Industrial Flooring Industrial Flooring Architect

Trong nhà kho và các tòa nhà logistic, kết cấu bê tông và sàn là rất quan trọng đối với hoạt động hiệu quả của các hoạt động. Tuy nhiên, người ta thường quan niệm rằng sàn bê tông là một trong những yếu tố quan trọng nhất của dự án, và nhiều khi sự chú ý tổng thể đến thiết kế và chi tiết xây dựng ít tỷ lệ thuận với tầm quan trọng cuối cùng của nó trong hoạt động hiệu quả của cơ sở. Kỳ vọng là các sàn có diện tích lớn này phải được xây dựng với chi phí thấp nhất có thể và cung cấp dịch vụ miễn phí hàng năm.

Chức năng Sàn Bê Tông Cốt Thép

Tấm sàn bê tông cốt thép được xây dựng để cung cấp một bề mặt với độ mài mòn thích hợp để các hoạt động trong cơ sở có thể được thực hiện một cách hiệu quả và an toàn. Trong trường hợp tấm sàn chịu lực trên mặt đất, tấm bê tông phân bố tải trọng tác dụng mà không bị biến dạng hoặc nứt xuống lớp nền yếu hơn bên dưới. Tấm đỡ cọc được thiết kế như một tấm nền lơ lửng.

Những yêu cầu này cũng có thể áp dụng cho các sàn thương mại khác cho dù chúng là bê tông buôn bán hay được hoàn thiện bằng hệ thống sàn hiệu suất cao. Danh sách kiểm tra sau đây thảo luận một số vấn đề nguyên tắc cần xem xét khi chỉ định và thiết kế tấm sàn bê tông cho các cơ sở hậu cần. Các đặc tính xây dựng tấm cụ thể có thể khác nhau giữa các ngành hoặc thậm chí trong cùng một ngành.

Các yêu cầu về Sàn Bê tông Cốt thép Tiêu biểu cho các cơ sở Kho Bãi & Logistic

  • Hỗ trợ chịu tải hoạt động động và tĩnh mà không bị nứt và biến dạng
  • Giảm thiểu số lượng các mối nối tiếp xúc
  • Sử dụng các khớp cách ly bảo dưỡng không cản trở tốc độ vận hành của các phương tiện lưu thông
  • Cung cấp một bề mặt bền chống mài mòn và không bám bụi
  • Dung sai độ phẳng và độ phẳng thích hợp để hỗ trợ hệ thống xử lý vật liệu (“MHE”)
  • Cân bằng lực kéo kết cấu bề mặt với khả năng làm sạch
  • Tính linh hoạt để thích ứng với những thay đổi có thể có trong mọi hoạt động, ở mọi thời điểm
  • Cung cấp một môi trường làm việc an toàn và dễ chịu

Thiết Kế Chịu Tải của Sàn

Các tấm bê tông chịu lực trên mặt đất phải đối mặt với hai loại tải trọng: tải trọng tĩnh và tải trọng động. Tải trọng tĩnh bao gồm ví dụ, xếp khối, thiết bị và máy móc và hệ thống giá đỡ lưu trữ. Tải động bao gồm thiết bị xử lý vật liệu (“MHE”) và các phương tiện giao thông khác bao gồm: xe nâng hàng, xe nâng pallet và các phương tiện khác.

Tải Trọng Tĩnh

Sàn với tải trọng tĩnh được chia làm 3 loại khác nhau:

Tải trọng hoạt động đều

Tải trọng phân bố đồng đều thường là tải trọng phân bố từ vật dụng cố định lớn, ví dụ như pallet gỗ hoặc cuộn giấy xếp chồng lên nhau. Trong hầu hết các tòa nhà thương mại khác, các tầng của tòa nhà thương mại được thiết kế cho tải trọng danh nghĩa, về cơ bản thấp hơn đáng kể so với tải trọng phân bố trong các khu công nghiệp. Khi máy móc, thiết bị sản xuất được lắp đặt trực tiếp trên sàn thì nền của chúng có thể coi là tải trọng đồng đều. Trong tình huống này, điều quan trọng là phải xem xét và giảm rung động tiềm ẩn.

Ví dụ:

  • Khối tải pallet xếp chồng lên nhau và cuộn giấy (đơn vị tải trọng)
  • Tải trọng từ máy móc và thiết bị cố định
  • Tải trọng danh nghĩa để sử dụng thương mại và giải trí nhẹ
Tải trọng theo điểm  

Tải trọng điểm phát sinh từ bất kỳ thiết bị hoặc cấu trúc nào được gắn trên chân có đế. Hệ thống băng tải cố định cung cấp tải trọng điểm thay đổi và yêu cầu xem xét độ rung. Tải trọng điểm tĩnh phổ biến nhất là từ giá đỡ lưu trữ. Trong hệ thống giá đỡ tĩnh thông thường, tải trọng được truyền đến tấm thông qua các tấm nền. Các tấm nền có diện tích tiếp xúc hiệu quả tương đối nhỏ với sàn. Hầu hết các tấm đế được cố định vào sàn bằng bu lông phân phối tải trọng.

Ví dụ:

  • Chỗ ngồi trong nhà thi đấu
  • Tòa nhà giá đỡ ốp
  • Chân lửng
  • Điểm tải từ máy móc cố định
  • Cần cẩu xếp chồng
  • Chân kệ lưu trữ
  • Bánh xe tải từ thiết bị xử lý vật liệu
Tải trọng theo đường thẳng

như tên cho thấy, là tải trọng tác động dọc theo một đường thẳng, ví dụ trọng lượng của bức tường ngăn bên trong dựa vào sàn, được tính bằng đơn vị lực trên một đơn vị chiều dài. Một số hệ thống lưu trữ hoặc thiết bị gắn trên đường ray là tải trọng tuyến tính có thể được đặt ở bất kỳ vị trí nào trên sàn và có thể có độ lớn đồng đều, bậc hoặc khác nhau.
Ví dụ:

  • Hệ thống kệ dày đặc di động
  • Vách ngăn
  • Thiết bị cố định gắn ray
Tải Trọng Động
Excavator standing on heavy duty cementitious floor in warehouse

Mật độ lưu thông có ảnh hưởng lớn đến sàn và thiết kế của nó. Thiết bị xử lý vật liệu có tải trọng động và tải trọng theo điểm. Xe nâng, xe tải pallet và xe nâng di chuyển pallet và container cho các sản phẩm số lượng lớn hoặc để lấy hàng. Các mặt hàng riêng lẻ được thu thập từ kho lưu trữ, chuyển đến đóng gói và sau đó được chuyển đi. Các loại giao thông khác nhau có thể được phân chia theo chức năng và loại của chúng thành: MHE hoạt động trong khu vực di chuyển tự do và lối đi rộng và MHE hoạt động ở lối đi rất hẹp.

Phương tiện điển hình hoạt động “ở mức sàn” là xe vận chuyển pallet, xe nâng tay hoặc xe kéo, thường có tải trọng tối đa 3 tấn và tải trọng nhỏ chở bánh xe polyurethane. Bề mặt tiếp xúc bánh xe nhỏ và cứng tạo ra áp lực cục bộ cao trên bề mặt sàn. Bề mặt sàn mà thiết bị này hoạt động thường bằng phẳng và bằng phẳng. Thiết bị vận chuyển tải trọng nhẹ này thường được tìm thấy trong phân phối thực phẩm và các trung tâm hậu cần khác. Để tránh hư hỏng khớp và nứt vỡ sau này, các khớp co nên được thiết kế với các khe hở hẹp và / hoặc phủ đầy nhựa dẻo chịu lực để hỗ trợ giao thông.

Lối đi rất hẹp (Very Narrow Aisle) yêu cầu độ phẳng và dung sai sàn cao. Thiết bị này hoạt động trong một lối đi hẹp và cố định giữa các giá đỡ cao, lấy hoặc đặt các pallet. Bánh xe của thiết bị này thường là cao su tổng hợp cứng. Xe có đường đi cố định và thường không gây mài mòn bề mặt sàn. Xe tải này thường có ba bánh và được dẫn hướng bằng đường ray ở hai bên lối đi hoặc bằng dây dẫn cảm ứng. Bề mặt sàn trong khu vực lối đi rất hẹp phải bằng phẳng, không có khe nối rộng, bậc hoặc không bằng phẳng. Trong các cơ sở bán tự động, phải xem xét các khu vực mà xe thường xuyên quay vòng, đặc biệt là khi bánh xe thứ ba quay tại chỗ.

Ở những khu vực di chuyển tự do và lối đi rộng, xe nâng đối trọng có gắn cột buồm (xe nâng hàng) thường được sử dụng để xếp dỡ vật liệu. Khả năng chịu tải có thể từ 10 tấn trở lên, tuy nhiên trong các công trình công nghiệp thường không vượt quá 4 tấn, tùy thuộc vào sự phân bố tải trọng. Chiều cao thang máy bị hạn chế và thường không vượt quá 7 mét. Lốp xe là cao su đặc hoặc khí nén, tạo ra ít áp suất bề mặt hơn so với bánh xe cứng nhỏ. Những loại xe này chịu được các bề mặt không bằng phẳng và có các khe hở khớp nối rộng hơn MVE bánh cứng. Tuy nhiên, lốp xe mềm hơn thường có xu hướng bám các mảnh vụn và mảnh vụn, dẫn đến mài mòn sàn quá mức do độ mài mòn cao.

Concrete floor in warehouse

Thiết Kế Kết Cấu Và Các Loại Sàn Bê Tông Cốt Thép

Để đảm bảo sàn bê tông tiếp tục chịu tải được thiết kế thành công, điều quan trọng là phải thiết kế và thi công lớp phụ cẩn thận như phần sàn chính. Áp lực tác động lên lớp nền do tải trọng thường thấp vì độ cứng của tấm sàn bê tông và tải trọng từ bánh xe nâng hoặc chân giá cao được trải rộng trên diện tích lớn. Do đó, sàn bê tông không nhất thiết phải có sự hỗ trợ mạnh mẽ từ lớp nền. Tuy nhiên, hỗ trợ nâng cấp phải đồng nhất hợp lý không có khoảng trống hoặc thay đổi đột ngột làm mềm hỗ trợ.

Đất nền được coi là đất có vấn đề khi chúng có độ mở rộng cao hoặc có khả năng chịu nén cao như phù sa và đất sét không hỗ trợ đồng nhất hợp lý. Phải tiến hành phân loại đất lớp phụ một cách thích hợp để tránh các lớp nền có vấn đề. Báo cáo phân loại cung cấp thông tin về các biện pháp cải thiện lớp nền cần thiết và các thông số thiết kế cho đặc điểm kỹ thuật của tấm bê tông.

Thiết kế kết cấu của tấm sàn bê tông cốt thép trên mặt đất bị chi phối bởi các điều kiện lớp phụ và tải trọng của sàn. Hai lựa chọn thiết kế là một bản sàn chịu lực trên mặt đất, hoặc một bản sàn treo được hỗ trợ cọc. Nếu sự cố kết của đất nhựa được xác định là một vấn đề tiềm ẩn thì một tấm sàn treo có thể là giải pháp hiệu quả duy nhất, trong đó tấm sàn được xây dựng trên cọc hoặc giữa các dầm nối đất.

Cả hai kiểu thiết kế đều có thể được gia cố bằng lưới thép hoặc sợi, hoặc có thể được dự ứng lực. Công nghệ sợi macro polypropylene đang trở nên phổ biến hơn cho các tấm chịu lực trên mặt đất.

Floor joint in warehouse floor
Hình ảnh: Hệ thống liên kết Sika® FloorJoint S, -XS và -EX là hệ thống giải pháp hoàn hảo cho bất kỳ cấu trúc kho bãi, cơ sở logistic nào. Chúng bằng phẳng, không tạo tiếng ồn và cung cấp khả năng di chuyển gần như không rung lắc cho tất cả các loại xe nâng hàng, giúp loại bỏ vòng bi xe nâng và thúc đẩy hoạt động lưu thông suôn sẻ.

Các Yêu Cầu Của Thiết Kế Mối Nối

Các hệ thống kho bãi và logistic có lưu lượng xe cộ qua lại lớn. Để duy trì chức năng lâu dài và hoạt động an toàn của các công trình này, các vết nứt bê tông ngoài kế hoạch phải được giảm thiểu và sửa chữa, đồng thời các khe co giãn và co giãn theo kế hoạch phải được chi tiết hóa để hỗ trợ giao thông. Việc thiết kế cấp phối bê tông đúng cách, sử dụng cốt thép bê tông, độ bảo dưỡng đạt yêu cầu và khoảng cách các mối nối thích hợp đều góp phần ngăn ngừa nứt. Nứt xảy ra khi ứng suất kéo trong một mặt cắt của bản sàn vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông. Các vết nứt không có kế hoạch trên sàn nhà kho hoặc cơ sở hậu cần sẽ nhanh chóng dẫn đến hư hỏng gây ra các vấn đề về an toàn và có thể gây hư hỏng sản phẩm. Khi vết nứt xuất hiện, chúng phải được làm sạch và lấp đầy bằng nhựa bán dẻo hỗ trợ giao thông.

Thiết kế các khớp cách ly để thích ứng với chuyển động kết cấu bình thường, thường được bịt kín bằng chất trám khe có độ linh hoạt cao. Phương pháp này sẽ không hoạt động trong các nhà kho và kho logistic cần khi khớp cách ly nằm trong một mô hình giao thông. Hệ thống mối nối chuyên dụng phải được chỉ định phù hợp với chuyển động và hỗ trợ giao thông mà không tạo ra sự gián đoạn trên bề mặt bằng.

Về lý thuyết, các mối nối co lại thích ứng với chuyển động tạo ra bởi sự co lại của tấm bê tông khi nó đóng rắn. Trong thực tế, các khớp này tiếp tục chuyển động do nhiệt độ và độ ẩm thay đổi. Các mối nối cưa này phải được lấp đầy ở những khu vực có xe cộ qua lại. Nếu không được xử lý, bánh xe cứng sẽ tác động vào mép khớp dẫn đến hiện tượng bong tróc. Tương tự như việc xử lý các vết nứt, giao thông hỗ trợ một loại nhựa bán dẻo được sử dụng để trám các mối nối này.

Đặc Tính Bề Mặt

Đặc tính bề mặt quan trọng và cần thiết nhất của sàn nhà kho là khả năng chống mài mòn và bám bụi. Ngày nay ngoại hình đẹp, sử dụng màu sắc phản xạ ánh sáng để thẩm mỹ và kiểm soát hướng là những cân nhắc quan trọng.

Chịu mài mòn
Applying dry shake aggregate floor hardeners on freshly placed concrete
Hình ảnh: Mechanical spreading of Sikafloor®-2 SynTop dry shake hardener on fresh concrete.

Độ mài mòn hay khả năng chống mài mòn là khả năng bề mặt chịu được sự suy giảm do các lực cọ xát, lăn, trượt, cắt và va đập gây ra. Các cơ chế mài mòn sẽ khác nhau rất nhiều trong các ứng dụng khác nhau. Sự kết hợp phức tạp của các hành động khác nhau có thể xảy ra, ví dụ: giao thông xe tải, giao thông đi bộ và hành động cạo. Mòn quá mức và sớm có thể do bê tông cường độ dưới quy định hoặc dưới cường độ hoặc cường độ bề mặt yếu liên quan đến điều kiện thi công.

Chất rắc khô làm tăng cứng bề mặt là chất làm cứng hóa học và lớp phủ hiệu suất cao cung cấp các giải pháp hiệu quả về chi phí để đạt được khả năng chống mài mòn cao. Mỗi loại trong số này nâng cao hiệu suất của sàn bê tông và có thể đáp ứng các thông số kỹ thuật cần thiết cho các ứng dụng cụ thể.

Khả năng chống mài mòn của sàn phụ thuộc nhiều vào thành phần của bê tông và độ cứng, dẻo dai của vật liệu phủ, bao gồm cả lớp phủ hoàn thiện. Có một số thử nghiệm có sẵn để đo độ mòn và độ bền va đập. Một số đo độ cứng của chính vật liệu, một số đo khả năng chống mài mòn bề mặt. Tiêu chuẩn EN BS 8204-2: 2002 và ASTM C779 và ASTM C944 đưa ra hướng dẫn về khả năng chống mài mòn, cấp hiệu suất, điều kiện bảo dưỡng và các ứng dụng điển hình.

Kháng hóa chất

Bê tông là một vật liệu xốp có khả năng kháng hóa chất hạn chế. Axit hữu cơ và khoáng phản ứng với chất kết dính xi măng kiềm làm xói mòn bề mặt. Nhiều tác nhân khác, bao gồm hầu hết các loại thực phẩm, dầu và một số hóa chất, tấn công bê tông theo thời gian. Khi có khả năng bị tấn công hóa học, sàn nhà phải được bảo vệ bằng vật liệu và lớp phủ chống hóa chất chống lại chất xâm thực.

Màu sắc & Giao diện
Dry shake hardeners broadcasted directly onto fresh concrete floor in warehouse

Bề mặt cuối cùng của sàn bê tông sẽ không bao giờ đồng nhất như bề mặt được sơn phủ. Sàn bê tông được xây dựng từ các vật liệu tự nhiên, được hoàn thiện bằng các kỹ thuật không thể kiểm soát chính xác như trong quy trình của nhà máy và các điều kiện trong quá trình lắp đặt sẽ khác nhau.

Một sàn bê tông điển hình có một màu xám. Tuy nhiên, có nhiều cách để sản xuất sàn bê tông với màu sắc và kiểu dáng khác nhau. Chất rắc khô làm cứng có chứa sắc tố, mang lại màu hoàn thiện cho sàn. Sàn bê tông có thể được tạo màu bằng cách thêm chất tạo màu trong hỗn hợp bê tông hoặc bằng cách sử dụng thuốc nhuộm axit hoặc thuốc nhuộm gốc nước để tạo màu cho bề mặt. Một cải tiến gần đây sử dụng chất làm cứng màu trong đó các chất màu mịn lơ lửng trong nước được trộn tại chỗ với chất làm cứng sàn dạng lỏng. Các sắc thái màu sáng, như vàng, be, xám nhạt hoặc thậm chí trắng, mang lại độ phản xạ và độ sáng cao hơn trong phòng. Điều này có thể làm giảm yêu cầu chiếu sáng và tiết kiệm chi phí năng lượng. Trong các nhà kho lớn, điều này có thể có tác động lớn đến xếp hạng tính bền vững.

Các vết trát và sự đổi màu do đánh bóng thường là hậu quả của các biến đổi bình thường trong quá trình đông kết của bê tông hoặc do hoàn thiện kém, chẳng hạn như trát quá kỹ. Hợp chất đóng rắn dư thừa có thể gây ra các vùng tối hơn. Những thứ này sẽ hao mòn và biến mất theo thời gian và quá trình sử dụng của sàn mà không ảnh hưởng đến bề mặt.

Chú Thích Cuối

Chỉ khi các yêu cầu kết hợp giữa sự phù hợp giữa khả năng chịu tải, kiểm soát các vết nứt, xử lý các mối nối, dung sai thích hợp và hiệu suất bề mặt mài mòn thì thiết kế sàn mới được xem làm lý tưởng như mong đợi, với hiệu quả và chi phí tối đa. Bất kỳ khiếm khuyết nào trong đặc điểm kỹ thuật hoặc tay nghề sẽ dễ dàng được nhìn thấy bằng mắt thường bởi mật độ sử dụng liên tục trong các môi trường này. Do đó, yêu cầu quan trọng nhất đối với sàn nhà kho và cơ sở logistic cung cấp một nền tảng không có vấn đề cho các hoạt động liên quan đến chức năng, độ bền và tính kinh tế.