經驗交流：大面積混凝土金剛砂地面質量控制
發布時間：2010-01-14 共1頁
廣州思偉重工有限公司位于廣州經濟技術開發區西區東江道5號，本工程由生產車間、動力車間、堆場等組成，生產車間采用排架結構，動力車間采用鋼筋砼框架結構，其中生產車間上部為鋼屋架，單層局部四層，建筑面積約10125m2，建筑高度16.72m；動力車間建筑面積200.5 m2，建筑高度6m；傳達室建筑面積51.27 m2，建筑高度3.5m；另有一堆場。生產車間及堆場地面采用金剛砂地面一次抹光成型，基層混凝土厚度300mm，設計強度為C30，整個基礎由732個不同規格的承臺及各承臺間的底板組成，面積為12845 m2，面積較；由于工地位于珠江與東江交匯處，江水漲潮時的水位高，因此生產地板有防滲要求。因此，需要制定出有效的方案對其施工過程中及地面成型后的質量進行控制。
一、裂縫控制
在澆搗基層混凝土時可能發生裂縫的主要原因是：基層混凝土強度等級高，產生的水化熱高；冬季施工，環境溫度低（廣州12~1月份環境氣溫約10℃），混凝土內與環境氣溫溫差；養護不當，混凝土溫度較高時突然澆冷水養護，也會產生無規則的多條微裂縫，裂縫嚴重的可導致底板滲漏。要防止裂縫必須從設計上設置伸縮和后澆帶，并在金剛砂地面完成后割縫，施工中改善施工工藝，降低混凝土溫度應力和提高混凝土自身抗性能這兩方面綜合考慮。
1、配合比設計及試配
為降低混凝土溫度應力，最好的辦法是降低混凝土的水化熱，因此，必須做好混凝土配合比設計及試配工作。
1.1、原材料的選用
1.1.1、水泥：選用低水化熱的粉煤灰硅酸鹽水泥，以盡可能減少水泥用量。本工程選用425號粉煤灰水泥。
1.1.2、細骨料：宜用Ⅱ區中砂，因為使用中砂比用細砂，可減少水及水泥的用量。
1.1.3、粗骨料：在泵送條件下，選用粒徑5~20連續級配石子，以減少混凝土收縮變形。
1.1.4、含泥量：若骨料中含泥量偏多，不僅增加了混凝土的收縮變形，又嚴重降低了混凝土的抗拉強度，對抗裂的危害性很。因此骨料必須現場取樣實測，石子的含泥量控制在1%以內，砂的含泥量控制在2%以內。
1.1.5、摻合料：應用添加粉煤灰技術。在混凝土中摻用的粉煤灰不僅能夠減少水泥用量，降低水化熱，增加混凝土和易性，而且能夠幅度提高混凝土后期強度，并且混凝土的28天強度能接近混凝土標準強度值。
1.1.6、外加劑：采用外加UEA 微膨脹劑技術。在混凝土中添加約10%的UEA。試驗表明在混凝土添加了UEA之后，混凝土內部產生的膨脹應力可以補償混凝土的收縮應力，這樣相應地提高混凝土抗裂強度。
1.1.7、試配及施工配合比確定：根據試驗室配合比設計，每立方米混凝土配合比525號水泥275kg，連續級配碎石（粒徑5~20mm）1031kg，摻合料73kg，外加劑5.28kg，水185kg，坍落度140~160mm。
2、由于基層混凝土厚度僅為300mm，故可采取普通覆蓋、淋水、或噴灑養護進行養護，可保證混凝土內外溫度（中心與表面，表面與外號）＜25℃。
3、施工時需注意的問題：金剛砂地面成型后7~10天通常會在地面與柱交接處發現陰角裂縫，這主要是由于剛度變化，基層混凝土平面形狀轉折處的陰角存在結構豎向裂縫，由頂部向下開縫，上寬下窄，這是由于收縮應力和沉降、溫度應力等共同作用，在角部形成集中應力超過混凝土抗拉強度所造成的。為了防止陰角部位混凝土產生裂縫，除從設計方面盡量少用凹凸的平面形成，并且在陰角處采用附加鋼筋等構造措施外，還應在施工方面保證陰角部位的混凝土施工質量，及時覆蓋、淋水、或噴灑養護劑進行養護，并控制拆模時間不宜過早。
4、表面處理
4.1、金剛砂簡介：
地面硬化劑可分為兩種，一種為非金屬地面硬化劑，另一種為金屬地面硬化劑，兩種硬化劑是非金屬或金屬骨料與標準波特蘭水泥及其他滲合料組成，開袋后即可使用。它具有很高的強度和耐磨性、防塵，有效增加地面的防油性、且縮短工期。一般用于須耐磨且防塵的工業地面。其28天強度；非金屬地面硬化劑地面80mpa；金屬地面硬化劑地面91mpa。施工完畢48~72小時后可能開放行走：7~10天后輕型貨車可以行駛；28天后可以正常使用。
4.2、金剛砂地面的施工方法：
基層混凝土振搗要及時，先振搗料中處混凝土，以形成自然流淌坡度，然后全面振搗。為提高混凝土的極限拉伸強度，防止因混凝土沉落而出現裂縫，減少內部微裂，提高混凝土密實度，還采取二次振搗法。在振搗棒撥時混凝土仍能自行閉合而不會在混凝土中留孔洞，這時是施加二次振搗的合適時機，但也不能過振，防止離析。由于泵送混凝土表面水泥較厚，澆筑完基層混凝土3~4h內初步用長刮尺刮平，初凝前用鐵滾筒碾壓2遍，再用木抹子搓平壓實，以控制表面龜裂，并能減少混凝土表面水分散發，然后用專用抹光機加圓盤進一步平整混凝土，保證混凝土表面平整、密實。在混凝土初凝后，終凝前開始撒播硬化劑，同時使用抹光機加圓盤壓實抹平。24小時后即在完成面割縫，防止出現冷裂縫。
約1~2小時后，再重復一次撒播及壓實的操作；最后用抹光機加刀片進行拋光密封，同時手工修補邊角部分；最后噴灑養護劑或覆蓋薄膜，防止水分快速揮發引起開裂。從混凝土整平到覆蓋養護，所有操作過程保持在24小時內完成。施工完成2~3天后可開放行走，并在完成面割縫，防止出現冷裂縫。
5、養護措施：采取普通淋水養護。
6、健全施工組織管理：在制訂技術措施和質量控制措施的同時，還落實了組織指揮系統，逐級進行了技術交底，做到層層落實，確保順利實施。
7、施工中應注意的問題
7.1、盡量縮短混凝土的運輸時間，合理安排澆筑順序，及時卸料；在澆筑前，用水沖洗模板降溫；泵管用麻布包裹，以防日光暴曬升溫；
7.2、保證振搗密實，嚴格控制振搗時間，移動距離和插入深度，嚴防漏振及過振；
7.3、保證混凝土供應，不隨意留置施工縫；
7.4、做好現場協調、組織管理，要有充足人力、物力、保證施工按計劃順利進行。
二、平整度、光潔度的控制
本廠房坪表面采用原狀混凝土表面摻入硬化劑以增加其表面硬度，施工過程中混凝土經過簡單處理（長刮尺刮平、滾筒輾壓）后并在初凝前采用專用機械鏝表面磨光，養護后的表面硬度能達到較重荷載的承重要求而不損壞。
對于此類做法，一方面節約了地坪表面另外增加的一道20mm厚的水泥砂漿整體面層的費用從而節約了投資，另一方面因為在結構層高不變的情況下，減少了20mm的水泥砂漿整體面層的厚度，從而使房間的凈空高度增加了20mm。
另一方面，此類做法降低了設計難度。因為三角洲地區多為軟土地基，地基的承載能力相對較弱，處理地基承載的費用相對于整個工程造價來說較高，水泥砂漿密度按2000kg/m3計算，此時若減少一道20mm厚的整體砂漿面層的重量，則每平方米建筑面積減輕結構自重1×1×0.002×2000=40(kg)，而本廠房建筑的地面均布荷載的設計標準值為3000kg/m2，故相當于減輕荷載40/3000=1.33%，使得地基處理的費用相應有所降低，從而減小建設單位的投資及設計單位的設計難度。
再者，施工方便。相對于住宅建筑剪力墻結構來說，采用直徑為1m 的圓盤抹光機進行金剛砂地面處理時，開間的廠房具有足夠的操作面，除地面與廠房柱接茬處需手工進修磨外，均可進行機械操作，減少了因工人技術素質不能滿足要求帶來的精度降低。
一次性成型混凝土地坪施工難度的分析
1.1、現行規范中沒有對一次性成型混凝土地坪的質量驗收標準進行標注。根據《混凝土工程施工質量驗收規范》，關于混凝土地坪（毛地坪）平整度的要求為8mm，一般均能滿足，但是施工過程中唯一能參照的驗收標準只能按《建筑地面工程施工質量驗收規范》中的砂漿面層地坪的平整度（4mm），這樣，對施工單位來講，相對于砂漿面層，一次性成型混凝土地坪施工方面的難度增加。
1.2、由于設計要求地面一次成型后方可進行上部結構的施工，施工過程中的對已成型的地面的破壞的可能性很。柱及圈梁以及鋼屋架施工過程中的排架搭設與拆除過程中均有可能破壞已成型的地面，造成產品保護的技術措施費用及管理難度增加。
控制措施
鋼筋綁扎完畢后，將水準儀放置在現場周圍，由控制點引入標高，在地板鋼筋每4m×4m焊接一條垂直地面方向的鋼筋，將鋼筋截斷在地面成型標高的位置，澆灌混凝土時由裸露的鋼筋頭控制地面成型標高，澆搗混凝土時厚度略高于鋼筋頭，隨即振搗密實，然后以鋼筋頭為標志，檢查平整度，在二次長刮尺刮平時再進行標高復核，保證標高誤差控制在4mm以內。混凝土初凝后，開始做金剛砂地面，并在安放豎向鋼筋的位置用木抹子用力搓打抹平，將金剛砂和混凝土漿混合，使面層達到緊密結合。
金剛砂地面成型后，要落實好產品保護的技術措施，達到上人強度的2~3天內要求澆水養護，并覆蓋2~3層薄膜，防止水分快速揮發的同時起到保護地面的作用。在后續主體結構施工過程中，材料上落實人工提升，嚴禁拋落。吊裝鋼屋架時由于汽車吊必須開進廠房內部，因此要求地面鋪20mm厚的沙，并在車吊支撐架下交叉墊2層10×10木枋，以防止集中荷載過破壞地面。
結束語：
經現場檢查，本基礎未發現溫度變形裂縫，地面平整度、光潔度一般能滿足要求。實踐證明，在優化配合比設計，改善施工工藝，提高施工質量及加強養護等方面采取有效技術措施，堅持嚴謹的施工組織管理，完全可以控制混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發生，達到良好的自防水抗滲效果；提高管理力度，認真落實制定好的技術措施，能有效控制一次性成型金剛砂地面的表面平整度和光潔度，滿足廠房的使用要求。
一、裂縫控制
在澆搗基層混凝土時可能發生裂縫的主要原因是：基層混凝土強度等級高，產生的水化熱高；冬季施工，環境溫度低（廣州12~1月份環境氣溫約10℃），混凝土內與環境氣溫溫差；養護不當，混凝土溫度較高時突然澆冷水養護，也會產生無規則的多條微裂縫，裂縫嚴重的可導致底板滲漏。要防止裂縫必須從設計上設置伸縮和后澆帶，并在金剛砂地面完成后割縫，施工中改善施工工藝，降低混凝土溫度應力和提高混凝土自身抗性能這兩方面綜合考慮。
1、配合比設計及試配
為降低混凝土溫度應力，最好的辦法是降低混凝土的水化熱，因此，必須做好混凝土配合比設計及試配工作。
1.1、原材料的選用
1.1.1、水泥：選用低水化熱的粉煤灰硅酸鹽水泥，以盡可能減少水泥用量。本工程選用425號粉煤灰水泥。
1.1.2、細骨料：宜用Ⅱ區中砂，因為使用中砂比用細砂，可減少水及水泥的用量。
1.1.3、粗骨料：在泵送條件下，選用粒徑5~20連續級配石子，以減少混凝土收縮變形。
1.1.4、含泥量：若骨料中含泥量偏多，不僅增加了混凝土的收縮變形，又嚴重降低了混凝土的抗拉強度，對抗裂的危害性很。因此骨料必須現場取樣實測，石子的含泥量控制在1%以內，砂的含泥量控制在2%以內。
1.1.5、摻合料：應用添加粉煤灰技術。在混凝土中摻用的粉煤灰不僅能夠減少水泥用量，降低水化熱，增加混凝土和易性，而且能夠幅度提高混凝土后期強度，并且混凝土的28天強度能接近混凝土標準強度值。
1.1.6、外加劑：采用外加UEA 微膨脹劑技術。在混凝土中添加約10%的UEA。試驗表明在混凝土添加了UEA之后，混凝土內部產生的膨脹應力可以補償混凝土的收縮應力，這樣相應地提高混凝土抗裂強度。
1.1.7、試配及施工配合比確定：根據試驗室配合比設計，每立方米混凝土配合比525號水泥275kg，連續級配碎石（粒徑5~20mm）1031kg，摻合料73kg，外加劑5.28kg，水185kg，坍落度140~160mm。
2、由于基層混凝土厚度僅為300mm，故可采取普通覆蓋、淋水、或噴灑養護進行養護，可保證混凝土內外溫度（中心與表面，表面與外號）＜25℃。
3、施工時需注意的問題：金剛砂地面成型后7~10天通常會在地面與柱交接處發現陰角裂縫，這主要是由于剛度變化，基層混凝土平面形狀轉折處的陰角存在結構豎向裂縫，由頂部向下開縫，上寬下窄，這是由于收縮應力和沉降、溫度應力等共同作用，在角部形成集中應力超過混凝土抗拉強度所造成的。為了防止陰角部位混凝土產生裂縫，除從設計方面盡量少用凹凸的平面形成，并且在陰角處采用附加鋼筋等構造措施外，還應在施工方面保證陰角部位的混凝土施工質量，及時覆蓋、淋水、或噴灑養護劑進行養護，并控制拆模時間不宜過早。
4、表面處理
4.1、金剛砂簡介：
地面硬化劑可分為兩種，一種為非金屬地面硬化劑，另一種為金屬地面硬化劑，兩種硬化劑是非金屬或金屬骨料與標準波特蘭水泥及其他滲合料組成，開袋后即可使用。它具有很高的強度和耐磨性、防塵，有效增加地面的防油性、且縮短工期。一般用于須耐磨且防塵的工業地面。其28天強度；非金屬地面硬化劑地面80mpa；金屬地面硬化劑地面91mpa。施工完畢48~72小時后可能開放行走：7~10天后輕型貨車可以行駛；28天后可以正常使用。
4.2、金剛砂地面的施工方法：
基層混凝土振搗要及時，先振搗料中處混凝土，以形成自然流淌坡度，然后全面振搗。為提高混凝土的極限拉伸強度，防止因混凝土沉落而出現裂縫，減少內部微裂，提高混凝土密實度，還采取二次振搗法。在振搗棒撥時混凝土仍能自行閉合而不會在混凝土中留孔洞，這時是施加二次振搗的合適時機，但也不能過振，防止離析。由于泵送混凝土表面水泥較厚，澆筑完基層混凝土3~4h內初步用長刮尺刮平，初凝前用鐵滾筒碾壓2遍，再用木抹子搓平壓實，以控制表面龜裂，并能減少混凝土表面水分散發，然后用專用抹光機加圓盤進一步平整混凝土，保證混凝土表面平整、密實。在混凝土初凝后，終凝前開始撒播硬化劑，同時使用抹光機加圓盤壓實抹平。24小時后即在完成面割縫，防止出現冷裂縫。
約1~2小時后，再重復一次撒播及壓實的操作；最后用抹光機加刀片進行拋光密封，同時手工修補邊角部分；最后噴灑養護劑或覆蓋薄膜，防止水分快速揮發引起開裂。從混凝土整平到覆蓋養護，所有操作過程保持在24小時內完成。施工完成2~3天后可開放行走，并在完成面割縫，防止出現冷裂縫。
5、養護措施：采取普通淋水養護。
6、健全施工組織管理：在制訂技術措施和質量控制措施的同時，還落實了組織指揮系統，逐級進行了技術交底，做到層層落實，確保順利實施。
7、施工中應注意的問題
7.1、盡量縮短混凝土的運輸時間，合理安排澆筑順序，及時卸料；在澆筑前，用水沖洗模板降溫；泵管用麻布包裹，以防日光暴曬升溫；
7.2、保證振搗密實，嚴格控制振搗時間，移動距離和插入深度，嚴防漏振及過振；
7.3、保證混凝土供應，不隨意留置施工縫；
7.4、做好現場協調、組織管理，要有充足人力、物力、保證施工按計劃順利進行。
二、平整度、光潔度的控制
本廠房坪表面采用原狀混凝土表面摻入硬化劑以增加其表面硬度，施工過程中混凝土經過簡單處理（長刮尺刮平、滾筒輾壓）后并在初凝前采用專用機械鏝表面磨光，養護后的表面硬度能達到較重荷載的承重要求而不損壞。
對于此類做法，一方面節約了地坪表面另外增加的一道20mm厚的水泥砂漿整體面層的費用從而節約了投資，另一方面因為在結構層高不變的情況下，減少了20mm的水泥砂漿整體面層的厚度，從而使房間的凈空高度增加了20mm。
另一方面，此類做法降低了設計難度。因為三角洲地區多為軟土地基，地基的承載能力相對較弱，處理地基承載的費用相對于整個工程造價來說較高，水泥砂漿密度按2000kg/m3計算，此時若減少一道20mm厚的整體砂漿面層的重量，則每平方米建筑面積減輕結構自重1×1×0.002×2000=40(kg)，而本廠房建筑的地面均布荷載的設計標準值為3000kg/m2，故相當于減輕荷載40/3000=1.33%，使得地基處理的費用相應有所降低，從而減小建設單位的投資及設計單位的設計難度。
再者，施工方便。相對于住宅建筑剪力墻結構來說，采用直徑為1m 的圓盤抹光機進行金剛砂地面處理時，開間的廠房具有足夠的操作面，除地面與廠房柱接茬處需手工進修磨外，均可進行機械操作，減少了因工人技術素質不能滿足要求帶來的精度降低。
一次性成型混凝土地坪施工難度的分析
1.1、現行規范中沒有對一次性成型混凝土地坪的質量驗收標準進行標注。根據《混凝土工程施工質量驗收規范》，關于混凝土地坪（毛地坪）平整度的要求為8mm，一般均能滿足，但是施工過程中唯一能參照的驗收標準只能按《建筑地面工程施工質量驗收規范》中的砂漿面層地坪的平整度（4mm），這樣，對施工單位來講，相對于砂漿面層，一次性成型混凝土地坪施工方面的難度增加。
1.2、由于設計要求地面一次成型后方可進行上部結構的施工，施工過程中的對已成型的地面的破壞的可能性很。柱及圈梁以及鋼屋架施工過程中的排架搭設與拆除過程中均有可能破壞已成型的地面，造成產品保護的技術措施費用及管理難度增加。
控制措施
鋼筋綁扎完畢后，將水準儀放置在現場周圍，由控制點引入標高，在地板鋼筋每4m×4m焊接一條垂直地面方向的鋼筋，將鋼筋截斷在地面成型標高的位置，澆灌混凝土時由裸露的鋼筋頭控制地面成型標高，澆搗混凝土時厚度略高于鋼筋頭，隨即振搗密實，然后以鋼筋頭為標志，檢查平整度，在二次長刮尺刮平時再進行標高復核，保證標高誤差控制在4mm以內。混凝土初凝后，開始做金剛砂地面，并在安放豎向鋼筋的位置用木抹子用力搓打抹平，將金剛砂和混凝土漿混合，使面層達到緊密結合。
金剛砂地面成型后，要落實好產品保護的技術措施，達到上人強度的2~3天內要求澆水養護，并覆蓋2~3層薄膜，防止水分快速揮發的同時起到保護地面的作用。在后續主體結構施工過程中，材料上落實人工提升，嚴禁拋落。吊裝鋼屋架時由于汽車吊必須開進廠房內部，因此要求地面鋪20mm厚的沙，并在車吊支撐架下交叉墊2層10×10木枋，以防止集中荷載過破壞地面。
結束語：
經現場檢查，本基礎未發現溫度變形裂縫，地面平整度、光潔度一般能滿足要求。實踐證明，在優化配合比設計，改善施工工藝，提高施工質量及加強養護等方面采取有效技術措施，堅持嚴謹的施工組織管理，完全可以控制混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發生，達到良好的自防水抗滲效果；提高管理力度，認真落實制定好的技術措施，能有效控制一次性成型金剛砂地面的表面平整度和光潔度，滿足廠房的使用要求。
