大面積金剛砂混凝土耐磨地面防開裂施工技術分析

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性，在商業和辦公建筑項目中得到了廣泛應用。其耐磨地面施工技術、施工方法均會對最終的施工質量產生重要影響[1]。

陜西省榆林市中醫醫院遷建項目，地下建筑面積49761 m2。本文以該工程為例，進行大面積金剛砂混凝土耐磨地面防開裂施工技術分析，為后續類似工程提供寶貴經驗。

1 施工工藝原理及流程

1.1 工藝原理

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

1.2 工藝流程

工藝流程具體為：圖紙深化設計—對原結構板表面浮灰層銑刨—清掃—沖洗（不留明水坑）—噴灑（批刮黏結層）—設置要澆筑區域側模—制作灰餅—找平層（剛性層）混凝土澆筑（混凝土到場后摻入樹脂纖維）—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）—灑水養護5 ～7 d（用養護劑壓完光后2 ～3 h 即可噴灑養護）。

2 工藝特點

與傳統方法相比，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）成型質量好。由采用的樹脂纖維參數可知，抗拉強度＞350 MPa。圖1 和圖2 展示了基準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護齡期的變化規律。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%。可見，聚酯纖維混凝土的抗壓強度和劈拉強度較基準混凝土都有較大程度的提高[2]。經過研究和測試，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，避免鋼筋網片裂縫和抗裂纖維面層生銹，保證成型質量。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。總之，摻入樹脂纖維可全面優化混凝土性能，為工程提供可靠的材料支持。

圖1 抗壓強度隨養護齡期的變化（來源：網絡）

圖2 劈裂強度隨養護齡期的變化（來源：網絡）

2）顯著提高工效。采用半機械化的方法，取代全人工作業的金剛砂地坪施工，節約了人工。另外，將鋼筋優化為樹脂纖維，在混凝土攪拌過程中摻入，減少了鋼筋下料、綁扎等工序，進一步縮短了關鍵線路工期。

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

4）踐行綠色施工。取消傳統的鋼筋抗裂網片，節省鋼材等。同時，樹脂纖維為回收再利用材料，最大限度上做到了節材環保，符合綠色施工的要求。

3 施工要點

3.1 圖紙深化設計

圖紙深化設計的要點具體包括：第1，分隔縫深化。切割縫間不應大于6 m×6 m（一般根據柱間距離確定）；立柱、墻體周邊須同步設計伸縮縫（距結構300 mm）。第2，細節。墻柱邊與原結構交接位置，澆筑前放置10 mm 厚分割條。第3，重點部位。排水溝兩側預埋∠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 的拉結筋。

3.2 原結構面處理

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

3.3 刷水泥漿（焊接劑）

經過清理的基面應被充分濕潤，但不應出現積水。在此基面上均勻涂刷一層素水泥漿。1 h 內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

進行隱蔽驗收，確保結構面滿足施工條件。基面濕潤但不能有明水，凹坑處明水應用吸水性材料吸干。混凝土罐車到場后，按每立方米混凝土摻入3 kg 的比例摻入樹脂纖維，待罐車全速攪拌數分鐘后方可進行放料，以確保樹脂纖維充分攪拌均勻。找平層（剛性層）澆筑混凝土時，采用激光混凝土攤鋪機與人工配合找平振搗一次完成，嚴禁使用砂漿修補。水平方向的施工冷縫應留設在伸縮縫位置。

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分層現象。

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，用刮杠反復拉平。隨著時間的推移，再用雙頭帶磨盤和抹刀反復壓平，壓密實，直到出光即可。

養護，壓光耐磨地面完成后，需立即進行澆水養護（或使用專用養護劑）。養護期應持續7 ～14 d，確保地面達到最佳耐磨性能。在此期間，應確保地面充分濕潤，避免干燥過快導致開裂。養護期結束后，地面可正常使用。

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

圖3 地坪切縫示意圖（來源：作者自繪）

4 施工質量控制與修補研究

4.1 施工質量控制

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量控制的核心。通過優化混合料配比，減少水灰比，降低水泥水化熱并摻入摻合料，實現質量控制。澆注材料必須符合設計規范。基層澆筑應分層進行，每層振實應達到工程設計標準，避免基面沉降引起的裂縫。混凝土澆筑時，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遍，再對混凝土地面進行平整，防止表面龜裂。在澆筑混凝土墊層前，要對基層進行認真處理，嚴控金剛砂的覆蓋時間，保證金剛砂和混凝土墊層結合緊密，不然會導致面層空鼓，投入使用時空鼓會產生裂縫，影響金剛砂混凝土耐磨地面質量。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，避免產生冷縫[3]。

平整度及光潔度控制，抹光面要根據施工計劃實施，減少地面平整度出現的誤差。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，需對砂墊層進行充分的振實處理。此外，金剛砂的覆蓋時間需嚴格控制，避免不當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，如未進行充分的搓毛、磨光處理，及養護措施未達到標準，或硬化劑材料的覆蓋時間不準確[4]。

4.2 地坪常見質量通病的預防措施

4.2.1 觀感問題

產生原因：第1，未有效控制混凝土含泥漿量，導致產生串色、鬼臉紋；第2，材料選購問題，不能隨意更換生產廠家和批次；第3，分次撒料，用料不足，厚薄不一。預防措施：第1，在選擇金剛砂時，應選擇產品質量可靠、信譽好的生產廠家，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，不滿足應與商混站溝通；第3，撒料應按照交底要求分次進行，用量不低于5 kg/m2，撒料均勻；第4，嚴禁采用塑料薄膜養護，建議分次灑水養護法，每2～3 h進行一次。

4.2.2 地面平整度超差

產生原因：第1，模板支設超差；第2，耐磨料撒播不均勻。預防措施：第1，嚴格校準標高線，每2 m 左右設鋼釬，鋼釬標高同縱縫模板上標高，水平儀校核。第2，金剛砂材料應分2 次進行，一次撒2/3，二次撒1/3，2次拋撒方向垂直；繼續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，然后去掉磨盤直接用刀片進行壓光；邊角、機器死角要提早進行人工處理，避免混凝土硬結后難以處理。

4.2.3 地面裂縫

產生原因：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，從而出現不規則貫通性裂紋。第2，分格縫間距過大，導致混凝土溫度變形、干縮變形等非荷載變形裂紋產生。第3，混凝土中泥漿和粉料的含量過多，可能導致混凝土在硬化過程中出現貫通性裂紋。第4，找平層厚度不足。

預防措施：第1，在混凝土施工過程中，必須嚴格控制切縫時間，切縫時間過早或過晚都可能導致混凝土出現不規則貫通性裂紋，嚴重影響結構的完整性和使用壽命。因此，施工人員應依據混凝土的凝固收縮情況，科學合理地選擇切縫時機，確保在混凝土達到最佳切縫狀態時進行精確切縫。第2，必須科學設定分格縫間距。分格縫間距的大小直接關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生，確保工程質量。第3，為確保混凝土在施工過程中達到最佳狀態，需對混凝土的配合比進行優化。此過程涉及減少泥漿與粉料的含量，從而實現對混凝土性能的提升。第4，適當增加找平層厚度。在滿足工程要求的前提下，適當增加找平層的厚度，可提高混凝土的抗裂性能，減少貫通裂紋的產生。

4.2.4 地面起砂、起皮或麻面

產生原因：第1，搓毛、磨光工藝粗糙；第2，養護不到位、養護時間不夠；第3，耐磨骨料撒布時間控制不好。預防措施：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，養護時間不少于14 d。第3，為確保耐磨料的有效性和與混凝土的穩定黏結，必須嚴格控制耐磨料的撒布時間，避免過早撒布導致的耐磨料失效問題，同時嚴防撒布過晚引發的混凝土黏結力減弱風險。在撒布過程中，務必確保耐磨料均勻分布，實現全面覆蓋。

4.3 補救措施

局部破損處理，確保破損區域被徹底清潔，以去除所有雜質。隨后，充分浸水潤濕該區域。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行仔細修補，確保表面平整。用丁苯乳膠加水乳液對修補后的區域進行均勻涂刷。

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，應進行表面處理。第2，裂縫若影響結構整體強度、防滲性能，或者導致鋼筋銹蝕，需要進行灌漿處理。第3，為確保建筑物安全運行，對于出現的裂縫問題，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，對溫度反應敏感的裂縫問題，建議在低溫季節的后期，當裂縫開度達到較大程度時，采取混凝土置換法進行處理。第5，針對活動性裂縫的處理，推薦使用具有優良彈性以及延展性的柔性材料進行填充與封閉。

5 結語

經過精細設計和大面積金剛砂混凝土耐磨地面防開裂技術的應用，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，該技術還具備防潮、防塵起砂、易清潔、防靜電等多重優勢，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]。