可砌筑成鋸齒狀墻面的裝配型混凝土砌塊研究與應(yīng)用

□ 朱正國 梁國攀 莫偉萍

1 引言

在房屋建筑中，墻體抹灰是一項重要的施工項目，墻面裝修工程也被譽為“面子工程”，其抹灰施工質(zhì)量影響整個建筑的外觀和內(nèi)飾效果，若是效果不好則會影響人們生活起居的舒適性以及建筑物本身的壽命。而墻面抹灰施工中常由于設(shè)計、施工、材料等各種問題，導(dǎo)致墻體抹灰后期出現(xiàn)裂縫、空鼓等質(zhì)量通病，需要再消耗大量的人力物力進行維護和返修。長期以來，建筑墻體抹灰的開裂和空鼓等質(zhì)量通病一直困擾著工程技術(shù)人員和抹灰操作工人[1]。

針對墻體抹灰的開裂和空鼓的質(zhì)量通病，現(xiàn)有施工中常用預(yù)防措施有：抹灰之前，在砂漿中摻入黏結(jié)劑；或通過對墻面甩漿（抹灰前實現(xiàn)將水泥漿均勻噴灑在墻面），使墻面變得粗糙，增加墻面砌塊與抹灰砂漿的黏結(jié)力和摩擦力（如圖1）；或者附加鋼絲網(wǎng)片增加砂漿和墻面的結(jié)合力來抗滑移（如圖2）。這些做法雖然在一定程度上能夠解決墻面抹灰空鼓和開裂的問題，但大大增加了墻體抹灰施工的人工和材料成本。

圖1 抹灰前墻面甩漿處理

圖2 抹灰前墻面掛網(wǎng)

2 墻體抹灰開裂和空鼓的機理分析

在現(xiàn)行的框架房屋建筑填充墻體施工中，墻面抹灰施工前，先砌筑填充墻體。填充墻體的材料大多是采用標準長方體（尺寸規(guī)格：390mm×190mm×190mm）的普通混凝土小型空心砌塊。該類型的砌塊墻體表面平整、垂直，符合規(guī)范的要求，但對后期的墻體抹灰施工造成十分不利的影響。如圖3所示，單位面積內(nèi)的抹灰砂漿，在豎向上，需要利用砂漿和墻面的黏結(jié)力來克服砂漿的重力。由抹灰砂漿受力分析可知，砂漿受到墻面的黏結(jié)合力∑F和砂漿受到的重力G并不是作用在一條直線上，無法構(gòu)成砂漿的豎向靜力平衡，并會形成一個背離墻面的不利轉(zhuǎn)動力偶m，導(dǎo)致抹灰砂漿的滑移和脫落。另外，如圖4所示，砂漿硬化前，與墻面的黏結(jié)力非常有限，抹灰時，砂漿層外側(cè)極易產(chǎn)生向下滑移，出現(xiàn)開裂。而且，在墻體抹灰的實踐中，抹灰使用的砂漿一般要求在4h以內(nèi)用完，但在4h的時間里，砂漿的和易性和黏結(jié)性前后會發(fā)生較大的差異。在抹灰過程中，因為墻面的平整和垂直，再加上砂漿的和易性與黏結(jié)性能逐漸降低，砂漿與墻面的黏結(jié)力克服不了砂漿的重力，所以才造成砂漿的滑移、墮灰，以及工人反復(fù)修補、砂漿浪費等現(xiàn)象，并且極易造成墻面后期開裂、空鼓等質(zhì)量通病。長期以來，人們將墻面的抹灰開裂和空鼓的主要原因，主觀歸結(jié)于抹灰砂漿的硬化收縮以及墻面清潔度不夠，實屬誤區(qū)。抹灰砂漿的受力不平衡才是真正的誘因。

圖3 墻面抹灰砂漿受力圖

圖4 抹灰砂漿受力不平衡造成的抹灰層開裂和空鼓

實踐證明，一些高層房屋的混凝土剪力墻墻體抹灰更容易產(chǎn)生墻面開裂和空鼓。其根本原因在于原現(xiàn)澆混凝土墻體表面過于平整、光滑，抹灰砂漿前期難以與墻面發(fā)生有效黏結(jié)，克服不了抹灰砂漿的自重影響，導(dǎo)致后期極易形成墻面的空鼓和開裂。業(yè)主驗收房屋時，經(jīng)常要求施工單位返工和修復(fù)，如圖5所示。

圖5 墻面抹灰的后期開裂和空鼓

鑒于目前對墻體抹灰質(zhì)量控制的施工難度和不利因素，本文從墻體抹灰的基本面—墻面入手，深入分析墻面抹灰開裂和空鼓的根本原因，并創(chuàng)新性地提出一種裝配型的混凝土空心砌塊，可砌筑成鋸齒狀的墻面，能徹底從源頭上解決墻體抹灰的質(zhì)量通病。

3 裝配型砌塊的方案設(shè)計

本文所述裝配型砌塊是在能完全滿足現(xiàn)行的墻體砌筑施工技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)上，不改變現(xiàn)有的砌塊制作材料強度配比，只在砌塊的外形上做出局部相應(yīng)的改變，尺寸規(guī)格如圖6所示，砌塊截面采用“梯形”截面的方式，砌塊上口比下底寬2cm，即每側(cè)上下寬度相差1cm，如圖6（c）所示。

圖6 裝配型砌塊尺寸設(shè)計即效果圖

如圖7（a）所示，相鄰的兩層砌塊能通過凹槽和凸起進行裝配組砌，結(jié)合砂漿嵌固成墻體，在水平接縫處，每側(cè)有1cm錯臺，從而形成鋸齒狀墻面，該墻面不會影響墻體的整體垂直度和平整度。相鄰的兩匹磚縫錯臺對后期的墻面抹灰砂漿層，在每層砌塊的側(cè)面直接產(chǎn)生豎向向上的襯托反力n，可有效克服抹灰砂漿的豎向重力g，從力學角度解決了抹灰砂漿豎向受力平衡的問題，如圖7（b）。此時，砂漿不會再產(chǎn)生相對墻面的滑移，砂漿與墻面的抗滑移黏結(jié)不會產(chǎn)生，墻面砂漿的自重完全由每層砌塊凸起的邊緣承擔，外界大氣壓力F能使抹灰砂漿與墻面貼緊，形成砂漿的封閉吸附，從而徹底地克服了抹灰砂漿的滑移和脫落，從根本上消除了導(dǎo)致抹灰砂漿開裂和空鼓的“受力不平衡”的誘因。

圖7 裝配型砌塊組砌墻體及墻面抹灰示意圖

4 裝配型砌塊的試驗與實踐

前期，筆者先按設(shè)計圖紙進行磚模設(shè)計與制作，并預(yù)制出裝配型砌塊20塊，進行了試驗墻體的砌筑和抹灰驗證。試驗證明抹灰砂漿與墻面黏結(jié)牢固，不會產(chǎn)生砂漿的滑移、開裂和空鼓，且墻體的砌筑和墻面抹灰施工操作簡單，質(zhì)量可靠，完全滿足規(guī)范驗收要求。該裝配型砌塊已獲得了實用新型專利授權(quán)（專利號：ZL201721589284.8）。

后期，筆者在原設(shè)計砌塊和磚?；A(chǔ)上進一步優(yōu)化和改進，如圖8、圖9所示，并與校企合作企業(yè)共同研發(fā)，進行整磚和半磚的生產(chǎn)。該新型砌塊在廣西貴港市“中嘉景苑工程項目”“盛世天禧工程項目”等3個高層項目中的墻體填充施工及抹灰進行了推廣應(yīng)用，并獲得2019年廣西區(qū)級工法認證（工法編號：GXGF090-2019）。

該砌塊按照現(xiàn)有的常用混凝土空心砌塊MU7.5的制作配合比[2]（水泥269kg/m3，砂236kg/m3，粉煤灰288kg/m3，碎石339kg/m3，爐渣629kg/m3，水140 kg/m3；w/c：0.6）進行制作，并采集材料樣品進行強度實驗，符合《普通混凝土小型空心砌塊規(guī)范》強度要求。

圖8 整磚磚模設(shè)計

圖9 半磚磚模設(shè)計

圖10 砌塊生產(chǎn)及養(yǎng)護

該混凝土砌塊采用自然養(yǎng)護，如圖10所示。養(yǎng)護28d后，即可用于砌筑墻體。本砌塊的砌筑方法與現(xiàn)有的其他填充墻體砌筑方式相同，但操作更加簡易，相鄰的兩皮砌塊之間可以通過卡槽進行座漿裝配組砌，更加容易使砌塊之間對中，另外也更加方便安置拉結(jié)筋，使之不易偏位，如圖11所示。墻面兩側(cè)在每層磚的水平灰縫處均勻形成一道局部外凸1cm錯臺，墻面整體呈現(xiàn)規(guī)則的鋸齒狀，且能保證墻面的整體垂直和平整，如圖12所示。

圖11 砌塊砌筑墻體

圖12 鋸齒狀墻面

圖13 試驗墻體墻面抹灰鋸齒狀斷面

墻體砌筑完畢，7d后對頂部進行斜砌塞縫，便可以直接進行墻面抹灰作業(yè)，無須對墻面基層進行甩漿或掛網(wǎng)處理。由于相鄰兩匹磚的每側(cè)水平磚縫位置，上凹下凸相差1cm，即鋸齒狀的深度為1cm，而一般抹灰厚度為2cm，足以覆蓋原墻面的灰縫鋸齒，形成統(tǒng)一的平整的墻面。并且，抹灰時不需分層，工人只需將灰餅厚度控制在2cm，一次性上灰，再用刮尺整平墻面即可。抹灰過程中不會出現(xiàn)掉灰、滑灰現(xiàn)象，從而大大提高抹灰施工效率和質(zhì)量。如圖13所示，抹灰砂漿和鋸齒狀墻面有效結(jié)合，后期墻面無任何空鼓和開裂現(xiàn)象發(fā)生。

該砌塊在項目樣板工程墻體砌筑和抹灰施工過程中，得到了作業(yè)工人的一致好評，稱“該砌塊砌墻好施工、抹灰不易掉、節(jié)省勞動量、磚體之間鑲嵌度好、整體穩(wěn)固性增強”。近一年來，該裝配型混凝土空心砌塊墻體抹灰后、墻面從未發(fā)生開裂和空鼓現(xiàn)象，有效解決了抹灰質(zhì)量通病問題。為此，施工單位舉辦了公司觀摩會，邀請當?shù)刈》砍青l(xiāng)建設(shè)管理部門和建設(shè)單位參觀，得到了業(yè)主和當?shù)亟ü懿块T的一致肯定和高度贊賞。

5 裝配型混凝土砌塊的優(yōu)勢

本文所述的裝配型混凝土空心砌塊的原材料和配合比與現(xiàn)有的混凝土空心砌塊完全相同。通過試驗和實踐應(yīng)用可以看出，與現(xiàn)有的砌塊及所砌墻體相比，本文所述的裝配型砌塊具備以下突出優(yōu)勢：

（1）采用此項裝配型砌塊，相對于現(xiàn)有的墻體組砌方式，本砌塊更加方便墻體施工的組砌，利用該砌塊本身具有的上凹下凸的特點，通過嵌固組砌的方式，砌筑工人很容易做到砌塊的對中，并保證墻面的整體垂直度，從而可以減少“三匹一吊，五匹一靠”的次數(shù)，提高砌筑工效；另外，能大大方便墻體拉結(jié)筋的安裝定位，提高墻體的整體抗震性能。

（2）利用此項裝配型砌塊可組砌成鋸齒狀的墻面，每層砌塊凹凸相差10mm，從而形成一道鋸齒狀外托，在墻面每道磚縫處可提供均勻向上的反力，克服抹灰砂漿的滑移，從而有效防止抹灰過程中砂漿的脫落、墮灰，增加墻面與抹灰砂漿的結(jié)合力，徹底根除墻體后期出現(xiàn)空鼓的質(zhì)量缺陷，提高抹灰工藝的質(zhì)量，減少砂漿的浪費，減少單位面積內(nèi)工人抹灰操作的次數(shù)，提高抹灰工效。

（3）利用此項裝配型砌塊組砌墻體，能實現(xiàn)砂漿和墻體的有效結(jié)合，完全可以省去抹灰前墻面的“錨漿”“掛網(wǎng)”等基層處理環(huán)節(jié)，減少施工工藝環(huán)節(jié)，大大節(jié)省抹灰工料成本。

6 結(jié)論及展望

綜上所述，本文所述的裝配型混凝土空心砌塊，創(chuàng)新性地提出利用砌塊自身的特點，裝配組砌出鋸齒狀墻面，從靜力學平衡角度，克服了抹灰砂漿因自重產(chǎn)生的滑移和脫落，從源頭上徹底解決了長期以來墻面抹灰開裂和空鼓的質(zhì)量通病，為建筑墻體砌筑以及抹灰施工提供了一項較為先進的保質(zhì)、節(jié)能、提效措施和方案，工程應(yīng)用和推廣價值可觀。

另外，按照本文所述的利用鋸齒狀墻面能消除抹灰砂漿滑移的方式，可推廣到高層房屋建筑的混凝土剪力墻墻面抹灰施工。澆筑剪力墻混凝土之前，只需將剪力墻模板內(nèi)側(cè)面事先處理成反向鋸齒狀，拆模后，混凝土的表面即可形成類似本文所述的鋸齒狀墻面，從而實現(xiàn)與本文所述砌塊組砌成的墻體具有同樣抹灰效果。

其次，目前市場上的抹灰砂漿大多是使用河砂，現(xiàn)如今的河砂產(chǎn)量日漸稀少。而用人工砂（石子加工的副產(chǎn)品，顆粒大多呈片狀）制備的砂漿和現(xiàn)行砌塊砌筑的墻面抹灰結(jié)合難度更大，所以人工砂砂漿抹灰無法應(yīng)用和推廣。本文所述的砌塊組砌的鋸齒狀墻面能為抹灰砂漿提供豎向支撐力，可為人工砂砂漿抹灰應(yīng)用開拓新的使用空間，形成新的經(jīng)濟增長點。