大面積金剛砂混凝土耐磨地面防開裂施工技術(shù)分析

劉大鵬 陳 劍 賀 卜 程 庚 曹鵬飛

金剛砂混凝土耐磨地面以其卓越的耐磨性、出色的耐久性、高度的可靠性和便捷的維護(hù)性，在商業(yè)和辦公建筑項目中得到了廣泛應(yīng)用。其耐磨地面施工技術(shù)、施工方法均會對最終的施工質(zhì)量產(chǎn)生重要影響[1]。

陜西省榆林市中醫(yī)醫(yī)院遷建項目，地下建筑面積49761 m2。本文以該工程為例，進(jìn)行大面積金剛砂混凝土耐磨地面防開裂施工技術(shù)分析，為后續(xù)類似工程提供寶貴經(jīng)驗。

1 施工工藝原理及流程

1.1 工藝原理

在地坪施工時，將鋼筋網(wǎng)片優(yōu)化為樹脂纖維，找平層施工時進(jìn)行分隔縫深化，同時墻柱邊與原結(jié)構(gòu)交接位置，澆筑前放置10 mm 厚分割條，在找平層等初凝時進(jìn)入金剛砂耐磨層施工。耐磨層施工時分2 次進(jìn)行撒布金剛砂，并隨著凝固時間進(jìn)行壓平、壓光，壓光后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)，待莫氏硬度達(dá)到4 級后使用切縫機進(jìn)行切縫。

1.2 工藝流程

工藝流程具體為：圖紙深化設(shè)計—對原結(jié)構(gòu)板表面浮灰層銑刨—清掃—沖洗（不留明水坑）—噴灑（批刮黏結(jié)層）—設(shè)置要澆筑區(qū)域側(cè)?！谱骰绎灐移綄樱▌傂詫樱┗炷翝仓ɑ炷恋綀龊髶饺霕渲w維）—等混凝土初凝，單頭磨光機挫毛提漿—用3 m 專用刮杠十字交叉反復(fù)拉平—撒金剛砂（第1 次撒播2/3）—機械鏝搓平—撒金剛砂（第二次撒播1/3）—機械鏝搓平—機械鏝光機收光—掌控好切縫時間（莫氏硬度4 H）—灑水養(yǎng)護(hù)5 ～7 d（用養(yǎng)護(hù)劑壓完光后2 ～3 h 即可噴灑養(yǎng)護(hù)）。

2 工藝特點

與傳統(tǒng)方法相比，大面積金剛砂混凝土耐磨地面防開裂施工方法具有以下特點。

1）成型質(zhì)量好。由采用的樹脂纖維參數(shù)可知，抗拉強度＞350 MPa。圖1 和圖2 展示了基準(zhǔn)普通硅酸鹽水泥混凝土（C0）、玻璃纖維混凝土(C1)、聚酯纖維混凝土(C2)的抗壓強度和劈拉強度隨養(yǎng)護(hù)齡期的變化規(guī)律。在齡期為90 d 時，聚酯纖維混凝土（C2）試樣的抗壓強度為57.9 MPa，比同齡期混凝土C0 提高了32.5%，其劈拉強度為5.65 MPa，比同齡期試樣C0 提高了40.9%?？梢姡埘ダw維混凝土的抗壓強度和劈拉強度較基準(zhǔn)混凝土都有較大程度的提高[2]。經(jīng)過研究和測試，摻入樹脂纖維可顯著提高混凝土的抗拉強度、極限延伸率和抗裂性能，避免鋼筋網(wǎng)片裂縫和抗裂纖維面層生銹，保證成型質(zhì)量。同時，還可以增強抗磨損能力，提高地坪耐久性，并具有微觀補強作用，提高抗沖擊性?？傊?，摻入樹脂纖維可全面優(yōu)化混凝土性能，為工程提供可靠的材料支持。

圖1 抗壓強度隨養(yǎng)護(hù)齡期的變化（來源：網(wǎng)絡(luò)）

圖2 劈裂強度隨養(yǎng)護(hù)齡期的變化（來源：網(wǎng)絡(luò)）

2）顯著提高工效。采用半機械化的方法，取代全人工作業(yè)的金剛砂地坪施工，節(jié)約了人工。另外，將鋼筋優(yōu)化為樹脂纖維，在混凝土攪拌過程中摻入，減少了鋼筋下料、綁扎等工序，進(jìn)一步縮短了關(guān)鍵線路工期。

3）降低施工成本。減少了傳統(tǒng)鋼筋下料、綁扎等工序，工藝簡單，操作方便，經(jīng)濟效益良好。

4）踐行綠色施工。取消傳統(tǒng)的鋼筋抗裂網(wǎng)片，節(jié)省鋼材等。同時，樹脂纖維為回收再利用材料，最大限度上做到了節(jié)材環(huán)保，符合綠色施工的要求。

3 施工要點

3.1 圖紙深化設(shè)計

圖紙深化設(shè)計的要點具體包括：第1，分隔縫深化。切割縫間不應(yīng)大于6 m×6 m（一般根據(jù)柱間距離確定）；立柱、墻體周邊須同步設(shè)計伸縮縫（距結(jié)構(gòu)300 mm）。第2，細(xì)節(jié)。墻柱邊與原結(jié)構(gòu)交接位置，澆筑前放置10 mm 厚分割條。第3，重點部位。排水溝兩側(cè)預(yù)埋∠40 mm×4 mm 或者∠50 mm×5 mm的熱鍍鋅角鋼，同時，角鋼背面每隔500 mm 焊接的直徑為10 ～12 mm 的拉結(jié)筋。

3.2 原結(jié)構(gòu)面處理

采用專用銑刨機對原結(jié)構(gòu)清洗銑刨鑿毛，使用超高壓沖洗設(shè)備，銑刨直至露出基層混凝土粗骨料，以增強新老混凝土黏結(jié)，清渣后用水將地面沖洗干凈（無渾水）。

3.3 刷水泥漿（焊接劑）

經(jīng)過清理的基面應(yīng)被充分濕潤，但不應(yīng)出現(xiàn)積水。在此基面上均勻涂刷一層素水泥漿。1 h 內(nèi)必須完成面層混凝土的澆筑工作。同時，在澆筑混凝土前，素水泥漿不得干燥。

3.4 找平層（剛性層）混凝土澆筑

進(jìn)行隱蔽驗收，確保結(jié)構(gòu)面滿足施工條件?；鏉駶櫟荒苡忻魉?，凹坑處明水應(yīng)用吸水性材料吸干?；炷凉捃嚨綀龊?，按每立方米混凝土摻入3 kg 的比例摻入樹脂纖維，待罐車全速攪拌數(shù)分鐘后方可進(jìn)行放料，以確保樹脂纖維充分?jǐn)嚢杈鶆颉Ｕ移綄樱▌傂詫樱仓炷習(xí)r，采用激光混凝土攤鋪機與人工配合找平振搗一次完成，嚴(yán)禁使用砂漿修補。水平方向的施工冷縫應(yīng)留設(shè)在伸縮縫位置。

3.5 金剛砂面層施工

找平層提漿拉毛，對已澆筑好的找平層，待初凝時進(jìn)入金剛砂耐磨層施工，用單頭磨光機提漿拉毛，混凝土找平層表面的浮漿用橡膠刮板及時刮走，避免金剛砂和混凝土層出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

撒金剛砂，第1 次布料2/3，待混凝土里的水分完全濕潤金剛砂后，用單頭磨光機打毛，用刮杠十字交叉拉刮（確保平整度）。第2 次布料1/3，撒完后用單頭磨光機挫毛，用刮杠反復(fù)拉平。隨著時間的推移，再用雙頭帶磨盤和抹刀反復(fù)壓平，壓密實，直到出光即可。

養(yǎng)護(hù)，壓光耐磨地面完成后，需立即進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)（或使用專用養(yǎng)護(hù)劑）。養(yǎng)護(hù)期應(yīng)持續(xù)7 ～14 d，確保地面達(dá)到最佳耐磨性能。在此期間，應(yīng)確保地面充分濕潤，避免干燥過快導(dǎo)致開裂。養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后，地面可正常使用。

切縫，金剛砂地坪完工后莫氏硬度達(dá)到4H 應(yīng)做切割縫，避免出現(xiàn)不規(guī)則貫通性裂縫。切縫前先清潔地面，切縫間不大于6 m×6 m（一般根據(jù)柱間距離確定）；立柱、墻體周邊須同步設(shè)計伸縮縫（距結(jié)構(gòu)300 mm）；使用切縫機進(jìn)行切縫，切割深度為找平層厚度的2/5。注意不能切透，否則會出現(xiàn)翹邊現(xiàn)象，具體切縫布局（圖3）。

圖3 地坪切縫示意圖（來源：作者自繪）

4 施工質(zhì)量控制與修補研究

4.1 施工質(zhì)量控制

施工中的裂縫控制，裂縫控制是金剛砂混凝土耐磨地面施工質(zhì)量控制的核心。通過優(yōu)化混合料配比，減少水灰比，降低水泥水化熱并摻入摻合料，實現(xiàn)質(zhì)量控制。澆注材料必須符合設(shè)計規(guī)范。基層澆筑應(yīng)分層進(jìn)行，每層振實應(yīng)達(dá)到工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，避免基面沉降引起的裂縫?；炷翝仓r，下層采用跳倉法分階段澆筑。在混凝土初凝前使用鋼滾筒碾壓數(shù)遍，再對混凝土地面進(jìn)行平整，防止表面龜裂。在澆筑混凝土墊層前，要對基層進(jìn)行認(rèn)真處理，嚴(yán)控金剛砂的覆蓋時間，保證金剛砂和混凝土墊層結(jié)合緊密，不然會導(dǎo)致面層空鼓，投入使用時空鼓會產(chǎn)生裂縫，影響金剛砂混凝土耐磨地面質(zhì)量。金剛砂混凝土地坪澆筑后，按施工要求及時維修、檢測并割縫，避免產(chǎn)生冷縫[3]。

平整度及光潔度控制，抹光面要根據(jù)施工計劃實施，減少地面平整度出現(xiàn)的誤差。為確保底層砂墊層的密實度，防止其對地面平整度造成不良影響，需對砂墊層進(jìn)行充分的振實處理。此外，金剛砂的覆蓋時間需嚴(yán)格控制，避免不當(dāng)操作對地面造成踐踏和污染，保障地面的平整度。對于地面可能出現(xiàn)的起皮、起砂、麻面等問題，原因在于地面處理過程中的不足，如未進(jìn)行充分的搓毛、磨光處理，及養(yǎng)護(hù)措施未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，或硬化劑材料的覆蓋時間不準(zhǔn)確[4]。

4.2 地坪常見質(zhì)量通病的預(yù)防措施

4.2.1 觀感問題

產(chǎn)生原因：第1，未有效控制混凝土含泥漿量，導(dǎo)致產(chǎn)生串色、鬼臉紋；第2，材料選購問題，不能隨意更換生產(chǎn)廠家和批次；第3，分次撒料，用料不足，厚薄不一。預(yù)防措施：第1，在選擇金剛砂時，應(yīng)選擇產(chǎn)品質(zhì)量可靠、信譽好的生產(chǎn)廠家，材料購買盡可能同一批次采購；第2，樣板施工時，注意商品混凝土配合比及骨料含泥量是否滿足要求，不滿足應(yīng)與商混站溝通；第3，撒料應(yīng)按照交底要求分次進(jìn)行，用量不低于5 kg/m2，撒料均勻；第4，嚴(yán)禁采用塑料薄膜養(yǎng)護(hù)，建議分次灑水養(yǎng)護(hù)法，每2～3 h進(jìn)行一次。

4.2.2 地面平整度超差

產(chǎn)生原因：第1，模板支設(shè)超差；第2，耐磨料撒播不均勻。預(yù)防措施：第1，嚴(yán)格校準(zhǔn)標(biāo)高線，每2 m 左右設(shè)鋼釬，鋼釬標(biāo)高同縱縫模板上標(biāo)高，水平儀校核。第2，金剛砂材料應(yīng)分2 次進(jìn)行，一次撒2/3，二次撒1/3，2次拋撒方向垂直；繼續(xù)使用抹光機帶磨盤打磨使金剛砂材料與混凝土均勻糅合，直至表漿呈黏稠狀態(tài)，然后去掉磨盤直接用刀片進(jìn)行壓光；邊角、機器死角要提早進(jìn)行人工處理，避免混凝土硬結(jié)后難以處理。

4.2.3 地面裂縫

產(chǎn)生原因：第1，由于切割縫時間沒掌控好，錯過了混凝土凝固收縮時期，從而出現(xiàn)不規(guī)則貫通性裂紋。第2，分格縫間距過大，導(dǎo)致混凝土溫度變形、干縮變形等非荷載變形裂紋產(chǎn)生。第3，混凝土中泥漿和粉料的含量過多，可能導(dǎo)致混凝土在硬化過程中出現(xiàn)貫通性裂紋。第4，找平層厚度不足。

預(yù)防措施：第1，在混凝土施工過程中，必須嚴(yán)格控制切縫時間，切縫時間過早或過晚都可能導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)不規(guī)則貫通性裂紋，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的完整性和使用壽命。因此，施工人員應(yīng)依據(jù)混凝土的凝固收縮情況，科學(xué)合理地選擇切縫時機，確保在混凝土達(dá)到最佳切縫狀態(tài)時進(jìn)行精確切縫。第2，必須科學(xué)設(shè)定分格縫間距。分格縫間距的大小直接關(guān)系到混凝土的形變和裂紋生成。因此，在施工過程中，必須依據(jù)混凝土的特定屬性和工程的具體需求，審慎確定分格縫間距，最大限度地減少裂紋的產(chǎn)生，確保工程質(zhì)量。第3，為確?；炷猎谑┕み^程中達(dá)到最佳狀態(tài)，需對混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)化。此過程涉及減少泥漿與粉料的含量，從而實現(xiàn)對混凝土性能的提升。第4，適當(dāng)增加找平層厚度。在滿足工程要求的前提下，適當(dāng)增加找平層的厚度，可提高混凝土的抗裂性能，減少貫通裂紋的產(chǎn)生。

4.2.4 地面起砂、起皮或麻面

產(chǎn)生原因：第1，搓毛、磨光工藝粗糙；第2，養(yǎng)護(hù)不到位、養(yǎng)護(hù)時間不夠；第3，耐磨骨料撒布時間控制不好。預(yù)防措施：第1，用磨光機充分磨平、壓實、搓毛不少于3 遍，用地坪磨光機對地面充分磨光、找平不少于3 遍。第2，養(yǎng)護(hù)時間不少于14 d。第3，為確保耐磨料的有效性和與混凝土的穩(wěn)定黏結(jié)，必須嚴(yán)格控制耐磨料的撒布時間，避免過早撒布導(dǎo)致的耐磨料失效問題，同時嚴(yán)防撒布過晚引發(fā)的混凝土黏結(jié)力減弱風(fēng)險。在撒布過程中，務(wù)必確保耐磨料均勻分布，實現(xiàn)全面覆蓋。

4.3 補救措施

局部破損處理，確保破損區(qū)域被徹底清潔，以去除所有雜質(zhì)。隨后，充分浸水潤濕該區(qū)域。將丁苯乳膠與水混合，并與篩除骨料的硬化劑材料攪拌均勻，制成膠泥膩子。使用此膩子對破損處進(jìn)行仔細(xì)修補，確保表面平整。用丁苯乳膠加水乳液對修補后的區(qū)域進(jìn)行均勻涂刷。

金剛砂混凝土地坪裂縫補救措施，具體為：第1，表面有防滲、抗沖、耐磨要求部位的裂縫，應(yīng)進(jìn)行表面處理。第2，裂縫若影響結(jié)構(gòu)整體強度、防滲性能，或者導(dǎo)致鋼筋銹蝕，需要進(jìn)行灌漿處理。第3，為確保建筑物安全運行，對于出現(xiàn)的裂縫問題，除了采用灌漿處理方法外，還可以采取噴射混凝土補強加固和粘貼鋼板加固等措施。第4，對溫度反應(yīng)敏感的裂縫問題，建議在低溫季節(jié)的后期，當(dāng)裂縫開度達(dá)到較大程度時，采取混凝土置換法進(jìn)行處理。第5，針對活動性裂縫的處理，推薦使用具有優(yōu)良彈性以及延展性的柔性材料進(jìn)行填充與封閉。

5 結(jié)語

經(jīng)過精細(xì)設(shè)計和大面積金剛砂混凝土耐磨地面防開裂技術(shù)的應(yīng)用，大幅度提高了混凝土表面的密度、耐磨性和抗沖擊性。特別是結(jié)合混凝土密封固化劑的處理，其耐磨性和表面硬度得到了進(jìn)一步增強，有效解決了使用壽命短的問題，使地面使用壽命延長至20 ～30 a。同時，該技術(shù)還具備防潮、防塵起砂、易清潔、防靜電等多重優(yōu)勢，使地面外觀更為美觀。此外，在施工過程中，金剛砂耐磨地面可與基層混凝土同步施工，這不僅簡化了施工流程，還有助于縮短工期，提高施工效率[5]。