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混凝土地坪的耐磨性能 (Abrasion resistance of concrete floors)

Published on 17 February 2022

          2000年以来,业界与国外同行的交流日益深入。从国外引进了大量先进施工设备、材料和工艺,也催生了一批极富竞争力的民族品牌,极大地推动了国内混凝土地坪行业的发展。

          最近5年,在行业协会和精英企业的带领下,业界开始更加重视有关混凝土地坪设计和检测标准的借鉴、制定和应用。金镘刀奖已成功举办多年,就是很好的例证。金镘刀奖采用美国ACI 的F-Number标准,对定向通行(Fmin)和自由通行(FF/FL)地坪的规整度(平整度及水平度)在不同施工工艺下进行分类测评。这个奖项的设立,大幅提升了业界对地坪平整度/水平度这个混凝土地坪最重要的适用性指标的正确认知。本文对平整度/水平度指标不做赘述,我们将详细介绍耐磨性能 – 混凝土地坪的另一个极重要的适用性指标。

混凝土地坪耐磨性能的评判标准

         顾名思义,耐磨性能就是抵御磨损的能力。磨损是地坪表面颗粒或碎屑发生剥离和脱落的过程,也就是表面材料的磨耗。地坪表面的摩擦、碾压、切削和冲击等活动都会引起磨损,且在有些环境条件下还会产生综合影响,所以磨损的机理相当复杂。

         那怎样合理设定混凝土地坪的耐磨等级呢?这当然要考虑地坪的使用环境。BS 8204-2: 2003 Screeds, bases and in situ floorings – Concrete wearing surfaces -Code of practice (现场施工找平层和混凝土地坪 – 混凝土表面耐磨性能 – 实施标准)给出了的依据。以下节选了该标准的两个相关表格进行说明:

 

表格3:耐磨性能分级和检测时磨损深度限值:建议用于原浆收光混凝土地坪

 

耐磨等级

适用条件

适用场合

磨损限值

混凝土种类

AR 0.5
(Special)

承受钢质/硬塑料车轮产生的特别严重磨损和冲击,以及金属物体拖曳

特重工业加工车间;使用非常频繁的仓库等

0.05mm

特殊配合比设计的混凝土

AR 1

承受钢质/硬塑料车轮产生的极高磨损和冲击,

重工业车间;使用频繁的仓库等

0.1mm

AR 2

承受钢质/硬塑料车轮产生的高磨损和冲击,

一般工业和商业

0.2mm

原浆收光混凝土

AR 4

承受中度磨损,橡胶车轮

轻工业和商业

    0.4mm

原浆收光混凝土

 

 
表格4:耐磨性能分级和检测时磨损深度限值:建议用于干撒耐磨混凝土地坪和耐磨砂浆找平层

 

耐磨等级

适用条件

适用场合

磨损限值

混凝土种类

AR 0.5
(Special)

承受钢质/硬塑料车轮产生的特别严重磨损和冲击,以及金属物体拖曳

特重工业加工车间;使用非常频繁的仓库等

   0.05mm

特殊配合比设计的混凝土

AR 1

承受钢质/硬塑料车轮产生的极高磨损和冲击,

重工业车间;使用频繁的仓库等

   0.1mm

AR 2

承受钢质/硬塑料车轮产生的高磨损和冲击,

一般工业和商业

   0.2mm

原浆收光混凝土

AR 4

承受中度磨损,橡胶车轮

轻工业和商业

   0.4mm

原浆收光混凝土

          以上两表除了面层情况不同,基本无异。可见耐磨等级的设定主要是依据地坪的使用环境和客户的特定要求,以满足地坪的耐磨性能为目的。为此表格还给出了对完工地坪是否符合相应耐磨等级的判断依据,即耐磨检测的磨损深度限值。为了更好的理解这个磨损深度限值,下文对EN 13892-4:2002做简单介绍。

混凝土地坪耐磨性能的检测规程

         由于混凝土地坪是现场施工的产品,其耐磨性能受多种因素的影响,如:混凝土质量、强度等级和配合比设计,施工工艺、水平和环境,以及耐磨材料的选择和后期养护等。所以判断完工地坪真实耐磨性能的方法只有现场原位耐磨测试。

          EN BS 13892-4:2002 Methods of test for screed materials - Determination of wear resistance-BCA (找平层材料检测规程 – 确定耐磨性能 – BCA)是用于检测完工混凝土地坪耐磨性能的主流检测规程。其原理是:三个硬质钢轮在标准载荷下在地坪表面旋转一定转数,在一个环形带上造成一定的磨损。通过测量其平均磨损深度,来评估地坪表面的耐磨性能。一般4000平米测一个点,至少三个点。

          检测仪器见下图:

  • BCA测试机(图a):

    - 三个硬质钢轮组成研磨头,切向装配在一个圆形钢盘上,间距相等(图b),钢轮可以在一个名义平均直径为(225 ± 1)mm的环形路径上自由滚动旋转

    - 圆形钢盘,在其上固定配重,由钢轮承受的总载荷为(65,0 ± 0,5) kg

    - 电动机和齿轮箱通过驱动轴连接到研磨头,以设定的转速(180 ± 15) /分钟带动研磨头旋转
  • 标记模板(图c):上有24个孔位,3个一组对应深度计的3个支脚

  • 深度计:3个支脚,中心位置有探针,精度01mm

    BCA

    检测流程简述:

    1 - 将标记模板放置在地坪上,并用记号笔在24个孔内做定位标记。标记定位销的位置。移除标记模板,3个孔位为一组(对应深度计3个支脚)用记号笔编号,共计8个。

    2 - 将深度计依次准确地放置在地坪上8个测量位置上,记录8个初始读数,精度01mm。

    3 - 在定位销标记处钻孔,并用定位销固定BCA检测仪器。

    4 - 启动电机驱动研磨头旋转(2850 ± 10)转,转数达到后电机自动停止工作。

    5 - 重复步骤2,再次得到8个读数。

    6 - 对同一点位的两次读数取差值,并计算平均值,即可得到测试结果。



怎样保证完工混凝土地坪的耐磨性能

        上文提到,影响地坪耐磨性能的因素众多。随着行业的不断发展,对耐磨材料的选择、施工和养护时对环境的控制已较为成熟;施工工艺和施工水平也得到了很大的提升。但是目前业内对影响耐磨性能的关键因素 混凝土,却还是缺乏有效的控制手段。以往的经验表明,如果混凝土出了问题,则地坪的耐磨性能大多不会合格。

        用于地坪的混凝土特别是需施工干撒耐磨的混凝土,必须要有专门的配合比设计,并在施工前进行试配和样板的制作检测。施工时还须随时监测混凝土的含气量、坍落度、温度、蒸发速度等指标。如果需要手工抛洒耐磨材料,则还须重点观测混凝土的泌水和凝结时间。只有这样,才能在混凝土本身这个因素上保证地坪达到设定的耐磨等级。


 

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