輕鋼泡沫混凝土墻體裂縫控制試驗(yàn)探索

文/李德昊 湖南省長(zhǎng)沙市中南大學(xué) 湖南長(zhǎng)沙 410075

輕鋼泡沫混凝土墻體是將薄壁輕鋼作為墻體支架，將泡沫混凝土進(jìn)行澆筑填充而成的一種復(fù)合型墻體。泡沫混凝土還能夠增加墻體的承載能力、提升墻體的維護(hù)作用，多孔輕質(zhì)的材質(zhì)也提升了墻體的保溫、隔音的性能。現(xiàn)澆灌工藝能將泡沫混凝土完全包裹輕鋼骨架，能夠顯著增強(qiáng)墻體的厚實(shí)感，并且這種墻體的構(gòu)造具有很強(qiáng)的防火性能[1]。所以輕鋼混凝土墻體在現(xiàn)代的建筑行業(yè)中具有很強(qiáng)的綜合優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也符合我國(guó)建筑墻體改革、節(jié)能建筑的發(fā)展要求，已經(jīng)得到了建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用。另外，輕鋼泡沫混凝土墻體與普通的建筑墻體相比，由于泡沫混凝土中不含有骨料，所以出現(xiàn)的收縮開(kāi)裂的問(wèn)題比較嚴(yán)重；由于輕鋼薄壁的表面比較光滑，普通混凝土中的帶肋鋼筋相比，輕鋼與泡沫混凝土之間的結(jié)合強(qiáng)度較弱，所以墻體的收縮開(kāi)裂問(wèn)題比普通混凝土墻體嚴(yán)重的多，這一系列問(wèn)題的出現(xiàn)，很大程度上影響了建筑墻體的耐久性降低了墻體的使用壽命。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)輕鋼泡混凝土進(jìn)行了研究，找出了導(dǎo)致墻體開(kāi)裂的主要原因，并介紹了幾點(diǎn)具有借鑒意義的改進(jìn)措施，對(duì)輕鋼混凝土墻體的發(fā)展具有重要意義。

1、試驗(yàn)相關(guān)的設(shè)計(jì)

1.1 原材料的選擇

水泥：P ·O 41.9R 強(qiáng)性硅酸性質(zhì)水泥。

砂：河北生產(chǎn)的水洗砂，砂粒的尺寸在4mm-5mm 之間，含泥量小于4.9%。

發(fā)泡材料：北京市森昌泰復(fù)合型發(fā)泡材料。

發(fā)泡纖維：天津市砂漿混凝土新型建材產(chǎn)聚丙烯短纖維，長(zhǎng)度范圍在5mm-9mm 之間。

輕骨料：河南平頂山產(chǎn)黏土陶粒，直徑在4.5mm-14.5mm 之間，堆積的密度為750kg/m3。

輕鋼材料：天津市產(chǎn)矩形薄壁鋼管材質(zhì)，包換有35mm ×35mm ×1mm 和45mm ×55mm ×1mm 兩種規(guī)格類型。

鋼絲網(wǎng)：河南生產(chǎn)的產(chǎn)φ1.5@24.5 ×24.5、φ3.2@45 ×45、φ2.1@110 ×110、φ3.0@80 ×80 等 四種類型。

收口網(wǎng)：采用河北省安平縣儒玖金屬絲網(wǎng)制品有限公司生產(chǎn)的帶筋網(wǎng)以及護(hù)角網(wǎng)。

1.2 相關(guān)試件的設(shè)計(jì)及準(zhǔn)備

1.2.1 試驗(yàn)條件的相關(guān)設(shè)計(jì)

對(duì)于試驗(yàn)條件的相關(guān)設(shè)計(jì)主要從泡沫混凝土的原材料配合比例、輕鋼泡沫混凝土墻體的相關(guān)設(shè)計(jì)以及工程的施工等方面共設(shè)計(jì)了5 組共20個(gè)試驗(yàn)條件，具體的試驗(yàn)條件相關(guān)參數(shù)如下。

本實(shí)驗(yàn)共分為五組分別按照不同的水膠比例、不同的纖維摻雜量、不同輕骨料摻雜量、不同干密度、不同的施工方式。第一組分為5 個(gè)編號(hào)分別為1-1，1-2，1-3，1-4，1-5、第二組4 個(gè)分別為2-1,2-2,2-3,2-4、第三組3個(gè)分別為3-1，3-2,3-3、第四組4 個(gè)分別為4-1，4-2,4-3,4-4、第五組5 個(gè)分別為5-1，5-2,5-3,5-4,5-5。

其中前四組相互為對(duì)照試驗(yàn)，第五組的對(duì)照試驗(yàn)為第三組的3-1。

根據(jù)試驗(yàn)條件加入不同量的水泥、砂、泡沫、水、纖維

試驗(yàn)得到的結(jié)論（按照上述試驗(yàn)組別和編號(hào)排序）；

第一組：水膠比：0.30，0.25，0.40，0.45，0.35。

第二組：無(wú)纖維摻量：0.25%，0.55%，1.2%

第三組：水泥：百分比：30，25，35

第四組：每立方米/千克:600，750，1200，1100

第五組：不同養(yǎng)護(hù)方式和養(yǎng)護(hù)時(shí)間：灑水草簾養(yǎng)護(hù)方式、灑水草簾養(yǎng)護(hù)方式、灑水覆膜養(yǎng)護(hù)方式、灑水覆膜養(yǎng)護(hù)方式、灑水覆膜養(yǎng)護(hù)方式五種養(yǎng)護(hù)方式，養(yǎng)護(hù)時(shí)間（天）分別為7、9、10、6、5。

1.2.2 試驗(yàn)條件的制備

首先將45mm ×45mm ×150mm 試模的兩端的中心位置各開(kāi)一個(gè)直徑在5-7 毫米之間的圓孔，主要目的是將收縮頭進(jìn)行固定，在制備的過(guò)程中要保證收縮頭露出部分在（7.5 ±0.5 毫米）范圍內(nèi)，然后按照一定的比例將事先攪拌好的泡沫混凝土灌入其中，試驗(yàn)參照了最新的養(yǎng)護(hù)策略，對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的時(shí)間為7、10、15、20，主要目的是延長(zhǎng)混凝土自然凝固后出現(xiàn)干燥現(xiàn)象的時(shí)間。

2、試驗(yàn)結(jié)果以及分析

2.1 水膠比例對(duì)泡沫混凝土收縮特性的影響

如上圖表1可以得出，不同水膠配比下的混凝土的實(shí)際收縮程度，由此可以得出，不同的水膠比例對(duì)泡沫混凝土收縮程度的影響程度不同，隨著膠材料與水的融合程度不同，墻體出現(xiàn)例如不同程度的收縮狀況[2]。另外，在水化的過(guò)程中，由于固體材料經(jīng)過(guò)水處理后的體積出現(xiàn)了不同程度的膨脹狀況，使得混凝土之間的緊密程度逐漸加強(qiáng)，但是隨著水分逐漸蒸發(fā)，顆粒物質(zhì)出現(xiàn)了不同程度的收縮，最終導(dǎo)致墻體收縮，這是導(dǎo)致泡沫混凝土墻體出現(xiàn)收縮問(wèn)題的主要原因。

2.2 不同施工方式對(duì)輕鋼泡沫混凝土墻體裂縫影響

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的五個(gè)不同養(yǎng)護(hù)方式對(duì)輕鋼混凝土墻體的影響可以得到以下結(jié)果。

第一：墻體的養(yǎng)護(hù)方式上，采用灑水覆膜的養(yǎng)護(hù)方式能夠減少墻體中水分的蒸發(fā)，進(jìn)而避免了由于墻體干燥造成的開(kāi)裂現(xiàn)行。從施工的角度來(lái)看，灑水覆膜腔體養(yǎng)護(hù)的方法比灑水草簾墻體養(yǎng)護(hù)方法效果要好，而且施工方便、操作簡(jiǎn)單。

第二：從養(yǎng)護(hù)時(shí)間上來(lái)看，同種養(yǎng)護(hù)方法不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間，墻體的裂縫現(xiàn)象出現(xiàn)了明顯的不同，經(jīng)過(guò)分析得出，隨著對(duì)墻體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng)，泡沫混凝土中的相關(guān)原材料的水化程度更加徹底，所以不容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象[3]。由此可見(jiàn)，合理的延長(zhǎng)對(duì)墻體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間能有效避免墻體開(kāi)裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，影響輕鋼混凝土墻體開(kāi)裂問(wèn)題的主要原因是由于原材料出現(xiàn)了不同程度的收縮。在輕鋼混凝土墻體在建設(shè)的過(guò)程中，通過(guò)采取一些墻體養(yǎng)護(hù)措施，能有效的避免墻體裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)，所以在保證施工質(zhì)量的前提下，采取合理的養(yǎng)護(hù)措施，能夠有效控制墻體開(kāi)裂問(wèn)題。