混合過程中，纖維在水泥砂漿中的分散效果至關重要。拌合按（砂+水泥）攪拌0.5min+（粗砂+纖維）攪拌2min+水攪拌均勻，確保混凝土的強度、可凝性、持水性均符合工程要求。

高職院校在校期間，缺乏良好的共享實踐平臺，很少有高職院校能為不同專業學生搭建實踐平臺，這也導致有些有創業想法或者創新的點子難以通過信息交流或者實踐平臺進行實踐探索。調查顯示，55.3%的學生表示校內有類似創業街這樣的創新創業實踐平臺，但同時也反映創業街的受益面窄，有的學校只有10多個店鋪，最多的學校有40、50間，但面對眾多的學生，受眾面太小。對于創業園及校外實訓基地建設情況，37.8%的同學表示不清楚，42.6%的學生回答沒有。對于是否聽說過公益型創業平臺，絕大多數學生反映沒有聽說過。

（3）鋼筋混凝土的澆筑：混凝土在澆筑前，應先將基礎澆透，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地分布。各料斗應連續澆筑，角落處用插入式振動器振搗，其余部位則用平臺式震擊器振搗。為了保證混凝土流動性，在振搗時要比普通混凝土振搗時間多出1.5 倍的時間。振搗時間控制在混凝土不再下沉、無氣泡、無水泥飛濺的情況下，攪拌時間不宜過長。

（4）先用振動梁振搗，然后用6m 的鋼滾軸連續滾壓，保證平整的表層不露出鋼筋。在此基礎上，結合手工找平，用手動挖土機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，在混凝土表面留3mm～5mm 痕跡，即可進行一次抗砂封層。第一層采用SH-2型專用抗磨損骨料，按照2/3的比例噴灑在混凝土上，再進行整平。在耐磨材料吸收了足夠的水分以后，再用打磨機對其進行均勻化，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、色澤發黑后，用鋁制長桿將其整平，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 均勻灑下。鋪設的方向與上一次鋪設的材料是垂直的。當耐磨骨料經第二遍濕潤后，再用一根鋁棒打磨平整。在耐磨骨料凝固或凝固前，應適時用拋磨機將其壓實兩遍。在涂布機上，縱向和橫向要錯開，以保證物料不會堆積在一起。在磨細集料表面料接近凝固時，用鋼皮鏝刀進行最后的收光，對于機器無法完成的角落，鏝刀方向應為直線。地面表面平整要最大誤差要控制在3mm以內，以防止出現開裂、脫皮、起砂等現象。

3.3.4 鋼纖維混凝土養護

在鋪筑耐磨層24h以內，向道路表面均勻地噴射特殊養護劑（0.2L/m2），之后，為了防止混凝土自身水分的蒸發，覆蓋一道塑料薄膜，養護時間至少14d，28d 后才能使用。

4 結語

綜上所述，對于本工程中廣泛應用的鋼纖維混凝土耐磨地坪，從施工工藝、施工質量和養護等方面入手，采取行之有效的工藝措施。經過精心組織、精心施工，保證了道路的平坦，避免路面的裂縫，工藝、質量等方面的控制都達到了設計及規范的要求，從而實現對水泥砂漿的強度及耐磨性的需求。目前，該項目已投入運營，路面基本平坦，無空鼓、開裂、磨耗及沉陷現象，取得了良好的預期效果。