整平机铺筑钢纤维混凝土耐磨地坪施工工法

'激光整平机铺筑钢纤维混凝土耐磨地坪施工工法YJGF038-20061.前言随着现代工业的发展，工业厂房对地坪的平整度、抗裂性、抗冲击性以及耐磨性等质量要求也越来越高，尤其对于大面积的工业厂房地面，如何在较短的施工工期内，达到高水平的质量要求，还需在地面施工工艺上进行创新和改进。奔驰轿车主厂房地面面积为4.4万平方米，建设方对地面的质量标准要求高，其中表面平整度的允许偏差为3mm，严于5mm国家标准，并且对地面的抗裂性和耐磨性要求也比较高。***局联合设计单位、国内地面施工专业人士以及德国施工专家进行了技术攻关和科技创新，形成了激光整平机铺筑钢纤维混凝土耐磨地面施工技术，2007年5月17日，中建总公司对该成果进行了评估，认为该成果施工工艺先进，整体达到国内领先水平。并在此基础上，形成了工法。该工法将传力杆体系应用于地面施工缝处，有效解决了施工缝处地面平整度的问题；地面采用钢纤维混凝土，充分发挥钢纤维抗拉强度高，抗裂、抗疲劳、耐磨、抗冲击性好的特点，取代钢筋，减薄地面厚度。由于该技术工艺先进，在提高地面质量，缩短施工周期方面效果显著，故有明显的社会效益和经济效益。2.工法特点2.0.1采用高强度钢纤维，防止地面微裂缝产生。2.0.2施工缝处设置传力杆体系，保证接缝处的传荷能力和地面的平整度，防止接缝处出现错台。2.0.3地面钢纤维混凝土浇筑采用精密激光整平机，有效保证整个地面混凝土的平整度。2.0.4采用高性能地面硬化剂，保证地面的耐磨、防尘、防油，色泽饱和，颜色均一。2.0.5采用与耐磨地面同颜色的单组分聚氨酯嵌缝密封胶，保证切缝处有良好的抗撕裂性能、粘接性能、抗老化性能和自洁美观性。2.0.6采用与耐磨材料相配套的地面养护剂，通过形成高密度的结晶膜，有效保证耐磨混凝土的养护和保护。14 1.适用范围本工法适用于具有以下特征的工业厂房整体浇筑耐磨混凝土地面：1、地面面积大，整体性要求高；2、平整度要求高；3、有较高的抗裂和抗冲击要求；4、具有耐磨、抗油渗、美观等要求。2.工艺原理对于大面积的混凝土地面，要满足地面的使用功能，除了根据地面的设计荷载达到足够的承载能力和抗冲击能力，还有两个很关键的方面，一是消除和抵制由于混凝土材料自身特性而在基体内产生的微观裂缝以及由于温度应力造成的混凝土早期开裂；二是如何在较大面积内达到较高的平整度，完成一个高质量水准的地面，本工法通过以下几个方面，有效的解决了上述问题：4.1掺加钢纤维提高混凝土的抗裂和抗冲击性，分散在混凝土内的钢纤维通过与混凝土的粘接性，限制混凝土微裂缝的产生，从而提高混凝土的抗拉、抗剪和抗裂等性能。4.2在施工缝处增加传力杆体系如图4.2-1、4.2-2所示，传力杆一端锚固，一端自由滑动，一方面允许板块内混凝土的自由收缩，同时在施工缝处，协同两个板块的混凝土共同受力，防止由于两个板块受力不均，使施工缝处产生错台等质量问题。图4.2-1传力杆工作原理示意图图4.2-2传力杆体系构造图4.3采用精密激光整平机进行钢纤维混凝土的浇筑和摊铺，地面标高由激光及电脑自动控制,并实时调整，实现精确找平。14 4.1.1激光整平机的标高控制原理：地面的标高由激光发射器、激光接收器和水准标尺杆组成的激光系统进行控制，首先安装独立的激光发射器，激光发射器以每秒钟10次的频率发射激光，形成一个激光束控制平面，然后在地面设计标高的水准控制点上立水准标尺杆，通过其上的水准定位头接收激光束锁定水准定位头，最后调整激光整平机上的激光接收器，通过激光整平机内部的电脑系统，控制整平头的作业标高。由于激光发射器为独立设置，一旦激光系统初始化完毕，只要激光发射器不受扰动，无论激光整平机移动到那里，地面标高始终以激光发射器发射的旋转激光束构成的平面为控制面，保证了大面积整体铺注的地面标高以及地面的水平度和平整度。如图4.3.1所示：图4.3.1激光整平机标高控制原理图14 4.1.1激光整平机的振捣整平工作原理：图4.3.2-1整平头构造图激光整平机的振捣整平由刮板刀、布料螺旋、振动器和整平梁组成整平头完成，如图4.3.2所示；首先刮板刀将高出的混凝土料刮走，剩下19.1mm高的料由布料螺旋通过单方向旋转的螺旋自左至右将混凝土料分布到设计要求的标高，同时，由偏心块产生的频率为3000次/分钟的振动带动整个整平梁一起对混凝土进行振捣和压实，整平梁底部的斜坡起到镘刀的作用，在振动行进过程中，将混凝土表面刮平，使混凝土表面光亮平整。激光整平机组成如图4.3.2-2所示操作台伸缩臂激光接收器整平头高充气型轮胎液压支腿激光发射器图4.3.2-2激光整平机组成图1.施工工艺流程及操作要点14 准备工作铺筑工作耐磨层施工切缝养护填缝地基土分层夯实级配碎石夯实塑料薄膜隔离层砼垫层施工周边模板支设传力杆安装固定激光整平机铺筑压实砼送料散耐磨粉用机械镘压光提浆用机械镘收光抛光用锯缝机切缝用水或养护剂养护聚氨酯密封膏填缝5.1施工工艺流程5.2操作要点：5.2.1施工准备：1、地基土和碎石要分层夯实，达到设计要求的压实系数；2、混凝土垫层要充分养护至混凝土的设计强度；3、铺设好塑料薄膜滑动隔离层，薄膜接缝的位置应重叠200～400mm的宽度，接缝处用胶带粘接好；4、做好钢纤维混凝土的试配，调整确定混凝土的配合比；5、地面周边应完成维护结构的施工，保证地面施工时没有对流的风和阳光直晒。5.2.2模板及传力杆安装固定：1、模板可采用钢模板或木模板，应保证足够的刚度；2、模板用钢钎固定在混凝土垫层上，确保位置准确、牢固；图5.2.2模板及传力杆安装图14 1、模板内侧涂刷隔离剂；2、传力杆穿过模板中部与模板面保持垂直，并在模板外侧固定牢固。5.1.1角隅构造钢筋加工安装：图5.2.3角隅构造钢筋安装图在所有柱角、墙角以及地坑阴角等部位，应垂直450方向增加构造钢筋。如图5.2.3所示：5.1.2钢纤维混凝土浇筑：1、钢纤维混凝土浇筑前应根据地面形状和面积进行分仓，一仓面积不宜超过2000m2,钢纤维混凝土应跳仓浇筑，在无法跳仓的情况下，相临两仓钢纤维混凝土浇筑宜间隔36h以上。2、钢纤维混凝土在一个分仓区格内应连续浇筑，间歇时间不得超过2h，激光整平机的工作方向和铺注方向如图5.2.4所示：机器工作方向机器前进方向图5.2.4一仓混凝土铺筑方向示意图14 1、钢纤维混凝土宜采用混凝土罐车直接倾卸在浇筑地点，这样有利于将混凝土坍落度控制在140±20mm内，若地面配有双层钢筋，钢纤维混凝土也可采用泵送。2、在浇筑过程中应随时注意混凝土的和易性，施工时不得因拌合物干涩而加水，3、浇筑过程中发现成团的钢纤维应及时撕开抖散予以剔除；边缘人工施工4、模板边缘、墙边机械无法施工处采用人工找平。边缘人工找平5.1.1耐磨层施工1、打磨提浆：在混凝土初凝时，进行初次加装圆盘的机械镘作业，除去浮浆、提浆，增强混凝土与硬化剂的亲和力。2、第一次撒布硬化剂、机械打磨：按规定用量60%硬化剂均匀撒布在混凝土表面，待材料浸透后，用加装圆盘的机械镘打磨，一般要纵横各一遍。3、第二遍撒布硬化剂、机械打磨：第一次撒布的硬化剂打磨完成后，进行第二次撒布作业，其用量为规定用量40%，待材料浸透后，进行第二次打磨，纵横各一遍。人工布料机器收光4、机器收光：两遍撒布硬化剂并用机械打磨后，进行除去圆盘的机械镘收光，视其程度一般收光次数为3-4遍。14 1、涂敷地面养护剂：地面完成后，约4—6小时左右（根据季节和天气），进行表面涂敷养护剂。防止地面表面水分的快速蒸发，保障耐磨材料强度的稳定增长，并起防止轻微污染的作用。刷养护剂磨光后效果2、保护地面完成后，重点保护期为3天，严禁人行、车辆及其他施工人员在上施工，造成人为的地面损坏。5.1.1切缝、填缝1、钢纤维混凝土地面应在纵横方向设置切缝，切缝间距宜为6～12m，切缝深度为地面厚度的1/3，切缝内应嵌填粘接性能良好的聚氨酯密封胶。如图5.2.6所示：2、当钢纤维混凝土强度达到10～15Mpa时，可进行切缝，切缝应尽量在混凝土浇筑72小时之内完成。3、填缝前应将缝内清洁、湿润，填缝应密实、饱满。切缝图5.2.6切缝及填缝示意图14 5.1.1试块留置：1、钢纤维混凝土应按技术规程要求留置立方体抗压强度、弯拉强度和弯曲韧度的试块。2、每一地面工程，每种试块分别不应小于一组，当地面面积大于1000m2时，每增加1000m2分别各增加一组试块。1.材料与设备6.1钢纤维：6.1.1采用高强度冷拔钢丝型钢纤维，其抗拉强度≥1000Mpa，长度60mm，直径0.9mm，径比0.65，钢纤维应承受一次弯折90°不断裂；6.1.2钢纤维表面不应沾有油污等有害物质，表面不得有锈蚀；6.1.3钢纤维的掺量要根据地面设计荷载及抗冲击要求，进行设计计算后确定，同时应满足《纤维混凝土结构技术规程》CECS38：2004中的相应规定；6.2钢纤维混凝土：6.2.1钢纤维混凝土配合比设计1、钢纤维混凝土配合比设计应通过试验-计算法满足设计要求的抗压强度、抗拉强度和和易性的要求；2、钢纤维混凝土的水灰比不宜大于0.5，每立方米钢纤维混凝土的水泥用量不宜小于360kg；3、钢纤维混凝土碱含量不得大于3Kg/m³；混凝土中氯离子含量不得大于水泥重量的0.2%；4、粗集料的粒径不宜大于钢纤维长度的2/3，且不应大于20mm；5、钢纤维混凝土坍落度宜为140±20mm；6.2.2搅拌1、钢纤维混凝土宜采用机械搅拌；2、将称量好的水泥、粗细骨料和钢纤维投入搅拌机干拌均匀，干拌时间不宜小于1.5min，然后加水搅拌，搅拌时间应比普通混凝土延长2min；14 1、搅拌过程中应保证混凝土中的钢纤维应分布均匀，不结团；6.1传力杆采用光圆钢筋，尺寸及间距可参照表6.3：表6.3传力杆尺寸及间距选用表板厚(mm)直径(mm)最小长度(mm)最大间距（mm）≤20016400300>200205003006.2地面硬化剂：可采用金属地面硬化剂，地面硬化剂应具有高度耐磨性、抗冲击性、防油性；颜色均匀，饱和度高。6.3嵌缝胶：宜采用具有良好耐候性和耐久性，粘接性能良好的单组分聚氨酯密封胶，主要技术参数见表6.5表6.3单组分聚氨酯密封胶主要技术参数表序号项目标准要求1外观细腻、均匀膏状物，不应有气泡、结皮或凝胶2固化潮湿固化3肖氏硬度30(23℃，相对湿度50%条件下，28天后)4伸长率＞400%5拉伸模量≤0.4MPa6恢复率＞80%6.4激光整平机1、精密激光整平机由美国神龙公司生产，香港百莱玛工程有限公司为中国代理租赁商；2、激光整平机有四个型号：S-240型、S-160型、S-100型和S-9210轻便型；6.5地面施工主要机具设备见表6.7表6.7施工主要机具设备表14 序号设备名称规格型号数量1激光整平机S-2401台2混凝土罐车根据需要3振捣棒5个4磨光机15台5圆盘15个6机用镘刀15个7锯缝机1台1.质量控制7.1工程质量应符合《建筑地面工程质量验收规范》》（GB50209-2002）、《钢纤维混凝土结构设计与施工规范》（CECS38-2004）等相关标准、规范的规定。7.2模板安装质量要求：7.2.1模板安装应位置准确、牢固，不得倾斜、跑模；7.2.2模板表面应光滑平整，模板隔离剂涂刷均匀一致；7.2.3模板的拼接缝处应严密不漏浆；7.2.4传力杆应固定牢固，并垂直与模板平面；7.2.5地面模板安装的允许偏差应符合表7.2.5的规定：表7.2.5模板安装的允许偏差和检验方法项目允许偏差（mm）检验方法轴线位置5钢尺检查模板上表面标高±5水准仪或拉线、钢尺检查相邻两板表面高低差2钢尺检查直顺度≤52m靠尺和塞尺检查传力杆位置水平±10钢尺检查，取最大值上下±5钢尺检查，取最大值传力杆水平度±5钢尺和塞尺检查传力杆外露尺寸±10钢尺检查7.3地面质量要求；14 7.1.1地面钢纤维混凝土的抗压强度、抗拉强度（弯拉强度和弯曲韧度比）应符合设计的要求；7.1.2地面厚度应符合设计要求；7.1.3地面表面不应有裂缝、脱皮、外露石子，钢纤维、麻面、积水等现象；7.1.4切缝宽、深、长应符合设计要求，切缝直顺，不得有瞎缝、跑锯；7.1.5嵌缝胶应饱满、密实、缝面整齐；7.1.6地面面层允许偏差应符合表7.3.6的规定：表7.3.6地面面层允许偏差和检验方法项目允许偏差(mm)（国家标准）允许偏差（mm）（本工法标准）检验方法表面平整度53用2m靠尺和塞尺检查缝格平直32拉5m线和钢尺检查1.安全措施8.1.严格遵循国家有关安全的法律法规、标准规范、技术规程和地方有关安全的文件规定。8.2.机械操作及临电线路敷设必须由专业人员进行，激光整平机在操作过程中要遵守该设备的安全操作要求。8.3.施工机具必须符合《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33）的有关规定，施工中应定期对其进行检查、维修，保证机械使用安全。8.4.施工现场临时用电应符合《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46）的有关规定，临时用电采用三相五线制接零保护系统。施工用电保证三级供电，逐级设置漏电保护装置，实行分级保护。现场固定用电设备按设计布置，做到“一机、一闸、一漏、一箱”。8.5.混凝土工在钢纤维混凝土浇筑过程中应穿高筒雨靴并戴好手套。9.环保措施9.1.严格遵循国家有关环境保护的法律法规、标准规范、技术规程和地方有关安全的文件规定。9.2.现场设置洗车池和沉淀池、污水井，罐车在出场前均要用水冲洗，以保证市政交通道路的清洁，减少粉尘的污染。沉淀后的清水重复使用。9.3.废弃垃圾应分类存于垃圾站，并及时运至指定地点消纳。可回收物料尽量重复使用。14 8.1.混凝土在运输过程中应防止遗散，并对遗漏的混凝土及时回收处理。8.2.运输、施工所用车辆和机械的废气和噪声等应符合环保要求。8.3.地面硬化剂应统一堆放，并有防尘措施，在搬运和布散过程中要防止粉尘污染，操作人员应配戴口罩，戴好手套。8.4.施工场界应做好围挡和封闭，防止噪声对周边的影响。9.效益分析激光整平机为进口设备，租赁费用较高，但由于它施工速度快工、施工质量高，因此具有比较好的综合经济效益和社会效益：9.1.由于机械施工的作业工效是人工的3倍以上，因此激光整平机施工可采用大面积的分仓，每仓面积可达到2000m2，而人工刮平在保证质量的前提下，每仓面积宜为400m2，采用大面积分仓可以减少施工缝，保证地面的整体性，同时减少了施工缝处的传力杆、模板支设的费用以及大量的人工费用，以4.4万平方米的地面对比分析如下：图10.1-1人工找平分仓示意图图10.1-2机械找平分仓示意图14 项目采用激光整平仪人工整平比较分仓面积（m2）1866414施工缝长度（m）18144233减少2719米，节省150%传力杆数量（t）5.713.4减少7.7吨，节省135%支拆模板数量（m2）453.51058节省133%振捣刮平人工（工日）5人×33日=16540人×100日=4000节省1700%工期（天）33100缩短350%8.1.施工质量稳定，质量水平高，地面混凝土湿膜平整度可达到1-2mm，耐磨层施工后的地面平整度可达到±3mm，比人工采用刮杠施工，质量更稳定，由于整个地面采用激光控制标高，地面的水平度的控制更为精确，能达到业主高质量的要求，具有良好的社会效益。9.应用实例北京**汽车有限公司增资生产奔驰轿车工程，主厂房地面为220mm厚整体浇筑的金属耐磨钢纤维地面，面积为4.4万平方米，业主要求的技术质量标准严于高于国家标准，其中表面平整度为2m靠尺检查，允许偏差3mm。根据该工程工期紧、质量标准高的特点，我们采用了激光整平机铺筑，带传力杆体系的整套地面施工工艺，实际施工工期为33天（原来按照人工铺筑的计划工期为100天），地面的平整度，颜色均匀饱和度等各项指标均满足业主技术标准的要求，受到了各方一致好评，取得了比较好的社会和经济效益。14'