谈钢纤维耐磨地面混凝土施工质量控制
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［摘要］本文结合某智慧物流产业园区工程实例，经过不断分析与优化，对钢纤维耐磨地面混凝土质量控制与施工过程控制进行了论述，对工程涉及重要时间节点与指标进行了分析，有助于该类高品质仓储物流地坪工程的风险防范与质量提升。
［关键词］混凝土；钢纤维；耐磨地面；智慧物流
现代物流正成为许多企业发展的核心竞争力，并不断改善着人们的生活质量，大型智慧物流园区的设立也逐步成为城市服务的重要环节。物流园区仓储地坪质量作为其建设工程质量重要评价因素，施工过程受到广泛关注。综合实用性与耐久性，现代物流仓储地坪通常采用钢纤维混凝土覆金刚砂耐磨材料进行施工。其中，钢纤维混凝土力学性能突出，主要表现为具有良好的抗弯、抗拉、抗冲击性能，且能够有效避免结构裂缝的产生，表层辅以金刚砂进一步改善其耐磨、抗渗性能，具有良好的综合性能。本文结合工程实例，对钢纤维耐磨地面混凝土质量控制与施工要点进行了一定研究，为该类工程建设积累一定经验与支持。天津某大型在建仓储物流产业园，采用钢纤维混凝土覆金刚砂耐磨材料进行地坪施工。该工程分为6个仓储库房，耐磨地面面积共计10万m2，设计要求采用CF30混凝土进行浇筑，板厚22mm。钢纤维选用对混凝土抗折强度和弯曲韧性提高效果较好的端钩型钢纤维进行配合比设计，掺量21kg/m3，表1为其物理性能.表层耐磨材料选用西卡彩色矿物骨料干撒式地面硬化剂金刚砂。
1混凝土质量控制
1.1原材料选择
（1）水泥选用安定性较好且水化热较低的普通硅酸盐水泥，关注水泥氯、碱含量，提高混凝土耐久性。考虑到粉煤灰自身密度相对较小，振捣过程中易发生漂浮而影响表层浆体质量，该工程CF30混凝土不掺粉煤灰。矿粉的掺加除对成本控制有积极意义外，有助于减少混凝土经时损失，提高混凝土抗离析、泌水性能，故选用S95矿粉进行拌和。掺合料用量除试验室进行配合比设计外，应结合施工条件，夏季施工有利于矿粉的掺加，冬季施工则应相应减少掺量。（2）天然砂选用Ⅱ区中砂，细度模数2.6～2.8，含泥量≤3.0%，泥块含量≤1.0%。鉴于机制砂往往级配分布不合理情况，若选用机制砂进行生产，应将机制砂各区间分计筛余作为重点监控对象，确保级配分布合理。粗骨料为级配碎石，控制最大粒径，该工程粗骨料粒径为5～25mm。骨料均需关注含杂情况，轻质杂质会在施工过程中上浮形成表面缺陷。（3）外加剂选用聚羧酸高性能减水剂，结合环境与施工情况对外加剂组分进行调整，合理掺量下控制初凝时间4～6h，含气量≤2%，保坍、保水性能良好。
1.2配合比设计
钢纤维耐磨地坪混凝土单次施工面积较大，混凝土自身收缩应力加大，为避免裂缝出现，常采取以下措施：（1）减小自身收缩，可通过改善原材质量，提高致密性，降低细砂与浆体体积分数来实现。（2）减缓收缩过程，可通过合理选择与控制施工环境、规范养护、适当减少外加剂用量来实现。（3）提升自身抗力，可通过减小水胶比与控制掺合料用量，增强混凝土结构内部抗拉强度来实现。（4）提高骨架约束，可通过改善骨料级配，提高骨料（尤其粗骨料）体积分数，在满足混凝土和易性前提下尽可能降低砂率来实现。由于钢纤维的存在，混凝土内部钢纤维界面附近结构发生改变，为保证砂浆对钢纤维的握裹作用，避免缺陷产生，不可一味降低砂率与浆体量。与普通混凝土配合比设计相比，为保证钢纤维混凝土和易性，在水胶比不变的前提下，每增加0.1%体积率钢纤维掺量提高1kg单方混凝土用水量。此外，为提高耐磨地面使用周期，应整体考虑材料级配，提高混凝土密实度，保障混凝土强度。
1.3生产过程控制
混凝土生产前，应提前对料场砂、石骨料进行核查。生产过程中钢纤维常随石子进行投放，商品混凝土搅拌站应调节皮带传输速率及相关配套参数，避免钢纤维投料过快造成堆积，同时投料作业应采用震动式分散机进行，避免结团。投料顺序为（砂＋水泥＋矿粉）→（石＋钢纤维）→（水＋外加剂），搅拌时间宜较正常混凝土延长60s，并根据出机后钢纤维实际分散情况进行调整。
1.4性能控制
地坪混凝土坍落度要求(160±20)mm，实际施工过程中宜控制在160～180mm，坍落度过小不利于激光找平与后续提浆作业，并会延长该部分作业时间，进入后续车辆混凝土坍落度损失增大的恶性循环。坍落度过大同样易出现施工障碍与混凝土结构缺陷。混凝土和易性控制与外加剂用量密切相关，须严格加以控制。聚羧酸高性能减水剂内配有缓凝组分，外加剂掺量的大幅变化会引发混凝土凝结时间的显著改变，从而影响混凝土性能与施工进度。外加剂掺量不足，在实际施工过程中易出现人为加水调整工作性现象，导致用水量超出，水泥浆体强度、致密性降低，加大混凝土后续收缩，不利于耐磨材料粘结，从而引发起砂、空鼓、开裂等风险。此外，强度和致密性的降低危害混凝土耐久性，相对疏松的内部结构在表层耐磨材料受到损伤后也会加剧钢纤维锈蚀。外加剂超量则会造成混凝土匀质性变差，影响钢纤维垂直分布，掺量过多会发生离析、泌水现象，在产生类似用水量超出影响之外，外加剂过掺极易导致混凝收缩加剧而产生裂缝，严重影响工程质量。
2施工现场质量控制
2.1准备工作
仓储库房区域清除杂土进行原位夯实，采用级配碎石进行整平，并浇筑8mm厚混凝土垫层。钢纤维混凝土采取跳仓浇筑，设置传力杆。模板安装过程中，临墙位置使用10mm厚条状等混凝土设计高度挤塑泡沫板与混凝土进行分隔，支撑柱位置使用条状木模做菱形切割，菱形区域内留隔离缝进行二次浇筑。钢纤维混凝土施工前，预先在垫层面层上铺设一层具有良好防渗和隔离作用的PE塑料薄膜，薄膜厚度≥0.15mm，薄膜间搭接宽度400mm，该类薄膜具有良好的耐老化性能。钢纤维混凝土需在库房二层梁板与侧墙砌砖作业完成后方可进行浇筑，避免阳光直射与过堂风。根据不同季节天气合理安排作业时间，本工程为夏季施工，每次浇筑时间约为8h，安排时间段为15:00～23:00，浇注与正常养护前过程错开气温峰值。
2.2过程控制
该工程钢纤维混凝土采取自卸方式进行卸料，设计混凝土厚度为220mm，混凝土搅拌运输车活动卸料溜槽端部距作业面1m，每次卸料控制混凝土流动半径在2m以内，落点避开模板附近1m内位置。混凝土浇筑与找平作业交叉进行，该地坪表面平整度要求≤3mm，先人工将堆料高度控制在超出预设标高10～20mm，然后使用混凝土激光整平机进行找平（综合振捣、压实、整平），同时对超出激光找平机作业范围混凝土使用铝合金刮杠进行人工找平。平整度是耐磨地面质量控制的重要指标，除影响混凝土自身外，还影响叉车作业稳定性和使用寿命，耐磨地面施工过程中必须高度重视并时时监测，及时采取有效措施进行保障。待已浇筑钢纤维混凝土临近初凝状态（约3～5h），施工人员踩在上面留有3～5mm脚印，上带圆盘抹平机对混凝土表层进行提浆作业。提浆与金刚砂撒布作业时间节点必须根据环境与混凝土状态而定，过早撒布金刚砂易下沉失去目标效果，过晚易与混凝土粘结困难而带来后期起皮风险。提浆过程中，检查有无钢纤维冒头及其他可视混凝土缺陷，及时修整。混凝土表层出现原浆即可视为提浆作业成型，使用铝合金刮杠进行刮平并使用靠尺对平整度进行复核。提浆作业完成后，进行金刚砂撒布作业，金刚砂料材通常分两次进行撒布，首次撒布量宜为总量的1/2～2/3（本工程金刚砂撒布量为5kg/m2，首次撒布量3kg/m2）。金刚砂料材应优先撒布边角等易失水部位，不得过力抛洒，以免金刚砂混合料材自身分离，同时要确保料材在混凝土表层分布均匀。首次撒布后较短时间内，待混凝土面层水分通过毛细作用浸润金刚砂料材导致料材表面变暗，使用抹平机进行打磨与提浆。第二次金刚砂撒布不得与首次时间间隔时间过长，以免影响金刚砂粘结，撒布方向宜垂直于首次方向，反复打磨并复核平整度。待混凝土硬化到一定程度，去除抹平机圆盘，使叶片（镘刀）直接与混凝土接触对其进行机械抛光，直至面层平整度与光泽度符合工程要求。
2.3养护及其他
抛光工作完成后6～8h，待面层按压无指印即可涂刷养护剂，涂刷完成后覆盖PE薄膜进行养护，养护时间不少于14天。夏季混凝土地坪切缝时间以不造成混凝土结构破坏为限，尽量前移。本工程依据系列同条件试块强度，参照成熟度法推定混凝土早期抗压强度，在实际切缝过程中不断优化，最终选择抛光作业完成后12～24h进行切缝作业。钢纤维混凝土坍落度要求较小，产生一定经时损失后无法正常使用，为避免二次调整，应就近选择商品混凝土搅拌站进行供应，不宜远距离运输。施工过程中抽测钢纤维含量，发现有钢纤维成团现象及时剔除。
3结语
金刚砂耐磨地面质量控制涉及多个环节，主要体现在混凝土质量控制与施工过程控制两方面。混凝土方面要加强原材料质量与和易性、耐久性控制，施工过程方面主要为各作业时间节点选择与规范化程度（含设备精准度）。结合实际情况，强化流程管理，量化作业内容，减少人为干扰，对工程质量的提高与施工办法的推广具有积极意义。
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作者:王健 张忍 单位:天津金隅混凝土有限公司
