该文章主要阐述了当前
工业地坪领域的最高技术发展水平，并对传统的技术和施工工艺进行了回顾。
地坪的安装取得了适当改进，但仍然是费时费力。要提高安装速度就必然考虑不同的化学现象和施工技术。聚脲体系可以提高多数情况下的地坪安装速度和功能性，但不是说适用于任何项目的施工。
传统的地坪处理
尽管工业上用于地坪的底材多数都是混凝土，但因为混凝土产品的自身性质，它不能作为长期的耐磨损表面来使用。连续的交通会让混凝土起尘并破碎。暴露在冲击、振动和重负条件下，就会使混凝土出现裂纹和坑洼。湿气和化学物会渗透到多孔的表面，并引起混凝土的多种物理和化学变化。在严重的情况下，这些化学物会最终穿透混凝土并污染土壤或含水土层。
多种不同的地坪表面处理方法都使用过，包括木板、橡胶、亚麻子油和硅酸盐水泥硬化剂。每一种方法都能达到一定的目的，但对于更广泛的工业市场来说这些都不是最理想的表面。木板在重型生产工厂广泛使用，究其原因是它耐冲击、吸油并能保持一个相对防滑的表面。但是，木板在这些条件下会退化，并且要替换这些木板块就需要大量的劳力，工厂还要停工。橡胶地坪也具有耐冲击性，并在潮湿的环境下还能保持防滑，但却易被撕破和削除。橡胶地坪多数都是成片安装的，所留下的接缝就是不耐用的地方，这些地方会形成底切，失去粘附以及造成混凝土的污染。用亚麻子油和硅酸钠处理过的混凝土会有一个致密的混凝土表面，不象未处理过的混凝土那样多孔。然而，这些处理方式却不能保护混凝土长期在重型工业中应用。
渗透型的混凝土密封剂和硬化剂可以提供最小限度的耐磨，这种可以产生6-20mils（1mil=25微米）厚的涂料，已被广泛接受作为轻型工业或仓库应用的地坪处理方法。因其整体性能和施工的经济性，环氧和聚氨酯涂料也已被广泛使用。通过高反射性和亮度，涂料可以提高设施的照明，而且更光滑的涂层也会有助于设施的维护。这些一至二道涂层的涂料体系可在相对较短的时间内进行施工，而且可以进行滚涂或喷涂施工。涂层的平均厚度为8-15mils，而且根据在涂层上行走的交通情况不同，耐久性和服务期也从1年至5年不等。在过去的10年中环氧技术得到了提高，并具备了100%固含量、零VOC（有机挥发物）和低气味的标准。在另一方面，聚氨酯技术主要是溶剂型的产品，而且只有几款优质产品达到了由环氧产品所建立起来的100%固含量、零VOC（有机挥发物）和低气味的基准。
涂料施工的另一个缺点就是它们不能经受严重的行走交通情况、冲击和长期的磨损。基于此原因，高膜厚的重型体系如自流平的泥浆或灰泥体系也已被使用。材料的数量、安装时间和施工成本要明显高于涂料。因为蒸汽清洁或与处理有关的温度变化情况，灰泥被选择用于要求耐热冲击的表面。灰泥还用于严重交通、钢制轮子推车、或需要“重铺表面”的混凝土。
通过更改加在树脂中的凝集料的类型和数量，就会产生一种泥浆或自流平的体系。自流平体系有着更高含量的树脂，会因其性能特点而沿着混凝土剖面流动。这些体系特别适用于会有橡胶轮通过的通道和混凝土面相对良好的地方。这些体系的维护和修补也取决于使用情况，但存在最多的情况是如何对这些体系进行重涂以保持它们的功能以及悦目的外观。
灰泥和自流平体系在化学性质上都有不同种类可以选用。双酚A基底的环氧因其典型的物理性能和相当较低的成本，是最广泛使用的粘合树脂。环氧可进行配制以满足特别的施工要求如固化时间、面层纹理、颜色、光泽度、粘度和耐化学性。这种化学上的适应性使环氧成为一种广为应用的产品，可作为底漆、粘合剂和面漆使用。Novolac，乙烯基酯或其它树脂可在这些体系中替换使用，以满足更多的耐化学应用。
在环氧化学中一种相对较新的变革就是内部柔韧性的配方变化。这些柔韧的环氧没有使用增塑剂来干涉内部的交联反应，因为该技术会导致环氧随着时间的变化而变脆。而是设计使用了更低交联机能的聚合物。这种材料已被证实，在工业环境下有严重冲击的区域或遭受温度变化的区域上使用非常有效。在柔韧的环氧上撒播凝集料可以提供一个优异的耐磨损表面。不像用于防水应用的聚氨酯弹性体那样，柔韧的环氧在磨损的过程中也对混凝土和凝集料有着超强的附着力。
尽管环氧灰泥已被证实是一种优异的材料可在重型工业中应用，但对于急行列车线路工程和工厂停工时间来说，要安装这些体系所花费的大量时间和劳力就被认为是一种劣势了。灰泥体系施工时要先混合环氧树脂与所选择的凝集料，然后用泥铲涂装到已处理过且底漆过的混凝土表面上。较大区域的施工可允许施工者使用电动工具如电动刮板来更快速地涂装，以及使用电动泥铲将灰泥挤压密实。尽管这一过程可以进行计划并有效操作，但在涂装水泥浆或面漆前，灰泥必须要固化820个小时。这些涂装了面层体系的区域要恢复使用前必须要固化12-24个小时。这种“固有的”时间要求对于较小区域来说至少需要有3-4天的时间来固化，而对于较大区域的设施则需要更长的固化时间。
提高施工速度并减少恢复使用的时间就需要对不同的材料进行审查。在地坪体系中化学上的另外一种相对未充分开发的就是聚氨酯灰泥体系。在水泥与聚氨酯间的复杂化学反应涉及到了异氰酸酯、多羟基化合物、硅酸钙和氢氧化钙。该技术所带来的好处就是相对较快的恢复使用时间。这些体系可分为泥浆型和灰泥浓度的产品，而且可在24小时时限内进行涂装。施工技术与环氧地坪的施工相差不大，也不必使用特殊的施工设备。而且更快的固化时间与更少的施工步骤也就缩短了施工时间。
MMA（甲基丙烯酸甲脂）化学也因其固化速度而被使用，而且也能进行施工。该技术可在更广泛的温度范围内施工并具有良好的颜色稳定性。MMA体系已成功地在装饰方面和工业上应用。MMA是一种游离基催化聚合反应。，在涂装区域上或混凝土内的湿气会通过提取游离基的催化剂，而干涉到这种反应机制。 而施工MMA体系时的气味也是一个非常主要的问题。无论是新建筑还是在修复环境下，气流和通风必须要最大化以防止气味对居民和其他顾客造成的影响。
下一代产品
在建筑工业特别是正在进行中的制造业，施工速度和更短的恢复使用时间已变得越来越重要。需要多重步骤施工且施工步骤间隔夜固化的重型工业地坪体系，被认为施工起来太耗费时间和劳动力。在不降低性能的情况下加快施工速度成为地坪工业的驱动力。
对于重型地坪，环氧、MMA和聚合物改性的水泥灰泥可使用惯常的手工方式进行施工。劳动过程或相关化学物的固化率都会限制施工的速度。要利用固化时间少于1-2个小时的聚合物，就要使用不同的施工技术。油漆或涂料的喷涂施工会更有效并且速度更快。这种施工步骤的使用，为涂料和工业地坪应用的快速聚合物化学的使用打开了大门。
结合着聚合速度，目前只有少数几种体系能够提高施工效率。为了努力达到由环氧灰泥地坪所证实的优势，该体系已被进行更改，在单独的“液态”施工步骤中加上了凝集料，提供1/4英寸厚的重型工业地坪。相对于泥浆型环氧体系来说，最主要的区别和优势是固化的加速以及泵和喷涂输送设备的使用。更快的化学反应和更快的施工速度的结合，使恢复使用周期缩短并降低了劳动成本。还应当指出的是，尽管可以用喷涂设备施工材料，这可以明显地减少较大区域的施工时间，但遮蔽、过量喷涂控制、以及在较多狭小区域的施工都不会节约时间。
结合着更快的施工过程，化学反应速度可瞬间完成。聚脲和聚氨酯聚合反应与几个小时相比可在几秒钟和几分钟内完成。这两种技术都曾用于喷涂施工膜层。每一种技术都可从物理和化学性能上进行比较。
表1：聚脲和聚氨酯物理性能比较
| |
聚氨酯 |
聚脲 |
| 抗张强度 |
2000psi |
2750psi |
| 伸长率 |
100% |
425% |
| 附着力（与混凝土） |
>300psi CF |
>300psi CF |
| 耐磨 |
42mg磨损 |
6.2mg磨损 |
| 可燃性 |
A级 |
A级 |
| 硬度 |
邵氏D40-60 |
邵氏D40-80 |
| 表面温度 |
-20ºF到180ºF |
-50ºF到300ºF |
|
VOC 含量
|
0 |
0 |
| 渗透性 |
0.080gr/100平方英寸 |
0.069gr/100平方英寸 |
表2：聚脲和聚氨酯耐化学性比较
| |
聚氨酯 |
聚脲 |
| 凝胶时间 |
60-70分钟 |
10秒 |
| 完全固化时间 |
48小时@72ºF |
30分钟@72ºF |
| 可浸泡时间 |
7天@70ºF |
12小时@72ºF |
| 无机酸 |
弱 |
弱 |
| 有机酸 |
弱 |
弱 |
| 油 |
好 |
好 |
| 有机溶剂 |
弱 |
弱 |
| 碱 |
好 |
好 |
| 水 |
水解 |
优异 |
| 耐紫外线 |
AR（芬香族）-褪色
AL（脂肪族）-好 |
AR-褪色
AL-好 |
这两种技术的主要区别是聚氨酯是一种催化反应，表现出会因施工时的湿气和温度而受影响。而聚脲却有着更广泛的施工温度并且在-20ºF的低温下也可以施工。这两种化学品都能产生坚固、耐磨且柔韧的膜层。这些喷涂施工的材料可广泛应用于防水、内衬和钢表面涂层。
聚脲所固有的柔韧性和适度的耐化学性，使其成为一种可用于围堰、化学设备车间以及停车场路面的最佳选择。
将聚脲化学的应用扩展到更具侵蚀性的工业环境中，需要将体系进行改进，以适应磨损更严重的情况。尽管停车场路面不会遭受重型工业工厂地坪的同怦境况，但一些导轨会被拔出。停车场路面需要一种能够弥合裂缝且防水的膜层材料，这种膜层还必须是提供能耐冲击、防滑、且耐磨的表面。在工业上也可以使用这种膜层来弥合裂缝并抗热冲击，还结合着更耐久、防滑的磨损层。聚脲已成功地在这些领域中应用，在已处理过且底漆过的混凝土底材上，来使用这种快速固化喷涂施工的膜层。在这道膜层上再施工一道“有纹理的”聚脲来提供防滑耐磨表面。
作为选择，一种慢速固化（3分钟）的聚脲配方可用于施工膜层，在施工后立即撒入凝集料。当使用这种方法时，推荐施工一道聚氨酯面漆将这些凝集料锁定在体系中，并提高体系的颜色稳定性和美观。在重型工业环境中使用聚脲喷涂施工时，需要注意下列情况：
• 表面修补
• 裂缝弥合
• 控制接点填补
• 伸缩接头处理
• 严重冲击
• 高度的交通磨损
• 油和油脂暴露
• 不同的化学品暴露
• 耐热冲击
• 抗穿凿和撕裂
• 可修补能力
• 较短的施工时间
聚脲固有的柔韧性、抗张强度和耐磨性能涵盖所有这些条件。对于这种弹性材料所潜在的穿凿必须要注意处理成较硬的膜层。第二步施工就是使用一种固化较慢的聚脲变体，或一种快速固化的环氧，以便在上面施工凝集料来形成表层或强化该体系。在化学品暴露的条件下，也有必要施工一道最好的耐化学的面层涂料产品。比如一种Novolac环氧，可能会需要在高硫酸如电池厂或污染处理厂这样的环境中使用。另一方面，在食品加工厂则可以指定一种较好的耐化学的聚氨酯面漆。
细节处理
任何一种地坪体系的成功施工都要注意细节、过渡、终止点和修补能力。快速固化体系可能会出现某些独特的问题，在整个成功施工过程中都要注意。
当在混凝土表面上施工时，快速固化的化学性质也曾被怀疑过，因为这些涂料没有时间渗透到混凝土底材中。基于此原因，正确地处理表面已变得非常重要，去除污染物，施工一道能够非常容易渗透到混凝土中的底漆。一种聚脲水性的底漆有着更长的混合使用期，这样它可以渗透到混凝土中并可以在2个小时内进行重涂。也可以使用一种环氧底漆，但环氧必须要固化到可以防止聚脲中的异氰酸酯不会提取环氧胺的一种胶粘状态。当使用这些底漆时，聚脲体系对混凝土的附着被测定超过了混凝土的抗张强度。
对于一种长期应用的重型工业地坪体系，修补也是非常重要的。先不管这种体系可能会多么耐用，某些情况下也会出现因滥用也导致需要进行修补的区域。超过混凝土抗张强度的严重冲击可能不会伤害到涂层体系，但会压碎涂层下的混凝土，这样尽管涂层还保持完好但却失去了附着。聚脲，如环氧体系，当正确处理并涂过底漆后会附着良好。因此，修补可以通过一种刷涂级别的、有着较长混合使用期（5分钟）的配方产品简单完成。在去除掉所有受影响区域后，而且如有必要的话还要修补好涂层下的底材，然后施工一道特殊的粘性底漆，再接着施工一道刷涂级的聚脲产品（慢速固化）。
因为固有的强度和柔韧性，接缝和裂纹可以很容易地使用聚脲来处理。一种自流平的慢速固化的聚脲产品可用于保护控制接合边缘并填补掘出的裂缝。这种产品有着类似柔韧的环氧一样的物理性能，可在这些区域上使用，这些区域在施工1小时后就可恢复应用。
在拱形地基和垂直方向上喷涂施工的聚脲，已在管道内衬和防水应用中提及。地坪和墙面在涂装聚脲膜层之前，较小范围的内凹处可以先涂装一种柔韧的密封剂。这会使清洁更容易而且也会有更少的空缺处可以容纳污垢。作为一种选择，也可在这个内凹处先涂装一道聚脲，可以增加对顶角上的膜厚。
对于边角处的终止点和排水处也需要象其它地坪体系一样进行处理。要终止的边缘处都要锯开并锲入，使边缘处牢牢附着。地坪上的排水处也入锲入到排水边缘，不要越过边缘。这样就会使排水功能正常，并且聚脲体系也会随着排水的流动一起运动。
速度的限制
聚脲的最明显优势就是化学现象上的快速固化，最初的倾向是在所有应用领域内使用这些产品。尽管快速固化和快速施工技术可以明显地缩短在大的开阔区域上的施工时间，但机械、管道系统和其它机械细节这些情况需要预先安装，遮蔽、保护和处理细节，这些都会延长喷涂施工的时间。
粘附强度也是聚脲快速反应化学的另一关心的问题。底材必须要仔细处理，而且为了最大化混凝土的附着还要使用渗透型底漆。当使用另一种不同化学性质的聚脲来做为面漆时，层间附着也需要注意。当考虑使用多道涂层体系时，施工者必须要坚持使用生产商推荐的产品并注意重涂时间。
快速固化体系的美观可能不会太好。利用快速固化材料的优势来施工高膜厚体系，并连续从地坪施工到墙面，也成为了一种劣势。施工商不会过度地固定在材料表面很小的不一致点上，而且产品自身因固化太快它们也不会自流平。
结论
总的来说，有许多的地坪产品和体系可以很好地在重型工业环境下使用。传统的环氧体系已被证实可为多数设施提供优异的耐磨表面。对于更快的恢复使用时间要求，又开发出了许多可供选择的聚合体体系。甲基异丁烯酸脂和聚合物改性的水泥体系也涉及到了施工时间，但性能的丢失也使交易中断。可以利用喷涂或泵进行施工的能力，也允许了聚氨酯和聚脲化学的使用。这些体系可在几分钟而不是几小时内固化，而整个施工并实际上能恢复应用的周期也在1-2天内。聚脲体系有着更广的施工温度范围，而且也可根据适当的地坪施工细节要求进行改性。有许多的工业地坪施工将会受益于这种聚脲技术的优势。不是所有的技术、化学或施工技术能满足所有的环境。聚脲工业地坪提供了另外一种选择。