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摘要：本文主要针对长期处于高温或大温差极端环境下地面出现裂缝、空鼓、沉降等质量缺陷，破坏了整体性，可能导致设备损坏的问题提出了一种耐高温地面施工技术。即利用改变地面设计构造，优化地面分格缝，采用高性能材料，改进施工工艺来解决此问题。经过实际应用取得了较好的社会、经济效益。
关键词：高温；大温差环境；地面；施工技术
0、前言
我们施工的火力发电厂、化工厂等工业建筑中，许多设备间、烟囱、烟道等的环境温度相比较其他区域都高出许多。一般的设备间温度最高达到40~60℃，火力发电厂烟囱设计排烟温度为150℃左右，最高运行温度为140℃（短时）左右。燃煤机组烟气脱硫装置均采用各种脱硫工艺，未设置烟气加热器（GGH）。若烟气脱硫（FGD）装置不运行，排入烟囱的烟气温度为130～140℃；若FGD装置运行，脱硫后烟气温度约50～65℃。
长期处于高温环境或会出现大温差环境中的地面，若不采措施，地面就会出现裂缝、空鼓、沉降等质量缺陷。破坏了整体性的地面因不能承受机械设备自身及运行所产生的重力，就可能导致地面下沉损坏设备。目前各类高温环境越来越多，对地面耐高温的要求将会越来越严格，解决好地面耐高温问题对各类工业建筑意义深远。
因温度使混凝土产生裂缝的两种情况，在此只分析“外因”不说“内因”，也未研究混凝土自身变形裂缝过程，只重点说明抵抗因温度使混凝提出现质量缺陷的措施。
1 高温环境下地面出现质量问题分析
1.1 基于大温差环境下地面变化的分析
1.1.1一般环境下：机械设备等正常运行，环境温度基本保持恒温，地面温度也不会发生大的改变。
1.1.2大温差环境：在特殊情况下因机械设备检修、停产等，此时热源断开，外部环境温度及地面下温度相对较低，使地面温度急剧下降而形成大温差环境。
∵T2＞T1
∴△T=T1-T2
若△T＞X σmax＞Rf 则混凝土产生裂缝
若△T＜X σmax＜Rf 则混凝土不产生裂缝
T1-变化后地面温度
T2-变化前地面温度
X-使地面产生极限应力的温度临界值
σmax-混凝土产生的最大应力
Rf-混凝土抗拉强度值
由以上分析可以看出当环境温度出现较大变化，达到一定程度时，使地面混凝土应力发生重大变化。当地面混凝土应力大于混凝土抗拉强度值临界值时，就导致地面出现裂缝、空鼓、沉降等质量缺陷。
1.2基于高温环境下地面变化的分析
高温环境对混凝土地面会产生温度应力，当温度达到一定程度，随着时间的推移地面混凝土应力是一个持续积聚的过程。当地面混凝土应力积聚到大于混凝土抗拉强度值即σmax＞Rf 时，地面因释放应力就导致地面出现裂缝、空鼓、沉降等质量缺陷。
应对温度应力的措施主要分为抵抗应力、释放应力或减小应力。抵抗应力：增加温度应力构造钢筋；采用专门的预应力措施。释放应力或减小应力：设置温度伸缩变形缝；设置混凝土后浇带；设置隔热保温性能良好的隔热保温层。通过设置伸缩缝把原本面积整体结构划分为较小的分块，使各块上由于温度应力所造成的变形控制在弹性变形范围内，满足 σmax＜Rf，不至于对地面造成损害。
2、技术原理
经过对地面产生裂缝、起拱、空鼓等质量问题的机理分析，以及对地面构造的研究，解决地面的耐高温问题必须从构造、材料选用这两方面以及地面的细部做法入手。一般地面的构造分为基层与面层，地面结构层的做法以及施工质量决定着地面是否能在特殊环境下起到抵抗地面出现裂缝、起包、沉降等质量问题的作用，从而保证地面及设备不受到损坏。另一方面地面面层所采用的材料性能也是影响地面使用功能的主要影响因素。
3、性能指标
3.0.1、面层耐高温涂料厚度0.6~0.8mm，涂料耐高温范围160℃；
3.0.2、水泥砂浆（细石混凝土）找平层厚度不小于50mm，强度不低于C25；
3.0.3、保温层厚度不小于80mm；
3.0.4、混凝土楼面厚度不小于150mm，强度不低于C35；
3.0.5、分格缝宽度设置15mm~20mm为宜，间距设置为2.5m~3.0m。
4具体实施方式
4.1优化地面结构设计
利用改变地面设计构造，增加一层保温层。其保温特性可以抵抗因检修、停产等设备偶尔停止运行，温度急剧降低形成大温差环境而引起的温度变形裂缝。保温材料其具备一定的弹性可以抵抗地面因干缩、沉降引起的垂直方向裂缝。
图一为：地面构造剖面图。
构件说明：1-耐高温面层；2-细石混凝土层；3-保温层；
4-基层；5-地面分格缝；a-地面分格缝间距。
4.2优化地面分格缝
在地面四周设置分格缝，消除不同构件因温度变化或地面混凝土干缩时所受力不同，而产生变化造成的裂缝。增加分格缝数量，地面分格缝的间距设置在2.5m~3.0m，使地面因高温或大温差引起的水平方向产生的应力消耗在分格缝处。
4.3采用高性能材料。
地面保温层采用“多孔集料全轻混凝土”，其保温性能优、抗压强度高、变形性能好、施工工序简单。粘结层采用聚氨酯粘结剂。填缝材料采用聚氨酯类填缝材料，其比较于沥青基、塑料类、橡胶类等材料技术性能最高。在高温或大温差极端环境下耐久性较好，不溶于水、低温不脆。水泥混凝土地面混凝土强度不低于C25，且加入抗裂纤维，水泥采用粉煤灰水泥，干缩性较小、抗裂性较高。面层采用乙烯酯耐高温防腐涂料，其耐高温性强、耐磨、施工方便、经济合理、环保无污染。砂子采用陶粒砂，其各项性能稳定。
4.4改进施工工艺
4.4.1以往地面施工时分格缝采用木质材料封堵，地面施工完成后再凿除。由于木质材料侵水易膨胀、腐化，在施工完成后不易取出，且容易破坏分格缝边地面，而使分格缝起不到相应的作用。本次研究采用硬质塑料板作为分格缝施工过程模板，其强度、光度及不渗水性完全解决了以往存在的问题，且易于拆除，不损伤地面。
4.4.2对于特殊地面或重要地面，为保证质量可以采取在基层与面层之间设置 “间销”或“隔震垫”。
4.4.3严格控制施工质量。从基层清理到面层施工，为达到预期的施工效果先是前期策划，其次是过程控制，再是效果验证。每一步均严格按照PDCA质量控制过程执行，确保了地面施工质量。
5、结语
采用本技术解决了，长期处于高温或大温差极端环境下的地面出现裂缝、空鼓、沉降等质量缺陷损坏，进而导致机械设备故障，造成经济损失的问题。应用本技术在工业厂房、高温设备间、烟道等工程部位应用可以取到良好的效果，但是其技术基本原理及各类措施均是基于施工现场实际操作、构造方面以及现有材料而做的研究总结，未从设计受力及材料等方面作深层次研究。因此存在一定的片面性，在具体应用时需结合工程实际综合考虑。通过两个工程实际验证取得了良好的社会、经济效益。本成果所使用的各种材料均采用环保型材料，目前市场前景广阔。
论文作者:何宗锋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/20
标签：地面论文; 应力论文; 混凝土论文; 耐高温论文; 温度论文; 裂缝论文; 环境论文; 《基层建设》2017年第9期论文;