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金刚砂硬化耐磨地坪现状材料及施工技术分析

2014/07/11 03:33
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耐磨地坪现状综述

 

摘要:本文将针对当前建筑工程市场上,日渐成熟的金刚砂耐磨地坪,及其相应的材料生产技术、工程施工技术、和工程配套,说明该新型建材产品的相关知识。

一. 术语

1.1. 地面硬化剂:即‘混凝土地面用水泥基耐磨材料’,是由硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、耐磨骨料为基料,加入适量添加剂组成的干混材料。产品有绿色、灰色、红色、黄色、兰色、水泥原色等品种。

1.2. 耐磨骨料:地面硬化剂组份中粒状材料,具有耐磨、填充、骨架作用。以非金属骨料和金属骨料为主。

1.2.1. 非金属骨料:天然石英矿石经机械破碎、分筛制成,或天然沉积石英砂,经水洗、烘干、分筛制成的高纯度石英砂,因不含或含有少量金属成份而得名。广东、广西、江西等地均有富矿。

1.2.2. 金属骨料:金属冶炼过程中合成的耐磨合金或副产物,经机械破碎、分筛制成的粒料,因其具有较高硬度和耐磨性,也称‘金刚砂’。金属骨料品种很多,常用的有:锰铁合金、棕刚玉、硅铁合金等。

1.2.3. 矿渣骨料:金属冶炼中漂浮排出的浮渣,经破碎、分筛制成,因其价值低,通常未经分筛而混装。其主要成分是玻璃态氧化硅、氧化铁、碳等,杂质含量高,脆性大,不适合做成耐磨材料。部分企业以此材料冒充金属骨料。

1.3. 添加剂:地面硬化剂的重要组分,是几种材料的统称,具有增加强度、改善材料施工性能、改善外观效果等优点。合理的添加剂复配,是硬化剂强度提升的保证。

1.4. 金刚砂耐磨地坪:地面硬化剂干撒在初凝混凝土表面,经反复磨搓、抹平、抛光后,形成的加硬耐磨地面,因表面具有金刚石一样的硬度和耐磨特性,统称‘金刚砂耐磨地坪’。有时特指金属骨料金刚砂地坪。

1.5. 基面:金刚砂地坪施工前段工序的统称,包括混凝土地面结构层和找平垫层。混凝土基面浇注、找平、震实、压浆完成后,初凝前开始金刚砂地坪施工。基面要求:C20以上。

1.6. 养护和养护剂:金刚砂耐磨地坪的保湿或加硬保护层,同混凝土地面养护原理、施工方法相似。

针对不同工程需求,须选用不同的养护剂和养护方法。

二. 材料生产技术

硬化剂材料生产借鉴了高强混凝土配制技术,根据工程施工特点,采用干粉预拌配料、硅酸盐材料低湿水化胶凝、结构修补、面层封闭等先进技术,材料配制过程中,充分考虑多方面因素。

2.1. 基料选择;

2.2. 骨料级配、模数;

2.3. 材料配伍的安全性、低碱性能;

2.4. 结构增强;

2.5. 施工性能与配套;

2.6. 地坪表观效果。

三. 执行标准

建材推荐标准 JC/T 906-2002 《混凝土地面用水泥基耐磨材料》。

性能指标如下:

检测项目(单位) 非金属骨料 金属骨料

28天抗折强度 MPa ≥11.5 ≥13.5

28天抗压强度 MPa ≥80.0 ≥90.0

耐磨度比 (%) ≥300 ≥350

表面强度(压痕直径 mm) ≤3.3 ≤3.1

流动度 (mm) 120±5 120±5

四. 工程施工技术

4.1. 垫层混凝土设计和施工(属于建筑设计内容,略。)

 

4.2. 金钢砂地坪施工

4.2.1. 混凝土磨平、提浆

待垫层混凝土稍收水后,具有初凝强度时,启动抹平机(带提浆盘)慢速磨搓、压浆。然后,用尺杆刮平,使混凝土浆面基本平整、均匀。

控制要领:在混凝土具有初凝强度(此时初凝强度包括混凝土凝结强度和失水干硬强度)前提浆。磨搓要求均匀,不得漏搓,根据混凝土表面干湿度适度调整磨搓时间。

4.2.2. 第一次撒料

撒播计划用量的三分之二,注意模边和切缝处增加材料用量,边角加强。要求撒料均匀。

硬化剂在混凝土表面吸水变暗后,启动抹平机磨搓压浆,然后刮平调整。(工艺方法同4.2.1)。

4.2.3. 第二次撒料

紧随上一工序,撒播剩余材料。本工序要求撒播硬化剂的方向与第一次撒播方向垂直。根据第一次撒料的厚薄程度,适量调整撒料量,最终达到硬化剂层厚度均匀。

硬化剂吸水变暗后,启动抹平机,磨搓、压浆。

纵、横磨搓不低于各一遍,最终达到厚度均匀、色泽均匀,表面平整。

 

注意:本工序做工质量的好坏,将影响到金钢砂耐磨地坪的最终强度和地坪整体装饰效果。

4.2.4. 抹平

上一工序完成约2小时,此时垫层混凝土水化胶凝,具有足够强度,硬化剂层基本熟化。

启动抹平机中速压抹(刀片调整为小角度),纵横方向反复抹平。抹平机行车线路视地面干湿度适度调整,一般采用反复包抄式。

4.2.5. 边角手工抹平收光

与4.2.4工序穿插进行,使用抹刀人工压抹。

4.2.6. 抛光

4.2.4抹平工序完成后2~~3小时,此时混凝土垫层终凝,硬化剂层强度明显上升,行人赤脚行走无明显痕迹,启动抹平机,高速抛光。

经验丰富的施工人员,抛光工序完成后,金钢砂地坪具有明显的镜面效果,色泽均匀,穿软底鞋行走表面无痕迹。

一般情况下,金钢砂地坪表面层检测强度可以达到C80~C100混凝土强度。

4.3. 养护

金钢砂地坪施工完成后,应在24小时内完成养护工序。一般情况下,抛光工序后,4~~5小时开始养护,采用喷洒、涂抹养护剂或覆PVC膜保湿等方法。忽视养护,往往造成工程中事倍工功半的后果。

不同的工程需求,选择不同养护剂和养护方法。按目前市场供应的养护剂品种,通常划分为:加硬型、阻碱型和普通保湿型,性能和成本差距较大。

4.3.1. 加硬型:

此类材料多以可溶性硅酸盐低聚物水溶液,加入适量的成膜材料配制而成,成本较高。主要成分SiO32-,具有高活性和反应性,能够渗透进入混凝土内部,发生化学反应。既能弥补混凝土结构中的微观缺陷,又能反应消耗多余的Ca2+离子。使混凝土强度增加比较明显。保湿、保色性能也较好。

市售材料如:加拿大CPD ® LS(硅酸锂类)

美国 阿斯福® (硅酸钠类)

施工方法为:喷洒成膜,滚涂成膜等。

4.3.2. 阻碱型:

此类材料多以高分子材料为主,有油性和水乳性材料两类。

施工方法:涂抹或喷洒在混凝土表面,形成保湿养护膜,成本较低。应用原理为:阻止水分过度散失,减少Ca2+向表面迁移。此类材料对金钢砂地坪的强度增长贡献不大,甚至因Ca2+无法消除,积聚在混凝土结构中造成结构缺陷,而强度损失。

4.3.3. 普通养护:

这是常用的混凝土养护方法,铺散锯木及洒水、围水、覆盖PVC薄膜等。此养护方法无法避免因Ca2+迁移造成的表面泛碱现象。

五. 行业的发展历史

金刚砂耐磨地坪是新型建材的一个分支产品,随着混凝土在工程中应用的普及,以及功能型外加剂的不断丰富和完善的过程中形成的,伴随着用户需求的不断提升,而逐步完善。

70年代中后期,我国科研人员首次提出,并编制了《混凝土地面施工规范》。

80年代初,随着改革开放政策的实施,国外几家建筑材料生产商相继登陆国内建材市场,以麦斯特、西卡、富斯乐为代表,相继在广州、上海开设办事处,并着手生产本地化工作。

90年代后期,麦斯特选择上海开设工厂,西卡、富斯乐选择广州开设工厂。三家外资企业的落地生根,为建材行业带来了新产品的同时,垄断着新型建材行业数年之久。但是,他们看中的是绝对的利益,此产品仅仅作为其产品线中的一个品种,未能进一步推广普及,造成金刚砂耐磨地坪市场长期处在‘神秘’之中,材料和工程均保持暴利状态。

2000年以后,国内出现多家地坪专业公司,成为金刚砂耐磨地坪行业的新生军,推动了工程应用的普及化,使其在几年间得到推广。据不完全统计, 2003年全国市场实际完成约1700万平方米,2004年约2200万平方米,预计2005年市场需求可以达到2800~3000万平方米。金刚砂耐磨地坪保持着每年30%的增幅。

六. 市场行情、市场发展方向

金刚砂耐磨地坪作为建筑材料的一个细小分支,专业研究人员并不多见。目前,国内从事此行业的企业中,专业性公司不多,而且大都是麦斯特、西卡、富斯乐衍生的二代、三代公司,技术来源、独立研发能力差异较大,能够通过JC/T 906-2002标准检测的产品屈指可数。

2004年,广东市场实际完成工程约600万平方米,从事此项业务的公司约150家,具备材料生产能力的不足20家,材料通过标准检测的4~5家。多数公司以代理产品、贴牌生产方式经营。遇到工程类合同,一般采用工程约定验收标准的方式开展业务。因技术隐蔽,信息不对称(供方业务能力强、需方不懂技术)等原因,部分工程中存在水泥砂浆假冒硬化剂的情况,工程质量参差不齐。

还有一种业务现象,部分公司仅以硬化耐磨工程为副业(或附带)产品,属于炒概念类型,实际参与和完成工程不多。

2010年,广东市场预计需求2000万平方米,有望突破2500万平方米,按常规用量5公斤/平方计算,材料需求10万~15万吨。

04年间工程市场分布,基本符合投资趋向。广东、福建市场保持持续上升;上海、浙江市场略萎缩;江苏、江西、湖北市场发展迅速;西南市场基数低、上升最快;北部市场开始形成。这一趋势将在05年更加明显。

05年~06年是市场走向成熟的两年,是关键的两年。

一方面,金刚砂耐磨地坪市场进一步扩大,需求持续增长;另一方面,材料品质差距逐步缩小,施工品质差距拉大,工程整体要求增高。

市场整合时机可能出现,部分非专业生产商,以及缺乏研发能力和施工队伍的企业可能退出,或选择代理、贴牌方式继续经营,工程利润最终趋向合理化。

七. 竞争对手

从目前状况看,参与市场竞争的企业大致划分为:外资企业组成的第一集团,专业地坪公司组成的第二集团,和不经常性参与地坪工程业务的销售公司组成的第三集团,市场份额基本处于10%、50%、40% 。

7.1. 第一集团:麦斯特、西卡、富斯乐等外资直接投资企业。因产品定位偏高,在高端市场方面有优势,市场占有份额不高,并非真正的竞争对手。麦斯特、西卡、富斯乐最早取得材料检测证书。

7.2. 第二集团:专业地坪公司。包括:

一类是衍生的二代、三代、四代公司,如: XXX XXX XXX 等,属于专业性耐磨硬化地坪公司。

另一类是XXX、XXX等环氧地坪公司,耐磨硬化地坪作为其中一项地坪产品,业务网络健全、覆盖面大。目前,XXX通过自有独立研发队伍,其地面硬化剂通过标准检测,取得合格证书。

这些专业公司既是耐磨硬化地坪的推广着,又是市场强有力的竞争者。但是,各企业发展不均衡,存在技术来源、独立研发能力的差异。

7.3. 第三集团:参与地坪工程业务的销售公司。此类公司具有较好社会关系和经济实力,缺乏材料生产技术、施工技术。在工程业务方面,存在炒做倾向。在未来的市场整合中,容易退出,同时是第一、二集团争取和拉拢的对象