大面积工业厂房钢纤维混凝土耐磨地面施工技术.pdf

34标 准技术/Stand a rd Tec hnol ogy钢纤维混凝土是一种新型复合材料，其将短钢纤维加入水泥基中，钢纤维的掺入可以有效地改善混凝土抗拉强度、极限延伸率和脆性，从而使混凝土抗拉强度、弯曲强度、疲劳性能和使用寿命得到明显改善；同时还能有效地改善混凝土的韧性，尤其能阻止混凝土中的毛细管通道，从而降低混凝土的爆露面水分蒸发，使混凝土塑性开裂、干缩开裂等问题得到明显降低。耐磨地面是以高强度矿物集料为主、与水泥结合而成的一种地面抗磨损面层，主要特点：耐磨、耐冲击、高硬度、防锈蚀、防滑、阻燃等特性，适用于新铺水泥路面，并与混凝土一起施工，并能经受高强度、持久的摩擦；施工工艺简单、施工过程方便，不需要现场搅拌，可以直接在水泥地面上铺设，初期强度高，施工周期短。具有较好的装饰性，多种色彩均有较好的装饰作用，可用作地面的功能分区。1 工程概况某机械公司整体搬迁改造工程，由六栋厂房、办公楼和附属建筑组成。六座工厂全部为单层钢结构，其中：化学机械及金属部件部：占地 32 561 m2，建筑面积 33 101.3 m2；总装调试车间：占地面积24 708 m2，建筑面积 25 023 m2；橡胶机械部：占地面积25 112 m2，建筑面积24 708 m2；阀门事业部：占地面积 11 146.3 m2，总建筑面积 10 950.3 m2；包装公司：厂房占地面积 3 175 m2，建筑面积 3 175 m2；综合工厂：占地面积 12 255 m2，建筑面积 12 876.6 m2，工厂主要生产压力容器，石化，造纸设备，金属部件；工业管道阀门、起重运输机械等大型设备，对其工作场所的地面要求高、耐磨性能好。所有厂房地面除去辅助用房之外均使用钢纤维混凝土耐磨地面，占地面积大约 1105 m2，化工机械金属部件部的耐磨地面面积为 3.2104 m2。该项目的耐磨性地面是由灰色 SH-2 特殊合金骨料制成，其抗压强度在 95 MPa 以上、弯曲强度在 13.5 MPa 以上、耐磨性比在 350%以上、表面强度压痕直径在 3.1 mm 以下。钢纤维混凝土是由 RC80/60BN 型佳密克钢丝钢纤维，长度 60 mm，直径 0.75 mm，长径比 80，钢纤维两端有钩状，拉伸强度超过 1 100 MPa。2 施工技术分析2.1 工艺流程工程工艺流程如图 1 所示：图 1 本项目施工工艺流程2.2 施工过程要点控制一般大面积钢纤维混凝土耐磨地面施工期间对各个过程进行控制后，可在保障地面平整度基础上避免地面开裂，所以在各项施工过程期间应当对各步骤进行严格的质量管控，根据工程实际情况做好每一道工序的质量控制，在各项指标检验合格之后方可实施下一道工序。2.2.1 地基基础与垫层施工过程（1）素土夯实与施工地基基础。根据地质勘探报告显示厂址位于东北和西南方向是丘陵采空区，中部是沟槽回填区，回填区素土填筑深度为 19.3 m，在沟谷中部的沙质填土中含有中风化的砂砾石，其最大粒径可达 1.3 m。根据现场地质条件，填方区填土已填满一年，不能完成自重固结沉降，地面有 25 cm宽的裂缝，必须进行素填土层地基处理，填土厚度有摘要：在大面积工业厂房中使用钢纤维混凝土材料能够以其抗裂性、耐久性、抗拉和抗剪性能等优势，提升地面的坚韧程度，保障厂房使用的耐久性。文章结合实际工程案例，探讨钢纤维混凝土耐磨地面在大面积工业厂房中的实际应用，从施工技术、工艺流程、控制要点和注意事项几个方面进行详细研究。关键词：钢纤维混凝土；耐磨地面；大面积工业厂房；施工技术王 浩大面积工业厂房钢纤维混凝土耐磨地面施工技术（甘肃一安建设科技集团有限公司，甘肃 兰州 730000）35S t a n d a r d T e c h n o lo g y/标准技术着较大变化。场地北侧的沟渠水排入场地地势较低的地方，致使包装公司、化工机械金属部件事业部、阀门事业部等区域的填方区域出现积水，由于场地内部水流的作用，会加快填土层自重固结沉降，而导致地面凹凸不平。地勘报告、包装公司、化工机械金属部件部、阀门事业部等部门的地基是软土，要做好地基处理，确保施工质量。工程施工中，对填方区厚部位进行强夯加固，并保证厚实硬壳层。试验结果表明，强夯后的基础强度和承载能力均达到设计指标；在强夯基础施工之前，在场地北侧开挖沟渠，以切断场地的地下水，并在雨季进行有效的排水，保证基土含水量；填方区的桩基按持力层深度分别为冲孔灌注桩和部分人工挖孔桩。桩的施工质量达到了设计要求，一类桩的数量达到 91%，在承台完成后，对承台间的地基进行加固，使地基的压实系数达到 0.94。（2）50 mm 厚的沙石垫层：将基础清扫干净，然后进行铺垫。在实际工程中，沙石垫层的铺层厚度是压实层的 1.2 倍。碾压作业是由 8T 压路机反复碾压而成，以 2530 m/min 的速度进行碾压，轮迹在4050 cm 之间相互交错，并至少进行三次碾压。在完成碾压后，采用环形切割机取样，测量其干密度是否满足设计要求。干重在 1.551.60g/cm3之间。（3）200 mm 厚级配碎石垫层的施工：采用质地较硬的级配碎石，其颗粒直径在 2060 mm 之间，最大颗粒直径不能超过衬垫厚度的 2/3。砂砾垫层的铺层厚度是其压实层的 1.31.4 倍，一次碾压成型，在进行压实之前，表面要喷水。碾压作业是由 8T 的压路机反复碾压而成，以 2530 m/min 的速度进行碾压，轮迹在 4050 mm 之间相互交错，并至少进行三次的碾压。经碾压后的密实度达到了0.95的设计指标要求，地基与垫层构造如图 2 所示。图 2 地基与垫层构造图示2.2.2 钢纤维混凝土层施工本项目选取的是 220 mm 厚 C25 钢纤维混凝土层，其中每 m3掺杂 15 kg 的 RC80/60BN 佳密克丝纤维，具体施工步骤与质量控制关键点如下所示：（1）设置高程控制点和支模：在垂直方向每隔 6 m 布置一个水平控制桩，设备的纵向间距 24 m，在施工期间于仓内设置 4 m 宽的钢模板，使用 22 号槽钢作侧模，用电钻在模板内外两面各 0.8 m 处交叉钻孔，用 18 钢筋固定，边模内外用木楔和钢筋固定。在模具支撑过程中采用水平计测量标高控制点，以保证模具的上端与标高一致，并用楔子进行校正。模板安装要求平整牢固，两个槽钢的连接部位要用水平测量，并严格控制槽钢的顶标高，在模板支好后用 C30 细石混凝土将槽钢下面填实，防止在振捣过程中出现漏浆，从而降低混凝土的强度。模具内部要涂上模板油，以方便拆模。（2）C25 钢纤维混凝土的配合比设计：除满足一般混凝土基本要求之外，还必须满足混凝土抗拉、弯曲、韧性、混合料和不结块等性能要求。配合比设计严格按照混凝土配合比设计规范进行，经实验室原料现场取样，C25 钢纤维混凝土的配合比为：水泥、碎石、砂、水、钢纤维=420 1022 777 210 15。水泥：选用 P.O42.5 等级的普通硅酸盐水泥；碎石粒径不宜大于钢纤维长度的 2/3，通常为 520 mm，且含泥量不超过 1%；砂质选用细度为 2.53.0 mm，含泥量不超过3%的中等粗砂；钢纤维：由佳密克钢纤维制成，规格为RC80/60BN，长60 mm，直径0.75 mm，且单根钢丝最低需保障 1 100 MPa 的抗拉强度，掺量为 15 kg/m3。（3）搅拌钢纤维混凝土。钢纤维混凝土混合采用强制混凝土搅拌器，其混合比例应控制在 80%以下。对钢纤维混凝土进行搅拌关键在于纤维的均匀分布。混合物料的顺序是（沙+水泥）混合搅拌 0.5 min+（碎石+纤维）+2 min+水搅拌+排料，保证拌和料的稠度、粘聚性、保水性达到施工要求。（4）浇注钢纤维混凝土：浇注之前必须先浇透基层，浇注时要确保纤维在浇注过程中的均匀、连续。每一仓的混凝土不能被打断，墙角墙的边沿用插入式振动器，其余部分用平板振动器进行振捣，因为钢质纤维会妨碍混凝土的流速；结果表明，钢纤维混凝土的振捣时间要比普通混凝土长，通常是普通混凝土的1.5 倍。振动持续时间应该是在混凝土停止沉降、不再产生气泡和渗出的情况下进行的，并且振动幅度不能太大。混凝土整平采用振动梁振捣、拉平，然后由6 m 长的钢辊依次滚轧，平整后的表面不能暴露钢纤维，振捣时要配合人工平整，周边混凝土要用手工的木刀切割，周边混凝土必须与模板水平。2.2.3 施工耐磨骨料面层（1）先洒一次耐磨性集料：在纤维混凝土初凝时，用手指压力试验留下 35 mm 的痕迹，然后可以进行初次耐磨层施工。第一次撒入SH-2特种合金耐磨集料，按用量的 2/3 均匀洒于混凝土表面，然后将其抹平。当耐磨性物质吸收了足够水分后，用抹光机将其分散开，并与基础水泥砂浆粘合在一起。（2）抛出第二次耐磨集料：先将耐磨集料充分吸收水泥中的水分，使其色泽发黑，然后用铝合金长36标 准技术/Stand a rd Tec hnol ogy杆将其拉平，然后用辊子将其压成浆状，再用木刀将其磨平，均匀地铺放耐磨集料，占总用量的 1/3；铺设方向与第一次洒料方向相互垂直，第二次耐磨骨料湿润以后使用铝合金杆将其拉平。在磨细集料层料初凝后，及时使用抹光机进行二次涂覆。抹光机操作时要横向交叉均匀、整齐，避免物料积聚。在接近终凝阶段的耐磨集料时，用铁刀将其刮净，机器无法施工的边角部分，抹子走向为直线。耐磨地板的平整度应达到每 2 m 最大误差为 3 mm，以避免龟裂、脱皮、沙化等缺陷发生。2.2.4 养护钢纤维混凝土在铺好耐磨层之后的 24 h 内均匀喷洒用量 0.2 L/m2的专业养护剂实施前期养护，为防止混凝土自身水分蒸发，应加盖塑料薄膜，且养护时间不可少于 14 d，在 28 d 后才能使用。3 变形缝设置与质量标准在大型工业厂房中其沉降缝和伸缩缝应当与结构相应缝保持一致，且需要贯通于整个建筑地面垫层。3.1 沉降缝施工与设置沉降缝的位置多在地面与墙面、柱子周边与设备基础边，其作用是减少建筑物的沉陷对地面产生的影响。一般缝宽为 3 cm，缝深需贯通整个混凝土垫层，缝内嵌聚苯板，上口位置需浇灌油膏。接缝处要清洁，用软质封口后使用钢板封闭，并与地面面层平行。3.2 伸缩缝施工与设置在建筑内部地层施工期间需设垂直向缩缝，纵向缩缝的长度为 6 m，并以直缝作为平面，不应有绝缘层；在浇注时，必须紧密地粘在一起。在拆除模具时，水泥抗压强度不得小于3 MPa。在抗磨损集料层完工48 h内，剪刀剪断，剪口要均匀弹丝，保证切口平整。接缝处的宽度是 5 mm，切口深 60 mm，并用柏油粘合剂填充。3.3 质量标准地基土的密度要均匀，压实系数要满足设计的要求。沙石垫的干密度（或渗透度）必须与设计要求相一致。沙石垫片的平面误差容许为 15 mm，高度容许误差为20 mm。砂砾垫片必须达到一定的密实度，砂砾垫片的表面平整度允许偏差为 15 mm，高度允许偏差为 20 mm。钢筋砼的强度等级满足设计规范。混凝土的表面平整度允许误差为 10 mm，高度允许误差为10 mm。耐磨性材料的品种、型号、牌号和混合比例应满足设计和相关的验收规范，进场材料的贮存不得超过有效期。表面的耐磨层应平整、清洁、光亮、厚度均匀；面层和基层之间黏结强度高，不产生空鼓和砂粒；切口要顺直、完整，灌缝要均匀一致。耐磨层厚度必须满足设计要求，最小厚度不得超过设计值的 80%。允许的平面误差为 4 mm，标高允许误差为 5 mm，缝格平直允许偏差为 3 mm。4 施工注意事项4.1 回填土施工注意事项在耐磨地坪的表面处理中，回填土的施工质量是影响其施工质量的重要因素。在进行回填土之前，由技术人员和测量工程师对现场的土壤标高进行测量，并在现场设置基准点，以确定各地区的回填土厚度。回填时必须将回填区内的积水全部排出，并按设计规范和工程计划规定，不能采用淤泥、腐殖土、冻土以及有机含量大于 8%的土进行回填，其颗粒直径不能超过 50 mm；每一层的回填土不能超过 300 mm；在大规模回填情况下，以 25 t 振动压路机对场地进行二次碾压，以不超过 360 m/h 的速度进行二次平整，压实系数在 0.97 及以上，如果局部地区不能进行机械碾压（如承台周围），可采用电动夯实机进行人工夯实。4.2 钢纤维混凝土施工（1）搅拌。钢纤维的搅拌方式是影响钢纤维在钢纤维混凝土分布均匀的关键因素。为防止钢纤维聚集影响混凝土的抗拉强度，钢纤维混凝土的搅拌必须采用机械搅拌，通常使用强制式或反向圆锥混合，采用干、湿两次搅拌方法。（2）浇筑。在浇注之前，要按柱间距、面积进行分层，先跳仓、再填仓。两个相邻仓房之间浇筑时间间隔应大于 48 h。混凝土浇筑时间不宜过长，尤其是设备基础、地坑、硫化地沟等密集地区，应严格控制浇筑面积。鉴于该工程的钢柱间距为 30 m 和 6 m，因此混凝土浇筑时应以 6 m 宽度、36 m 浇筑长度为宜。5 结语综上所述，该项目采用大面积钢纤维砼耐磨地板，对各工序进行严格控制，改进施工工艺，提高施工质量，并强化养护，精心组织与施工，确保地面面层平整、不龟裂，技术质量控制指标达到设计、规范要求，满足了路面混凝土强度及耐磨性能的要求。工程使用至今地面平整、无空鼓、无开裂、无显著磨损、无沉陷等现象，效果良好。作者简介：王浩（1990-），男，籍贯：辽宁瓦房店，学历：本科，职称：工程师，研究方向：工程管理。参考文献：1 谢阶煌.基于超大面积厂房耐磨地面施工技术的研究 J.房地产世界,2021(11):72-74,80.2 丁跃文.工业厂房混凝土不发火耐磨地面施工的关键技术 J.化工管理,2020(22):185-186.3 徐文伟.浅析大面积钢纤维混凝土耐磨地坪施工技术 J.福建建材,2019(07):67-68.