蒸壓加氣混凝土砌塊墻體開裂的分析和防裂措施

梁澤洋

(山西省晉中建設(shè)集團有限公司，山西晉中 030600)

蒸壓加氣混凝土砌塊是以水泥、石灰、粉煤灰、石膏等為主要原料，以鋁粉為發(fā)氣劑，經(jīng)磨細、計量配料、攪拌澆筑、發(fā)氣膨脹、蒸壓養(yǎng)護、靜停切割等工序制作而成的微孔塊狀墻體輕質(zhì)混凝土砌塊，是一種節(jié)能、節(jié)土、利廢的新型墻體材料，可節(jié)約能源、保護環(huán)境、改革墻體、提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度。具有質(zhì)輕、隔熱保溫、吸音隔音、抗震、防火、可鋸、可刨、可釘、施工方便等特點，而被廣泛應(yīng)用于民用和公用建筑中。但是，由于蒸壓加氣混凝土塊強度等級低、吸水率高、收縮變形大，經(jīng)常出現(xiàn)墻體裂縫，由裂縫引起滲漏、墻面抹灰空鼓、開裂等質(zhì)量問題。為了有效預(yù)防和控制蒸壓加氣混凝土墻體裂縫現(xiàn)象，必須深入研究裂縫產(chǎn)生的原因，尋求解決問題的辦法。

1 墻體裂縫的原因分析

1)干燥收縮值。紅磚的標態(tài)干縮值在0.1 mm/m以下，且實際干縮值一般只是比標態(tài)干縮值稍小，但任何狀態(tài)下都非常接近。對蒸壓加氣混凝土砌塊，它的標態(tài)干縮值一般為紅磚的3倍～6倍。若要將它的實際干縮值控制在0.1 mm/m，則它的相應(yīng)含水率分別約在9.8%～13.6%。蒸壓加氣混凝土砌塊的平衡含水率約在3.6%～3.8%，這說明，當硅酸鹽制品的實際含水率與平衡含水率接近時，其實際干縮值與紅磚相差不大。在實際應(yīng)用中，只要經(jīng)過一定的干燥期，我們一般可以把它們的實際干縮值控制在0.1 mm/m～0.3 mm/m的范圍，這充分表明嚴格控制新墻材上墻含水率是非常重要的。2)吸水性能。紅磚的吸水性能要求小于23%，一般在20%以下。蒸壓加氣混凝土砌塊的吸水率一般在65%以下，兩者都與平衡含水率相差很大，如果在下雨天氣沒有很好的防雨措施，它們的實際含水率可接近各自的吸水率。如前所述，紅磚的實際含水率對其實際干縮值影響極小，而硅酸鹽制品的實際干縮值卻隨制品實際含水率的變化而發(fā)生很大的變化。3)干縮的速度。加氣混凝土砌塊是一種具有高分散多孔結(jié)構(gòu)的硅酸鹽建筑材料，其結(jié)構(gòu)主要由托貝莫來石、水化硅酸鈣凝膠和水石榴石組成，整個結(jié)構(gòu)總體構(gòu)成堅固的多孔人造石。多孔性是加氣混凝土最主要的特性。加氣混凝土的孔隙率一般達70%～80%，體積飽和含水率達45%，且大部分氣孔的孔徑為0.5 mm～2 mm，平均孔徑約1 mm。同時它們蒸發(fā)含水的速度也比紅磚要慢得多，也就是說它們在大量吸水后在很長時間內(nèi)都會具有一個很大的實際干縮值。有關(guān)試驗數(shù)據(jù)表明，在溫度為(20±1)℃、相對濕度(60±10)%的條件下進行測試，紅磚在3 d內(nèi)干縮完成約90%，水分去掉約60%，而蒸壓加氣混凝土砌塊在3 d內(nèi)干縮完成約15%，水分去掉約50%。故施工中嚴格控制混凝土砌塊的含水率。4)蒸壓加氣混凝土砌塊隨時間推移的收縮變形。對于蒸壓加氣混凝土砌塊，隨著含水量的降低，時間的推移，材料會產(chǎn)生較大的收縮變形。砌塊出釜放置28 d能完成約50%的干縮變形，以后逐漸變慢，1年～2年后材料干縮變形才能停止，但是干縮后的材料受潮后仍會發(fā)生膨脹，脫水后材料會再次發(fā)生干縮變形，但其干縮率有所減小，約為第一次的80%。5)砂漿等產(chǎn)品(材料)的干縮變形而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的大小與實際干縮值成正比，而實際干縮值的大小則與新墻材的標態(tài)干縮值、實際含水率是同方向變化，與產(chǎn)品的齡期是反方向變化。6)砌體的沉縮而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。砌體在砌筑過程及砌筑完成后都會形成沉降收縮，它包括砌體在自重作用下產(chǎn)生的砂漿塑性變形而下沉，也包括墻體材料和砂漿的干燥收縮。其內(nèi)應(yīng)力的大小與砌體的沉縮量成正比。7)溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。溫度的變化會引起材料的熱脹、冷縮，鋼筋混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為砌體溫度線膨脹系數(shù)的兩倍。當溫度變化時，鋼筋混凝土與砌體的變形不同步，由于建筑物是超靜定結(jié)構(gòu)，約束條件下溫度變化引起足夠大的變形時，建筑物將產(chǎn)生溫度應(yīng)力，即在“整體墻”產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的大小與溫度的變化成正比，這種溫度應(yīng)力當作用于構(gòu)件的溫度應(yīng)力超過鋼筋混凝土與砌體的抗拉強度時，將出現(xiàn)裂縫。8)加氣混凝土砌塊切割表面呈魚鱗狀，并有疏松顆粒，若抹灰前未清理干凈，會在砌體和抹灰層間形成隔離層，因粘結(jié)力下降而出現(xiàn)空鼓。9)加氣混凝土砌塊的不均勻性影響。這方面的問題較多，諸如砌塊外形尺寸偏差過大，造成灰縫寬窄不一，抹灰厚薄不勻，導(dǎo)致收縮變形差異;又如加氣混凝土砌塊密度不一致，造成變形也不一致;砌塊缺損(表面孔洞、裂縫、酥松等)也會影響墻體與抹灰層之間的粘結(jié)。以上這些因素都可能導(dǎo)致抹灰層空鼓或裂縫。

2 防治措施

2.1 構(gòu)造措施

由于墻體砌塊存在不同材料的熱脹冷縮、濕脹干縮等應(yīng)力，通過構(gòu)造措施加強約束，防止裂縫。

1)填充墻加氣混凝土砌塊砌筑，砌塊宜與柱、剪力墻采用柔性連接，并應(yīng)符合下列要求:填充墻應(yīng)沿框架柱全高每隔500 mm～600 mm設(shè)2Φ6拉結(jié)筋，拉結(jié)筋伸入墻內(nèi)的長度不應(yīng)小于墻長的1/5，且不應(yīng)小于700 mm。頂層填充墻拉結(jié)筋宜采用沿墻全長貫通設(shè)置。

2)填充墻墻長大于5 m時，墻頂與梁宜有拉結(jié);墻長不小于層高的1.5倍時，應(yīng)在墻的中段增設(shè)構(gòu)造柱;墻高超過4 m時，墻體半高處宜設(shè)置與柱連接且沿墻全長貫通的鋼筋混凝土水平系梁。

3)頂部為自由端的墻體應(yīng)設(shè)置沿墻全長貫通的圈梁。

4)短肢剪力墻、剪力墻中洞口填充墻砌筑參照框架結(jié)構(gòu)設(shè)置拉結(jié)筋。

5)墻體轉(zhuǎn)角處和縱橫交接處宜沿墻高每隔500 mm～600 mm設(shè)拉結(jié)筋，其數(shù)量為每120 mm墻厚不少于1Φ6，埋入長度從墻的轉(zhuǎn)角或交接處算起，每邊不小于1 000 mm。

6)跨度小于0.6 m的過梁可采用30 mm厚水泥砂漿配3Φ8鋼筋的過梁。跨度不小于0.6 m的過梁應(yīng)采用預(yù)制或現(xiàn)澆鋼筋混凝土過梁。過梁支承長度每側(cè)不得小于300 mm。

7)墻體洞口下部應(yīng)放置2Φ6拉結(jié)鋼筋，伸過洞口兩側(cè)長度每側(cè)不得小于500 mm。

8)跨度大于0.6 m的門窗洞口的頂面或洞口上部砌體高度小于洞口跨度1/2時應(yīng)設(shè)計截面寬度與墻厚相同的過梁。

9)窗口標高處應(yīng)沿墻通長設(shè)置60 mm厚的配筋混凝土條帶，配2Φ10縱筋和Φ6的分布筋，用C20混凝土澆筑。

10)墻體洞口寬度一般不得大于2.4 m;進戶門及寬度大于2 m的洞口兩側(cè)、長度超過2.5 m的獨立墻體端部應(yīng)設(shè)截面寬度與墻厚相同的構(gòu)造柱。

11)門窗洞口四角(400 mm×500 mm)范圍內(nèi)應(yīng)用耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布加強。墻體與混凝土梁、柱、板的界面處理:當不在同一平面時，抹灰前沿縫長方向應(yīng)先抹一道寬度為300 mm、厚度為10 mm抗裂砂漿找平層，再將寬度為250 mm的加強型涂塑耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布均勻壓入砂漿面層中;當在同一平面時，用熱鍍鋅電焊網(wǎng)代替耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布。

12)墻體底部應(yīng)采用高度不小于180 mm、強度等級為C20的素混凝土鋪底。

2.2 技術(shù)間隙

1)砌塊生產(chǎn)廠家應(yīng)嚴格按國家標準生產(chǎn)加氣混凝土砌塊。加氣混凝土砌塊應(yīng)存放5 d以上方可出廠。砌塊產(chǎn)品出廠時，應(yīng)成垛綁扎或有其他包裝，砌塊產(chǎn)品必須捆扎加塑料薄膜封包等防潮、防雨措施，并標明生產(chǎn)日期。

2)施工采用的砌塊齡期應(yīng)超過28 d，以降低砌塊自身收縮導(dǎo)致的裂縫。

3)填充墻砌體砌筑，應(yīng)待承重主體結(jié)構(gòu)檢驗批驗收合格后進行。填充墻砌至接近梁底、板底時，應(yīng)留有一定的空隙，砌筑完應(yīng)至少隔14 d后，方可將其補砌擠緊。

2.3 控制砌塊的含水率

砌塊砌筑前24 h澆水濕潤，直到表面充分濕潤為止，砌筑面要達到飽和面干狀態(tài)。但含水率過高，則加氣混凝土砌塊填充墻因砌塊失水體積收縮而出現(xiàn)水平及垂直裂縫，因此應(yīng)控制砌塊的含水率大于15%～20%。雨天施工時堆放在室外的砌塊應(yīng)有遮蓋設(shè)施，不得使用被雨水淋濕的砌塊。當雨量為小雨以上時，應(yīng)停止砌筑并對已砌筑的外墻體進行遮蓋，防止雨水浸入。砌塊應(yīng)提前7 d進入施工現(xiàn)場并置放于室內(nèi)，使砌塊含水率與室外大氣達到大致平衡。被雨水淋濕的外墻體，待其含水率與室外大氣大致平衡后方可進行墻面抹灰。

2.4 施工階段的控制

1)砌筑前進行實地排磚，不足整塊的，可以鋸磚，但不得小于砌塊長度的1/3。上下層十字錯縫，搭接長度不小于塊長的1/3，轉(zhuǎn)角處應(yīng)相互交叉，水平、垂直灰縫要求不大于15 mm。砌塊與墻柱的相接處，必須按規(guī)范預(yù)留拉結(jié)筋，以防因收縮而拉裂墻體。

2)應(yīng)設(shè)置皮數(shù)桿。皮數(shù)桿應(yīng)牢固地豎立在轉(zhuǎn)角、內(nèi)外墻交接處，間距以4 m～8 m為宜，墻體每天砌筑高度限定在1.5 m左右。

3)灰縫要求橫平豎直且厚度應(yīng)均勻，水平、垂直灰縫厚度不得大于15 mm。灰縫砂漿應(yīng)飽滿，應(yīng)隨砌隨將灰縫勾成深度1 mm～3 mm的凹縫。在砌筑過程中，應(yīng)采用“擠法”或“灌漿法”使豎縫灰漿飽滿，一邊砌筑，一邊進行補縫、勾縫處理。重點做好框架與砌塊之間的接縫的勾縫處理。在砌筑完上層砌塊后，應(yīng)隔層砌塊對灰縫進行二次勾縫。水平、豎直縫砂漿飽滿度不應(yīng)低于90%。嚴禁出現(xiàn)瞎縫、透亮縫和用雜物塞縫。砌體頂部處理由于砌體將有一定收縮變形，所以砌筑到頂部時應(yīng)預(yù)留一定的空隙，待砌體砌筑完畢至少14 d后才能進行頂部斜砌(角度60°～75°)頂緊，并用砂漿填實。

4)砂漿和易性。砌筑砂漿的和易性包括砂漿的流動性和保水性，砂漿流動性一般用稠度表示，砌筑砂漿流動性不可過大以免降低強度并導(dǎo)致分層、析水現(xiàn)象，并避免因流動性過小而導(dǎo)致砂漿偏干不易于施工和填充灰縫;保水性則指砂漿保存水分的能力，避免保水性差而導(dǎo)致泌水、離析現(xiàn)象并失去流動性，在攤鋪過程中不宜攤鋪為均勻厚度的薄層，以免攤鋪后水分過快被砌塊吸干而影響砂漿和砌塊的粘結(jié)力。

5)墻體抹灰。a.在進行管線敷設(shè)和箱、盒安裝時，應(yīng)根據(jù)尺寸要求，確定好位置，并彈出位置線，用切割機割開槽，不能隨意剔鑿砌塊，損壞砌塊墻體。箱、盒安裝和線管敷設(shè)好并固定牢靠后，將該部位的砌塊澆水潤濕，用摻108膠的泥砂漿抹實補平，在大面抹灰之前，釘鋪密目鋼網(wǎng)片，面積較大的暗裝箱背面，應(yīng)釘鋪雙層密目鋼絲網(wǎng)片，以有效防止抹灰空鼓、裂縫產(chǎn)生。b.基層處理:抹灰前，先用鋼絲刷將墻面松散灰皮刷掉，再澆水潤濕墻面，以免砌塊從抹灰砂漿中吸取水分，但砌塊含水率必須控制，過高又會導(dǎo)致干縮變形增大。經(jīng)驗表明，加氣混凝土砌塊表面含水率宜控制在15%左右，其滲透深度為8 mm～10 mm。然后在加氣混凝土墻體表面涂抹界面劑，要求界面劑有很強的柔韌性和粘結(jié)強度，而且憎水性好，既能提高抹灰層的粘結(jié)力，又能封閉加氣混凝土表面的氣孔，阻止抹灰砂漿中的水分被加氣混凝土砌塊直接吸取，基層處理24 h后即可進行抹灰。c.墻體抹灰應(yīng)在砌筑完畢30 d后方可施工，以保證砌體有足夠的干燥時間來完成變形收縮，若在雨季施工則應(yīng)適當延長砌筑和抹灰的時間間隔;墻面面積超過36 m2則應(yīng)采取分格處理;對墻體和梁板交接等易生成裂縫部位應(yīng)提前涂刷界面劑處理，抹灰應(yīng)分為基層和面層施工，基層宜采用同加氣混凝土強度接近的混合砂漿，抹灰應(yīng)采取分層進行，并控制每層抹灰間歇不少于24 h，對分層接槎部位應(yīng)保證先施工的抹灰層較薄，結(jié)合部位應(yīng)均勻接槎，面層施工應(yīng)待基層終凝后方可進行。抹灰層厚度控制，底層抹灰層厚度不大于8 mm，用木抹子壓平搓毛，使其與基層粘結(jié)牢固;中層抹灰層厚度控制在5 mm～8 mm;面層厚度以3 mm～5 mm為宜。底層或中層的砂漿具有一定強度和見干后，同時檢查確認無空鼓、龜裂和剝落現(xiàn)象，方可抹中層或面層。墻體與混凝土梁、柱、板的界面處理:當不在同一平面時，抹灰前沿縫長方向應(yīng)先抹一道寬度為300 mm、厚度為10 mm抗裂砂漿找平層，再將寬度為250 mm的加強型涂塑耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布均勻壓入砂漿面層中;當在同一平面時，用熱鍍鋅電焊網(wǎng)代替耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布。

3 結(jié)語

蒸壓加氣混凝土砌塊墻體開裂是一個綜合、隨時間、應(yīng)力推移復(fù)雜過程，本文從濕脹干縮及砌體的溫度、干縮內(nèi)應(yīng)力方面分析了砌體開裂的原因，提出了通過構(gòu)造措施、技術(shù)間隙、施工控制砌體開裂的措施。

［1］03J104，蒸壓加氣混凝土砌塊建筑構(gòu)造3—5［Z］.

［2］CECS 289-2011，蒸壓加氣混凝土砌塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范［S］.