耐磨地坪混凝土性能的试验研究

摘要：科技在快速的发展，社会在不断的进步，本文采用干撒混凝土表面硬化剂，提高混凝土表面耐磨性。通过滚珠轴承法测定混凝土耐磨度的大小，研究了表面硬化剂中骨料种类及掺量对混凝土表面耐磨性的影响。结果表明：掺加６０％石英砂骨料的表面硬化剂，能够大大提升混凝土表面耐磨性，且施工性能良好。 关键词：骨料；混凝土；耐磨度

1试验 1.1原材料

水泥：ＰＯ４２．５Ｒ级水泥，比表面积为３６３ｃｍ２／ｇ，３ｄ水化热２８１ｋＪ／ｋｇ，７ｄ水化热３１５ｋＪ／ｋｇ。硅灰：ＳｉＯ２含量高于８５％，比表面积大１５０００ｃｍ２／ｇ。骨料：普通机制砂，细度模数为２．７；石英砂骨料，目数约２０左右，产于成都。外加剂：聚羧酸减水剂，具有减水、分散、抗裂等功能。 1.2试验内容与方法

根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》（ＧＢ／Ｔ ５００８１—２００２）、《纤维混凝土试验方法标准》（ＣＥＣＳ１３：２００９）对试验构件进行立方体抗压强度、抗弯强度试验． 1.2.1立方体抗压试验

１）制作边长１５０ｍｍ的立方体为标准试件，每组３个试件，共８组，４组ＣＦ３０耐磨混凝土，４组Ｃ３０普通混凝土，标准养护．２）将试件从养护地点取出，擦净，检查外观并测量试件尺寸．若实际测量尺寸与设计尺寸之差不大于１ｍｍ，可按设计尺寸计算．试件承压面的不平度应不大于０．０７５ｍｍ，承压面与相邻面的不垂直度不应大于１°，可用砂浆将试件表面麻面填平．３）将试件成型时的侧面作为承压面，安放时试件轴心应对准试验机下压板中心．开动液压万能试验机，当上压板与试件靠近时，调整球铰座，使构件均衡受力．４）对试件连续、均匀加荷，试件强度低于３０ＭＰａ时，加荷速度取０．４ＭＰａ／ｓ；试件强度等于或高于３０ＭＰａ时，取０．６ＭＰａ／ｓ．当试件临近破坏、变形速度增快时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏．记录最大荷载，精确至０．１ＭＰａ．以３个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值，若其中的最大值或最小值与中间值之差大于中间值的１５％，则取中间值为该组试件的抗压强度值；如果两者与中间值相差均大于中间值的１５％，则试验结果无效．

1.2.2混凝土板抗弯试验

１）试件．制作ＣＦ３０耐磨混凝土板及Ｃ３０普通混凝土板各３张，尺寸相同，普通混凝土板三视图如图１所示；标准养护后对混凝土板进行抗弯试验．其中耐磨混凝土板与耐磨体积率为０．２％的工业地坪相仿，普通混凝土板与单层双向１０＠１５０普通钢筋混凝土地坪相仿．２）试验仪器．试验机采用普通液压万能试验机附加刚性分配梁；按三分点加荷，加载点间距５００ｍｍ，试验机上、下压板与刚性组件及测力计之间均应加钢垫板，其不平度应不大于０．０２％；与试件接触的两个支座和两个加压头为直径２０ｍｍ的弧形端面，比试件宽度长至少１０ｍｍ，其中一个支座和两个加压头宜能滚动并前后倾斜．

1.3配合比

通过前期试验探索和总结，以水泥基材料为主体的混凝土耐磨地面主要由骨料、胶凝材料、外加剂等材料混合而成。因此，研究过程中采用了普通砂与石英砂为骨料，胶凝材料为ＰＯ４２．５Ｒ的普通硅酸盐水泥与硅灰，与此同时，掺入一定量的外加剂混合而成，组成水泥基耐磨干粉料，设计配合比见表１。在产品开发过程中，以及其他产品开发的经验的基础上，我们发现，硅灰占胶凝材料的比例为１２．５％对水泥基材料的强度有利，对流动性影响较小，因此配合比中硅灰占胶凝材料比例为１２．５％；外加剂为聚羧酸减水剂，掺量为胶凝材料的０．６％。 2结果与讨论

2.1骨料对混凝土耐磨度的影响

在１５０ｍｍ×１５０ｍｍ试验面上分别进行试验，且每种配方用量相同，均为５０ｇ，与空白组普通混凝土表面（未加表面硬化剂）进行对比，试验数据如图１所示。由图１可以看出，石英砂骨料的表面硬化剂对混凝土耐磨度有较大的提升，是因为石英砂骨料耐磨性较普通骨料好，且掺量在６０％时混凝土耐磨度值最大。随着表面硬化剂中骨料掺量的增加，混凝土耐磨度呈现出先增大，后减小的变化趋势。在表面硬化剂体系中，影响耐磨度的因素主要表现为骨料与水泥基胶凝材料的胶结性能以及骨料自身的耐磨性能。在骨料掺量较少的体系中，胶凝材料较多，骨料与胶凝材料胶结性能较好，但硬化后的水泥基胶凝材料易磨损，导致耐磨度不高；在骨料掺量较多的体系中，由于胶凝材料较少，骨料与胶凝材料的胶结性能较差，在磨损过程中，骨料未能充分发挥耐磨性而发生脱落，从而导致易磨损，耐磨度不高。不同种类的骨料对混凝土耐磨度的影响不同，在骨料比例等其他条件均相同的情况下，石英砂作为骨料的水泥基耐磨材料耐磨度普遍大于普通砂作为耐磨骨料的水泥基耐磨材料。石英砂中石英晶体结晶程度较高，质地坚硬，耐磨度高，造成了石英砂配制水泥基耐磨材料耐磨度高于普通砂配制的耐磨材料。

2.2耐磨及普通混凝土板抗弯试验结果分析

从抗弯强度来看，造价相近的耐磨混凝土抗弯强度明显小于传统钢筋混凝土，仅是传统钢筋混凝土的２５％左右，这是由于含钢量的差异造成的结果．以１８０ｍｍ厚地坪为例，耐磨混凝土含钢量２．８８ｋｇ／ｍ２，而传统单层双向１０＠１５０含钢量８．６２ｋｇ／ｍ２．随着位移的增加，耐磨混凝土抗弯强度明显下降，而普通钢筋混凝土抗弯强度基本稳定，这是由于耐磨混凝土随着荷载的增加受拉区耐磨被逐渐拉断，受拉区逐渐上移导致强度下降；而普通钢筋混凝土钢筋在强化阶段强度得到提高，受拉区不上移．从破坏形态上看，耐磨混凝土构件在加载点处产生破坏，反映出荷载传递性不佳，受力不均匀，侧面反映出含钢量的不足．

2.3 模拟施工试验

经过对水泥耐磨材料的制备研究，优选配合比，即石英砂为骨料，比例为６０％，水泥与硅灰为胶凝材料，分别占胶凝材料总量的 ８７． ５％与１

２． ５％，外加剂掺量为胶凝材料总量的０． ６％。在此基础上，工艺流程如下：１）检测平整度：用２ｍ 刮尺现场检测，原则上２ｍ 之内高差不超过２ｍｍ。２）去除浮浆：使用加装圆盘的机械镘（模板边缘使用木镘）均匀地将混凝土表面的浮浆层破坏掉。３）撒布材料：浮浆去除后将规定用量的耐磨材料分次（６０％，４０％）均匀撒布在初凝阶段的混凝土表面。使用铁锨均匀撒料，并

用刮尺刮平。第一次撒布后，待耐磨材料吸收一定水分后，进行至少 ２ 次加装圆盘的机械镘作业；而后待耐磨材料硬化至一定阶段，进行第２次材料撒布作业。二次撒料后，均应用刮尺重新检查平整度。４）圆盘作业：第２次撒布材料后，待耐磨材料吸收一定水分，再进行４次加装圆盘的机械镘作业；机械镘作业纵、横向交错进行。５）机械镘作业：使用机械镘收光，检查镘刀并清理干净。根据地台表面的硬化情况，进行至少３次不加装圆盘的机械镘作业。机械镘作业在距钢模、墙边 １０ｃｍ 距离停止，边角１０ｃｍ 区域用手工镘收光。６）表面抹光作业：耐磨材料表面的最终修饰是使用手工镘精加工完成。７）养护：施工完毕后，用塑胶布盖在硬化地面上，以防止水分蒸发过快而开裂（耐磨材料终凝前不可用水来养护，因水养护会减低硬化地面硬度）。结语

ａ．同等条件下，随着表面硬化剂中耐磨骨料掺量的增加，混凝土耐磨度呈现出先增大，后减小的变化趋势。掺加６０％石英砂骨料的表面硬化剂，对混凝土表面的耐磨性提升效果最佳，耐磨度最大。ｂ．表面硬化剂的用量，决定了混凝土表面耐磨层的厚度，在一定范围内，随着表面硬化剂用量的增加，混凝土的耐磨度逐步增大。ｃ．通过研究，找到了合适的表面硬化剂配方，且表面硬化剂的使用，应严格执行施工工艺，才能保证工程质量。 参考文献：

［１］ 刘 冰．耐磨地坪的施工要点［Ｊ］．山西建筑，２００９，３５（３）：１８１－１８２．

［２］ 周忠义．彩色耐磨地坪干粉的研制与施工［Ｊ］．新型建筑材料，２００６，３９（３）：３９－４１．