硅酸鈣板輕質水泥基墻板墻體的開裂問題原因分析及防裂措施

王藝霖，趙洪凱，李廣寧（山東建筑大學土木工程學院，山東 濟南 250101）

0 前言

目前墻體材料的發展趨勢為從小型的磚到中型的砌塊，再到大型的墻板。大型墻板具有工業化程度高、施工快速、免抹灰、節省人工、綜合成本低等優勢，但由于體量較大，重量容易過大，所以一般都采用輕質材料來制作，同時使它兼具了節能的功能。隨著人工費用的急劇增加、綠色建筑概念的深入人心，輕質墻板得到了越來越廣泛的應用。

目前常用的輕質墻板有砂加氣條板（ALC板）[1]、硅酸鈣板與輕質水泥內芯組合板、硅鈣板-泡沫混凝土板[2]、硅鈣板-聚苯乙烯輕質混凝土墻板[3]、灰渣混凝土輕質墻板[4]、硅鈣板-EPS輕質混凝土復合墻板[5]、GRC輕質隔墻條板[6]、發泡混凝土輕質隔墻板[7]、玻鎂板內隔墻等。但這類墻板組成的墻體在使用過程中經常暴露出開裂的問題，影響到長期工作性能[8-9]。為此，相關學者從產品質量、施工技術、工藝控制等方面進行了很多的研究。例如，周國森等[10]針對ALC板、楊晉華[6]和翁炯[11]針對GRC板、孫新敏等[12]針對玻鎂板組成的墻體研究了裂縫防治技術；蔣亞清等[13]提出對各類石膏基墻板可選用PAE水泥砂漿做膠結材料并采取灌漿膠接，可有效抑制墻板接縫處的開裂；張再路等[14]提出了一種新型連接方式來有效防治輕質墻板的施工裂縫。但由于開裂問題的復雜性，目前在實際工程中仍然經常出現墻體開裂的現象，仍需加強理論分析與技術措施研究。

本文將針對一種組合型墻板組成的墻體展開開裂問題分析。本墻板屬于一種比較新型的墻板材料，采用了夾芯式結構，外層為硅酸鈣板、內芯為聚苯顆粒水泥基輕質材料。本墻板在兩個外層采用了強度、硬度、抗裂性都較好的硅酸鈣板，內芯層采用了聚苯顆粒與水泥漿體混合后硬化而成的輕質材料，聚苯顆粒占據了內芯層的大部分體積，使得整個墻板達到了輕質、保溫隔熱的效果。同時，內芯層與硅酸鈣板具有良好的協同工作性，使得整個墻板的力學性能也滿足國標的要求[15]。本墻板用于某鋼筋混凝土框架結構的內隔墻，但在施工中也出現了一些開裂現象。本文將以此為實例，詳細分析各開裂現象對應的原因，并提出防裂措施建議。

1 墻體開裂現象及原因分析

1.1 板縫處的豎向開裂

在工地現場發現有一類開裂現象為板縫間的豎向開裂，如圖1所示。

圖1 板縫間的豎向開裂

出現這類開裂的基本原因有兩個：

（1）板材與嵌縫砂漿的線膨脹系數不一致。也就是溫度引起的熱脹冷縮效應。

（2）板材的干縮變形。具體如圖2所示。

圖2 板材的干縮變形效應

一般來說，這兩個因素是共同作用的，導致板材和嵌縫砂漿脫離，也就是形成了板縫之間的豎向開裂。

1.2 隔墻頂部的橫向裂縫

在某面隔墻頂部出現了橫向裂縫，如圖3所示。

圖3 某面隔墻頂部的橫向裂縫

根據國家標準要求[16]，條板施工時，應在直立后先用木楔將條板底部背緊，后用砂漿或C20細石混凝土填塞固定。此時，板的頂部及與結構接觸的側面承受了較大的擠壓應力。當板中的水分逐漸蒸發、板面整體產生收縮時，這部分應力得以釋放，擠壓產生的變形恢復補償了板材失水產生的收縮，在板與結構接觸的部位不容易開裂。實踐中，條板墻體的高度越低，擠壓作用的效果越好。但是，當墻高比較大時，容易在最上部的板頂出現橫向開裂，原因如圖4所示。

1.3 施工節奏的問題

輕質條板兩邊一般為凹凸企口，施工時板的頂部及側面與結構連接部位都要用連接件固定，板與板凹凸企口嵌漿粘結背緊，底部用砂漿或細石混凝土填塞固定，最后在所有的接縫處嵌貼接縫帶。

這個操作流程是詳實周密的，但期間如果節奏把握不好的話，也會導致輕質條板墻體開裂。本工地的三樓就出現了這個問題：施工節奏太快，嵌縫之后直接粘貼了網格布，過早固定的各個節點會對條板日后的干燥收縮產生約束。當板材中水分蒸發時，所有的收縮應力都集中在一起，當這種應力超過了某個節點的抗拉強度時，就會在強度薄弱部位就產生了裂縫。

圖4 隔墻頂部出現橫向裂縫的原因

1.4 板材存放的問題

在板材運輸和存放過程中要注意存放環境的影響，不能暴露在露天環境下，避免由于風吹日曬雨淋等因素而影響板材日后的濕脹變化。

有條件的工地可以在板材進場后提供一處恒溫的儲藏間專門用來儲存條板，最低也要搭設專門的材料存放工棚。但是實際中經常露天堆放。

1.5 與外墻、門窗的關系

隔墻應盡量和建筑外墻、門窗施工同步進行，以形成建筑的整體性，減少風力等外力帶來的影響。但本工地在墻板施工時，外墻尚未安裝或相當于未安裝（無門窗），風力影響明顯，加劇干縮和變形。

1.6 整面墻體的連續化施工

對于長度大于3 m的墻體，在施工中應每隔2.40m左右預留一道凹凹板縫，暫不膠接。否則，板中的水分不能自由蒸發，收縮應力不能充分釋放。而在本工地中，沒有預留不膠接的板縫，直接進行了連續化施工，導致普遍是在一邊開始數到第6個縫處，開裂明顯。

2 防裂措施建議

2.1 待板材充分干燥后再使用

所謂充分干燥，指的是含水率降低到12%以下。具體建議措施如下：盡可能的爭取更長的定貨時間；注意板材在堆放、運輸中的防水防潮問題；避免采用養護、風干時間較短的含水率較高的板。

2.2 控制施工節奏

（1）0在做完板墻之后最好一個月后（使其充分完成收縮）再做后續工序（貼網格布、抹抗裂砂漿等）；

（2）0在長度大于3m的墻體的施工中，每隔2.4 m左右預留一道凹凹板縫，暫不膠接。間歇時間的長短視施工環境條件、季節以及板材的含水率而定。一般控制同條件養護的樣板含水率≤3%即可。

然后再將預留的凹凹接口灌注連接，進行底部加固。

2.3 注意施工細節

（1）嵌縫處的處理要點。用毛刷略微濕潤后對接縫部位進行清洗，等待接縫無明顯粉塵或積水后方可進行填縫處理（使用白乳膠在填縫部位清掃則效果更佳）；若采用擠漿法，板安上之后要用專用釬子將縫子用力抹壓并刮去2～3cm，然后對縫進行必要的養護，待灌漿基本干燥后再視情況分1～2次將板縫抹壓平，并注意養護；待整個嵌縫基本完成干縮后如果無裂紋再刷表面砂漿和壓入網格布。

（2）網格布的搭接寬度。參考脫硫石膏輕質條板的相關要求[17]，這一加強帶的搭接寬度要求：在板與板之間：搭接寬度不應小于100 mm，最好為150 mm；在板與結構部位之間：搭接寬度不應小于150 mm。另外，網格布之間的搭接長度應＞100mm。

（3）條板與結構連接的部位采用柔性連接方式。目的是適應條板的溫度、干縮變形，釋放內應力。具體來說，可采用聚氨酯等柔性材料進行連接，表面再用膨脹砂漿等防火性材料進行封堵。

3 結語

本文針對外層為硅酸鈣板、內芯為聚苯顆粒水泥基材料的輕型墻板組成的墻體，結合工程實例研究了施工中的開裂問題。首先從六個方面歸納了開裂現象并給出了對應的原因分析，然后從三個方面給出了具體的防裂措施建議，對此類墻板的抗裂研究與應用提供了有價值的參考。