工业厂房混凝土不发火耐磨地面施工的关键技术研究

1 引言

随着工业生产的不断发展，工业厂房的地面面临着越来越高的要求。除了基本的承载和耐磨性能外，许多工业场所还要求地面具备不发火、防静电等特殊功能。这是因为某些工业生产过程中涉及易燃易爆物质，普通混凝土地面在受到金属物体撞击或摩擦时容易产生火花，从而引发严重的安全事故 [1]。因此，研究和应用混凝土不发火耐磨地面施工技术，不仅能够提升工业厂房的安全性，还能延长地面使用寿命，降低维护成本，具有重要的现实意义。

2 不发火耐磨地面的材料特性

2.1 骨料的选择

骨料是不发火混凝土的核心组成部分，其性能直接影响地面的不发火效果和耐磨性。不发火骨料必须具备以下特性：

不发火性：骨料在受到冲击或摩擦时不会产生火花。常用的不发火骨料包括白云石、石灰石、大理石等。这些天然石材的化学成分决定了其在物理作用下不会引发火花。

耐磨性：骨料的硬度和耐磨性是确保地面长期使用的关键。高耐磨性的骨料能够在频繁的机械摩擦下保持地面的完整性，减少磨损和损坏。

强度：骨料的抗压强度和抗折强度必须满足工业厂房的使用要求。一般来说，骨料的强度应与混凝土的设计强度相匹配，以确保整体结构的稳定性。

2.2 耐磨剂的特性

耐磨剂是提升地面耐磨性能的重要材料，通常以金属骨料或合金粉末的形式添加到混凝土中。耐磨剂的主要特性包括：

耐磨性：耐磨剂通过在混凝土表面形成一层坚硬的保护层，显著提高地面的耐磨性。金属骨料耐磨剂的耐磨性能是普通混凝土的数倍。

导电性：部分耐磨剂还具备导电性能，能够有效防止静电的积累。这对于一些对静电敏感的工业场所（如电子厂房、化工厂房等）尤为重要。

与混凝土的相容性：耐磨剂必须与混凝土具有良好的相容性，确保在施工过程中能够均匀分布，形成均匀的耐磨层[2]。

2.3 其他辅助材料

为了进一步提升不发火耐磨地面的性能，通常还会在混凝土中添加膨胀剂、减水剂等辅助材料。这些材料的作用包括：

膨胀剂：膨胀剂可以补偿混凝土的收缩，减少裂缝的产生。这对于大面积工业厂房地面尤为重要，因为裂缝可能导致地面不平整，影响使用功能。

减水剂：减水剂能够提高混凝土的流动性和强度，同时减少用水量，从而降低混凝土的水灰比，提高其密实性和耐久性。

缓凝剂：在某些情况下，为了延长混凝土的初凝时间，便于施工操作，会添加缓凝剂。缓凝剂能够确保混凝土在撒布耐磨剂时仍具有良好的工作性。

3 施工关键工艺

3.1 施工前的准备工作

施工场地清理：施工前，必须对基层进行彻底清理，确保其表面平整、干净，无油污、水渍、浮浆等杂质。对于凹凸不平的基层，应进行找平处理，确保基层的平整度误差不超过5 毫米。

施工设备检查：施工设备包括混凝土搅拌机、运输车、振动器、机械镘等。在施工前，应对所有设备进行检查和调试，确保其正常运行。

材料准备与检验：所有施工材料必须符合相关标准和设计要求。骨料的不发火性能应通过专业检测机构的认证。耐磨剂的耐磨性和导电性也需满足工程要求。

3.2 混凝土浇筑

混凝土浇筑是施工的关键环节，其质量直接关系到地面的整体性能。施工过程中应注意以下几点：

混凝土配合比：严格控制混凝土的配合比，确保骨料、水泥、水和外加剂的比例准确。不发火混凝土的配合比应根据骨料的种类和粒径进行调整，以确保混凝土的不发火性能。

搅拌质量：混凝土搅拌必须均匀，确保骨料和水泥充分混合。搅拌时间应根据搅拌机的类型和混凝土的配合比进行调整，通常不少于 2分钟。

浇筑方法：采用跳仓法进行浇筑，避免施工缝的产生。跳仓法是一种分块浇筑的方法，能够有效减少混凝土的收缩裂缝。在浇筑过程中，应确保混凝土的连续性，避免出现冷缝。

振捣：使用振动器对混凝土进行振捣，确保混凝土的密实性。振捣时，振动器应插入混凝土内部，振捣时间应根据混凝土的坍落度进行调整，通常为 10-20 秒 [3]。

3.3 耐磨剂撒布与压实

耐磨剂撒布是施工中的重要环节，其操作质量直接影响地面的耐磨性能。施工步骤如下：

撒布方法：将耐磨剂均匀撒布在混凝土表面，用量应根据设计要求进行调整，通常为 3-5 公斤 / 平方米。撒布时应使用专用工具，确保耐磨剂分布均匀，无堆积或遗漏现象。

压实作业：撒布完成后，使用机械镘进行压实作业。压实作业应分两次进行，第一次使用圆盘镘进行粗压，第二次使用细镘进行精压。压实过程中，应根据混凝土的硬化程度调整机械镘的压力和速度，确保耐磨剂与混凝土紧密结合，形成均匀的耐磨层。

分缝处理​：分缝设置旨在防止混凝土因温度变化、收缩变形等因素产生不规则裂缝，保证地面结构稳定性。分缝需在混凝土初凝后、终凝前进行，通常采用切缝机切割。切缝间距根据厂房面积、混凝土配合比及当地气候条件确定，一般不宜大于 6m×6m ，缝宽宜控制在 5-8mm ，缝深不应小于地面厚度的 1/3。切缝后，需及时清理缝内杂物，并在地面完全干燥后填充弹性密封材料，如聚氨酯密封胶，确保缝隙具备良好的防水、防尘和缓冲性能，避免外界因素渗入影响地面质量。

开裂处理​：施工过程中或投入使用后，若出现裂缝，需根据裂缝大小、深度及产生原因采取针对性处理措施。对于宽度小于 0.3mm 的细微裂缝，可采用表面封闭法处理，先清理裂缝表面灰尘、油污等杂质，再涂刷环氧树脂胶或聚氨酯胶等渗透性强的封闭材料，使其渗入裂缝内部，填补空隙，阻止水分和腐蚀性介质侵入。当裂缝宽度在 0.3-1mm 之间时，采用压力灌浆法，利用压力设备将环氧树脂浆液或水泥基灌浆料注入裂缝中，使其充满裂缝并粘结牢固，恢复地面整体性。若裂缝宽度大于 1mm 或存在贯穿性裂缝，需先将裂缝周围的混凝土凿除，形成 V形或 U 形槽，清理干净后，铺设钢筋网片增强结构强度，再用高强度细石混凝土或灌浆料重新浇筑修补，待修补材料达到设计强度后，进行表面打磨、抛光等处理，保证地面平整度和耐磨性能。

3.4 表面处理

为了满足地面的光洁度和防滑性要求，需对地面进行磨光处理。磨光时应注意以下几点：

磨光时机：磨光应在混凝土终凝后进行，通常在混凝土表面硬化到一定程度但仍有一定可塑性时进行。此时磨光效果最佳，能够确保地面表面平整、光滑。

磨光方法：可采用机械镘或手工工艺进行磨光。机械镘磨光效率高，适用于大面积地面；手工磨光适用于局部细节处理。磨光时，应根据地面的硬化情况灵活调整操作参数，确保磨光效果均匀一致。

防滑处理：在磨光过程中，可对地面进行防滑处理。例如，通过在地面表面刻划防滑纹或添加防滑颗粒，提高地面的防滑性能[4]。

3.5 养护

施工完成后，应根据环境条件制定科学的养护计划。养护措施包括：

洒水养护：洒水频率应根据环境温度和湿度进行调整，通常每天洒水 3-5 次。洒水时应确保地面表面始终保持湿润状态，避免因干燥导致混凝土收缩裂缝。

覆盖养护：在洒水养护的同时，可采用塑料薄膜或草帘等材料对地面进行覆盖，减少水分蒸发。覆盖材料应紧密贴合地面，确保养护效果。

养护时间：养护时间应根据混凝土的强度增长情况确定，通常不少于 7 天。在养护期间，应禁止人员和设备在地面上行走或作业，避免对地面造成损坏。

4 质量控制

4.1 材料质量控制

材料质量是施工质量的基础，必须严格把控。具体措施包括：

骨料检验：骨料的不发火性能是关键指标，必须通过专业检测机构的认证。检验内容包括骨料的化学成分、硬度、耐磨性等。对于不符合要求的骨料，严禁用于施工。

耐磨剂检验：耐磨剂的耐磨性和导电性是其核心性能指标。检验时，应按照相关标准进行耐磨性试验和导电性试验。耐磨性试验可通过磨耗率测试进行，导电性试验可通过电阻率测试进行。只有符合设计要求的耐磨剂才能用于施工。

混凝土试块制作与留置​：在混凝土浇筑过程中，需按规定制作试块，用于检测混凝土强度等性能。每拌制 100 盘且不超过 100m³ 的同配合比混凝土，取样不得少于一次；每工作班拌制的同一配合比混凝土不足100 盘时，取样不得少于一次；当一次连续浇筑超过 1000m³ 时，同一配合比的混凝土每 200m³ 取样不得少于一次。试块应在浇筑地点随机抽取，每组试块由 3 个标准尺寸（ 150mm×150mm×150mm ）的立方体试块组成，试块制作完成后，需在温度为 20±5^′ ℃环境下静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模，并立即放入温度为 20±2^∘C ，相对湿度为 95% 以上的标准养护室中养护，养护期28 天。

混凝土强度检测与评定​：混凝土强度达到龄期后，采用压力试验机对试块进行抗压强度试验。试验时，将试块安放在压力机的下压板上，试块的承压面应与成型时的顶面垂直，开动压力机均匀加载，加载速度根据混凝土强度等级而定，强度等级

4.2 施工过程控制

施工过程中的质量控制是确保施工质量的关键环节。具体措施包括：

混凝土浇筑控制：在混凝土浇筑过程中，应安排专人进行监督和检查，确保混凝土的配合比准确、搅拌均匀、浇筑连续。对于浇筑过程中出现的问题，如混凝土离析、坍落度不足等，应及时采取措施进行处理。

耐磨剂撒布控制：耐磨剂撒布时，应安排经验丰富的施工人员进行操作，确保耐磨剂分布均匀。同时，应使用专用工具进行撒布，避免人为因素导致的不均匀现象。撒布完成后，应及时进行压实作业，确保耐磨剂与混凝土紧密结合。

表面处理控制：磨光作业时，应根据地面的硬化情况灵活调整操作参数，确保磨光效果均匀一致。对于磨光过程中出现的问题，如地面表面不平整、磨光痕迹明显等，应及时进行修复处理。

4.3 成品保护

设置警示标志：在地面周围设置警示标志，禁止人员和设备在地面上行走或作业。警示标志应清晰、醒目，确保施工人员能够注意到。

覆盖保护：在地面表面覆盖保护材料，如塑料薄膜、草帘等，防止地面受到污染或损坏。覆盖材料应紧密贴合地面，确保保护效果 [5]。

合理安排后续施工：在地面养护期间，应合理安排后续施工工序，避免对地面造成不必要的影响。对于必须在地面上进行的施工工序，应采取相应的保护措施，如铺设钢板等。

5 结束语

混凝土不发火耐磨地面施工是一项技术要求较高的工程，通过合理选择施工材料、严格控制施工工艺和质量，可以有效提高地面的耐磨性、不发火性能和防静电性能，从而为工业生产提供安全、可靠的地面环境。

本文结合实际工程案例，详细分析了施工过程中的常见问题及解决措施，为相关工程实践提供了全面的参考依据。未来，随着技术的不断发展和创新，不发火耐磨地面施工技术将更加成熟和完善，为工业厂房建设提供更有力的支持。

参考文献

[1] 彭曙光 ， 张苑辉 . 工业厂房混凝土不发火耐磨地面施工的关键技术 [J]. 建筑技术，2024，45（6）：45-48.

[3] 曹新叶 ， 陶俊文 . 轻松了解金属防静电不发火材料的施工工艺[J]. 建筑材料，2024，46（3）：56-59.

[4]席欧，李关勇.大型工业厂房关键施工技术研究[J].工业建筑，2023，54（8）：78-82.

[5] 马锦国 . 大面积混凝土耐磨地面施工关键技术的研究与应用[J]. 建筑施工，2022，44（10）：90-94.