建筑地面金刚砂地坪一体成型施工工艺的分析

邱旭程 中国建筑第五工程局有限公司华南公司广东瑞庆时代项目总工程师

张 帅 中国建筑第五工程局有限公司

金伯文 中国建筑第五工程局有限公司

金刚砂地坪一体成型技术在大规模建筑物中的使用较为广泛，技术相对较为成熟，一般多用于规模较大的工业厂房地面。金刚砂又叫碳化硅，具有高化学稳定性和高耐磨性的特点，与混凝土相结合能够使得地面具有质地坚实、耐磨性佳、耐冲性好的优点[1]。所形成的地面刚度大，拥有很高的承载力，能够承载大型或者重型的机械静载或动载，因此多用于规模较大的厂房、车库等地。

1 具体的工程概况

广东瑞庆时代锂离子电池生产项目一期位于肇庆高新区，由宁德时代全资投资，总占地约72 万m2，总建筑面积约86 万m2，合同工期仅有275 d。项目各厂房单体均存在超大面积金刚砂地坪，金刚砂地坪施工面积超过50 万m2。

2 金刚砂地坪施工工艺的重点

2.1 平整度要求较高

建筑地面的施工中，金刚砂和结构楼板一起施工，地坪平整度根据建筑装饰地坪的要求来控制，整个成型地坪的平整度要求较高[2]。因此，整个工程的重点在于提高楼板钢筋绑扎、混凝土浇筑的平整度、金刚砂平整度以及打磨平整度。

2.2 后期维护难度较大

金刚砂地坪和结构楼板一次成型后，要对建筑地面的结构排架进行搭设以及拆除，还有装饰阶段的施工。这些后续的环节都有可能会对所成型的地平面造成破坏，如果形成一定程度的破坏，那么在后期的修补中能够明显看到所修补的部分与整体成型地坪有着严重的色差，对整个地坪的装饰效果造成一定的影响。因此，该工程的重点在于后期对金刚砂地坪的保护。

3 金刚砂地坪一体成型的施工工艺

建筑地面的金刚砂地坪一次成型技术主要是利用激光整平机控制地面标高以及地面的平整度，然后将金刚砂骨料分两次均匀撒布在初凝阶段混凝土表面，经专用抹光机加工，即可在基础混凝土上形成一层极致密、高强度、抗冲击的耐磨面层。经过不断的创新整合，总结出7 条关键施工工艺。

3.1 对混凝土原材料的有效控制

混凝土的标号：混凝土标号大于等于C30；水灰比：混凝土水灰比小于等于0.55；粉煤灰掺量：混凝土粉煤灰比重小于等于8%；水泥的含量为：280 ～320 kg/m3，建议使用普通硅酸盐水泥P.O42.5；砂的规格：严禁使用细砂、海砂，河砂细度模数2.4 ～2.7，含泥量小于等于2%；骨料规格：严禁使用石粉，石子采用卵石或花岗岩碎石，石头级配要好，最大粒径不大于13 mm，含泥量小于等于2%；水质要求：使用干净自来水，水温小于28 ℃；添加剂：使用高品质的高效减水剂；坍落度：混凝土坍落度范围（160±20）mm（出泵时坍落度）；初凝时间：混凝土初凝时间4 ～5 h；终凝时间：混凝土终凝时间小于等于18 h。

3.2 混凝土激光整平技术

混凝土激光整平技术主要是利用激光发射器辅以整平机来对建筑面积中的所有混凝土进行整平和振捣。先将激光发射器进行固定，固定的激光发射器会发射出激光束，通过激光束的旋转形成一个激光控制平面，利用手持接收器对地坪标高进行引导，使其能够到达混凝土激光整平机的整平头上。

整平机具备自动控制系统，该系统会自动对整平头上的激光接收器所接收到的激光信号进行实时的标高调整，固定激光发射器是为了能够保障建筑地面的施工不会出现累积的误差[3]。建筑地面高出部分的混凝土会被激光整平机用刮板刮掉并且完成初步对建筑地面的刮平，从而使得建筑地面的标高能够达到建筑设计的要求。

随后进行的振捣工作是利用液压驱动振动马达产生震动，从而使得整个振动板都震动起来，然后对混凝土进行振捣。而对于激光整平机而言，在找平的过程中不需要拉控制线，无须用支侧模板来对地面标高进行控制，该地面的标高采用激光整平机的激光测控系统进行实时掌控，最主要的是确保激光发射器不会受到任何的干扰，无论激光整平机怎么移动，都不会对铺筑后的地面整体标高产生任何的影响。

3.3 跳仓法

在建筑地面的施工中使用跳仓法，主要是因为在地面混凝土尚未完全凝固、性能还未稳定的5 ～10 d 内，应力会很容易被释放[4]。跳仓法主要是根据分块规划、隔块施工、分层浇筑及整体成型的原则进行建筑地面的施工，施工模式其实可以看作是跳棋，隔一段浇筑一段，并且还需要注意每个仓的面积不能大于40 m×40 m，两个相邻浇筑段彼此的间隔时间不能低于7 d。

对建筑地面的浇筑使用跳仓法，主要是为了避免浇筑后浇带带来的缺陷，能够高效控制混凝土的有害裂缝，避免后浇带位置的金刚砂地坪所出现的色差问题，并且能够很大程度上提高建筑地面金刚砂地坪一次成型的质量。对于使用跳仓法的分仓缝位置，如图1 所示，这个位置应该使用3×3 的角钢加钢丝网形成边模，然后再用螺杆和螺母将角钢进行固定。在具体的建筑地面施工过程中，如果对边模标高进行复核时出现问题，则可以通过调节螺母来对整个边模的平整度和高度进行调节。

图1 分仓缝位置的固定

针对施工过程中出现的结构变形缝，可以选用安装铠甲缝的措施。铠甲缝主要是具有一定的模板功能，使得建筑地面在完成浇筑后不需要对模板进行拆除，极大地提高了整个工程的施工效率，并且能够节约施工成本以及人工成本。铠甲缝还对混凝土的棱角起到一定的保护作用。混凝土的棱角主要是为了保护扁钢，保护混凝土的地坪伸缩缝以及相对较为脆弱的混凝土边，能够使所保护的扁钢具有很高的耐久性，一定程度上降低了后期的维护成本。

铠甲缝还有整体传力的功能，能够将带鞘套的不连续传力板在竖向荷载的作用下把荷载从伸缩缝的一端传递到另一端。同时，能将伸缩缝两端的分仓地坪始终保持在同一水平，大大减少了伸缩缝两边高低不一致的情况。浇筑后的混凝土经过养护后会进行收缩，收缩的过程中会使所固定的棱角保护扁钢的易断螺栓分仓缝拉断，使得两条扁钢分开，位于相邻的分仓块产生了收缩缝。建筑地面的分仓块会随着不同的温度进行变化和自由伸缩，因此在一定程度上能够避免裂缝的出现。

3.4 金刚砂撒布技术

在建筑地面的金刚砂地坪施工工艺中，对于金刚砂骨料的撒布环节，需要对撒布的时间进行控制。如果时间太早的话，撒布颗粒会慢慢地沉入混凝土里面，这会导致撒布的金刚砂骨料颗粒失去性能；如果时间太晚的话，浇筑的混凝土已经开始凝固，这时候撒布的颗粒与混凝土之间不能很好黏结，会出现剥落的现象。因此，最佳的撒布时间是当脚踩在混凝土的表面时，混凝土的表面会下沉5 mm 左右，这时进行撒布可以确保混凝土的强度和黏结力刚好满足金刚砂骨料的撒布条件。

一般来说，金刚砂骨料的撒布分为两次，第一次撒布时，用量要为总用量的2/3，一定要注意所撒的金刚砂骨料应均匀下落，不能出现过度用力的抛洒，这种情况很容易使得骨料与水泥分开。当建筑地面的耐磨材料吸收水分后，需要利用磨光机进行碾磨分散，然后和基层的混凝土浆结合到一块。第二次撒布时，用量为总用量的1/3，所撒布的方向要跟第一次撒布的方向垂直。在对金刚砂骨料撒布前，需要使用靠尺或者平直刮杆衡量一下水平度，第一次撒布不够平衡的地方需要进行调整，第二次撒布后要对不平衡的地方立即进行抹平磨光，至少要重复磨光机工作两次以上。最后一次撒布主要是查缺补漏，对一些凹凸不平的地方进行补料整平。具体可以分为以下两个步骤。

（1）在混凝土初凝前开始第一次撒布施工。墙、柱、门和模板等边缘水分消失较快，宜优先撒布，以防止过快脱水而降低耐磨效果。第一次撒布量为总用量的2/3，拌和物应均匀轻抛洒落（不能用力抛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，再用磨光机作业至少3 次。

（2）第二次撒布时，材料撒布方向与第一次垂直。第二次撒布量为总用量的1/3，撒布后立即抹平，先收边及边角，为防止抹光机打磨损坏，边角处应采用木抹子处理，磨光机作业时应纵横方向交错进行，重复抹光作业两次，均匀有序。面层材料硬化至指压稍有下陷时，磨光机的转速及角度应视硬化程度而调整，抹光作业时应纵横交错3 次以上。

3.5 打磨收光工艺

（1）打磨提浆。在混凝土初凝时，采用手扶式抺光机进行第一次提浆作业，采用十字型叶片作业，确保地坪平整度。

（2）提浆搓平。在混凝土和金刚砂耐磨骨料表面初凝至一定阶段，根据机械镘的重量选择搓平工作进入的时间。采用磨光机抹盘与十字型叶片交叉打磨的方式对地面进行第二次提浆搓平施工，将驾驶式机械镘作为找平工具来使用，要将混凝土反复地进行搓平压实处理，确保金刚砂地坪后期平整度。

（3）提浆收光。在混凝土和金刚砂耐磨骨料表面初凝至最后阶段，采用磨光机抹盘与十字型叶片交叉打磨的方式对地面进行提浆收光施工。此工艺必须将驾驶式机械镘作为第二次找平工具来使用，将混凝土反复地进行收光压实处理，确保金刚砂地坪后期光泽度和细腻度。

3.6 裂缝控制技术

3.6.1 施工工艺分隔缝的控制技术

分隔缝越早切割越能有效控制混凝土收缩引起的裂缝。分隔缝在金刚砂地面完成后的24 h 内完成切割，为防止切到结构钢筋，切割深度为12 ～18 mm，以柱子为中心向四边分散切割，以横纵双向的最长切线长度都不超过5 m为宜，采用大型机械切割，切割前需先用墨线弹线，缝宽5 mm。柱脚采用菱形切缝，设备基础及洞口等距边沿250 mm切缝，缝宽5 mm。

3.6.2 隔离缝的控制技术

在柱周和墙边通过包裹挤塑板设置隔离缝，可以为混凝土初凝阶段提供应力释放，终凝后减小与结构连接距离，防止结构开裂，并有利于混凝土板在使用中的塑性收缩。

3.6.3 后期养护

在混凝土终凝以后的24 h 内要对完成面进行薄膜和土工布的覆盖，还需要浇水养护14 d，保证每天浇水2 ～3 次。

3.7 施工工艺中的成品保护管理

对于成品保护的管理技术主要是根据时间来进行不同的步骤。第一，在成品完成的1 ～3 d，不允许任何非工作人员在刚刚施工完成的地面上行走或者堆放物品、进行各项施工，只允许养护和切割缝的工作人员对切割缝时遗漏的泥浆进行及时清理，确保建筑地面的干净。第二，在接下来的3 ～7 d 允许人在上面行走，但依然不允许堆放较重物品，不允许非地坪类的施工，要做好对成品的保护工作。对成品的保护主要是利用满铺模板的方法，但一定要注意梯子必须要有滑轮，三脚架的下脚需要用板衬进行铺垫，避免与成品面的直接接触[5]。第三，养护7 d 后，才能搭设上一层的结构支模架，搭设的结构模板一直要等到固化剂施工的时候才可以将其拆除。第四，养护28 d 后，依然不允许带有尖角的物体对地面进行接触或者发生撞击，避免出现划伤。在后期的涂料粉刷步骤，需要对下方地坪铺设薄膜，避免涂料掉落地面发生污染，粉刷结束后要及时清理现场。固化剂施工和打磨抛光的时间要等到机电施工完成以后进行。

4 结语

金刚砂地坪一次成型的施工工艺能够有效避免传统建筑二次成型地坪的缺陷，使地面形成耐磨性地坪，并成型后表面光洁、平整，呈现出色泽一致、格缝顺直清晰、观感质量高的特点，能够保障建筑物表面的平整度偏差在3 mm 以内，并且在建筑物的保修期间不会出现起砂较多、裂缝等各种质量问题。通过对混凝土原材料的控制、激光整平技术、跳仓法技术、撒布施工技术、打磨收光、控制裂缝的施工技术以及成品的保护管理技术等措施，极大地提高建筑地面耐磨地坪的施工质量。