蒸压加气混凝土砌块墙体开裂的分析和防裂措施

2014-04-06梁泽洋

山西建筑 2014年16期

梁泽洋

(山西省晋中建设集团有限公司，山西晋中 030600)

蒸压加气混凝土砌块是以水泥、石灰、粉煤灰、石膏等为主要原料，以铝粉为发气剂，经磨细、计量配料、搅拌浇筑、发气膨胀、蒸压养护、静停切割等工序制作而成的微孔块状墙体轻质混凝土砌块，是一种节能、节土、利废的新型墙体材料，可节约能源、保护环境、改革墙体、提高室内环境的舒适度。具有质轻、隔热保温、吸音隔音、抗震、防火、可锯、可刨、可钉、施工方便等特点，而被广泛应用于民用和公用建筑中。但是，由于蒸压加气混凝土块强度等级低、吸水率高、收缩变形大，经常出现墙体裂缝，由裂缝引起渗漏、墙面抹灰空鼓、开裂等质量问题。为了有效预防和控制蒸压加气混凝土墙体裂缝现象，必须深入研究裂缝产生的原因，寻求解决问题的办法。

1 墙体裂缝的原因分析

1)干燥收缩值。红砖的标态干缩值在0.1 mm/m以下，且实际干缩值一般只是比标态干缩值稍小，但任何状态下都非常接近。对蒸压加气混凝土砌块，它的标态干缩值一般为红砖的3倍～6倍。若要将它的实际干缩值控制在0.1 mm/m，则它的相应含水率分别约在9.8%～13.6%。蒸压加气混凝土砌块的平衡含水率约在3.6%～3.8%，这说明，当硅酸盐制品的实际含水率与平衡含水率接近时，其实际干缩值与红砖相差不大。在实际应用中，只要经过一定的干燥期，我们一般可以把它们的实际干缩值控制在0.1 mm/m～0.3 mm/m的范围，这充分表明严格控制新墙材上墙含水率是非常重要的。2)吸水性能。红砖的吸水性能要求小于23%，一般在20%以下。蒸压加气混凝土砌块的吸水率一般在65%以下，两者都与平衡含水率相差很大，如果在下雨天气没有很好的防雨措施，它们的实际含水率可接近各自的吸水率。如前所述，红砖的实际含水率对其实际干缩值影响极小，而硅酸盐制品的实际干缩值却随制品实际含水率的变化而发生很大的变化。3)干缩的速度。加气混凝土砌块是一种具有高分散多孔结构的硅酸盐建筑材料，其结构主要由托贝莫来石、水化硅酸钙凝胶和水石榴石组成，整个结构总体构成坚固的多孔人造石。多孔性是加气混凝土最主要的特性。加气混凝土的孔隙率一般达70%～80%，体积饱和含水率达45%，且大部分气孔的孔径为0.5 mm～2 mm，平均孔径约1 mm。同时它们蒸发含水的速度也比红砖要慢得多，也就是说它们在大量吸水后在很长时间内都会具有一个很大的实际干缩值。有关试验数据表明，在温度为(20±1)℃、相对湿度(60±10)%的条件下进行测试，红砖在3 d内干缩完成约90%，水分去掉约60%，而蒸压加气混凝土砌块在3 d内干缩完成约15%，水分去掉约50%。故施工中严格控制混凝土砌块的含水率。4)蒸压加气混凝土砌块随时间推移的收缩变形。对于蒸压加气混凝土砌块，随着含水量的降低，时间的推移，材料会产生较大的收缩变形。砌块出釜放置28 d能完成约50%的干缩变形，以后逐渐变慢，1年～2年后材料干缩变形才能停止，但是干缩后的材料受潮后仍会发生膨胀，脱水后材料会再次发生干缩变形，但其干缩率有所减小，约为第一次的80%。5)砂浆等产品(材料)的干缩变形而产生的内应力。内应力的大小与实际干缩值成正比，而实际干缩值的大小则与新墙材的标态干缩值、实际含水率是同方向变化，与产品的龄期是反方向变化。6)砌体的沉缩而产生内应力。砌体在砌筑过程及砌筑完成后都会形成沉降收缩，它包括砌体在自重作用下产生的砂浆塑性变形而下沉，也包括墙体材料和砂浆的干燥收缩。其内应力的大小与砌体的沉缩量成正比。7)温度应力而产生的内应力。温度的变化会引起材料的热胀、冷缩，钢筋混凝土的温度线膨胀系数为砌体温度线膨胀系数的两倍。当温度变化时，钢筋混凝土与砌体的变形不同步，由于建筑物是超静定结构，约束条件下温度变化引起足够大的变形时，建筑物将产生温度应力，即在“整体墙”产生内应力。内应力的大小与温度的变化成正比，这种温度应力当作用于构件的温度应力超过钢筋混凝土与砌体的抗拉强度时，将出现裂缝。8)加气混凝土砌块切割表面呈鱼鳞状，并有疏松颗粒，若抹灰前未清理干净，会在砌体和抹灰层间形成隔离层，因粘结力下降而出现空鼓。9)加气混凝土砌块的不均匀性影响。这方面的问题较多，诸如砌块外形尺寸偏差过大，造成灰缝宽窄不一，抹灰厚薄不匀，导致收缩变形差异;又如加气混凝土砌块密度不一致，造成变形也不一致;砌块缺损(表面孔洞、裂缝、酥松等)也会影响墙体与抹灰层之间的粘结。以上这些因素都可能导致抹灰层空鼓或裂缝。

2 防治措施

2.1 构造措施

由于墙体砌块存在不同材料的热胀冷缩、湿胀干缩等应力，通过构造措施加强约束，防止裂缝。

1)填充墙加气混凝土砌块砌筑，砌块宜与柱、剪力墙采用柔性连接，并应符合下列要求:填充墙应沿框架柱全高每隔500 mm～600 mm设2Φ6拉结筋，拉结筋伸入墙内的长度不应小于墙长的1/5，且不应小于700 mm。顶层填充墙拉结筋宜采用沿墙全长贯通设置。

2)填充墙墙长大于5 m时，墙顶与梁宜有拉结;墙长不小于层高的1.5倍时，应在墙的中段增设构造柱;墙高超过4 m时，墙体半高处宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。

3)顶部为自由端的墙体应设置沿墙全长贯通的圈梁。

4)短肢剪力墙、剪力墙中洞口填充墙砌筑参照框架结构设置拉结筋。

5)墙体转角处和纵横交接处宜沿墙高每隔500 mm～600 mm设拉结筋，其数量为每120 mm墙厚不少于1Φ6，埋入长度从墙的转角或交接处算起，每边不小于1 000 mm。

6)跨度小于0.6 m的过梁可采用30 mm厚水泥砂浆配3Φ8钢筋的过梁。跨度不小于0.6 m的过梁应采用预制或现浇钢筋混凝土过梁。过梁支承长度每侧不得小于300 mm。

7)墙体洞口下部应放置2Φ6拉结钢筋，伸过洞口两侧长度每侧不得小于500 mm。

8)跨度大于0.6 m的门窗洞口的顶面或洞口上部砌体高度小于洞口跨度1/2时应设计截面宽度与墙厚相同的过梁。

9)窗口标高处应沿墙通长设置60 mm厚的配筋混凝土条带，配2Φ10纵筋和Φ6的分布筋，用C20混凝土浇筑。

10)墙体洞口宽度一般不得大于2.4 m;进户门及宽度大于2 m的洞口两侧、长度超过2.5 m的独立墙体端部应设截面宽度与墙厚相同的构造柱。

11)门窗洞口四角(400 mm×500 mm)范围内应用耐碱玻璃纤维网格布加强。墙体与混凝土梁、柱、板的界面处理:当不在同一平面时，抹灰前沿缝长方向应先抹一道宽度为300 mm、厚度为10 mm抗裂砂浆找平层，再将宽度为250 mm的加强型涂塑耐碱玻璃纤维网格布均匀压入砂浆面层中;当在同一平面时，用热镀锌电焊网代替耐碱玻璃纤维网格布。

12)墙体底部应采用高度不小于180 mm、强度等级为C20的素混凝土铺底。

2.2 技术间隙

1)砌块生产厂家应严格按国家标准生产加气混凝土砌块。加气混凝土砌块应存放5 d以上方可出厂。砌块产品出厂时，应成垛绑扎或有其他包装，砌块产品必须捆扎加塑料薄膜封包等防潮、防雨措施，并标明生产日期。

2)施工采用的砌块龄期应超过28 d，以降低砌块自身收缩导致的裂缝。

3)填充墙砌体砌筑，应待承重主体结构检验批验收合格后进行。填充墙砌至接近梁底、板底时，应留有一定的空隙，砌筑完应至少隔14 d后，方可将其补砌挤紧。

2.3 控制砌块的含水率

砌块砌筑前24 h浇水湿润，直到表面充分湿润为止，砌筑面要达到饱和面干状态。但含水率过高，则加气混凝土砌块填充墙因砌块失水体积收缩而出现水平及垂直裂缝，因此应控制砌块的含水率大于15%～20%。雨天施工时堆放在室外的砌块应有遮盖设施，不得使用被雨水淋湿的砌块。当雨量为小雨以上时，应停止砌筑并对已砌筑的外墙体进行遮盖，防止雨水浸入。砌块应提前7 d进入施工现场并置放于室内，使砌块含水率与室外大气达到大致平衡。被雨水淋湿的外墙体，待其含水率与室外大气大致平衡后方可进行墙面抹灰。

2.4 施工阶段的控制

1)砌筑前进行实地排砖，不足整块的，可以锯砖，但不得小于砌块长度的1/3。上下层十字错缝，搭接长度不小于块长的1/3，转角处应相互交叉，水平、垂直灰缝要求不大于15 mm。砌块与墙柱的相接处，必须按规范预留拉结筋，以防因收缩而拉裂墙体。

2)应设置皮数杆。皮数杆应牢固地竖立在转角、内外墙交接处，间距以4 m～8 m为宜，墙体每天砌筑高度限定在1.5 m左右。

3)灰缝要求横平竖直且厚度应均匀，水平、垂直灰缝厚度不得大于15 mm。灰缝砂浆应饱满，应随砌随将灰缝勾成深度1 mm～3 mm的凹缝。在砌筑过程中，应采用“挤法”或“灌浆法”使竖缝灰浆饱满，一边砌筑，一边进行补缝、勾缝处理。重点做好框架与砌块之间的接缝的勾缝处理。在砌筑完上层砌块后，应隔层砌块对灰缝进行二次勾缝。水平、竖直缝砂浆饱满度不应低于90%。严禁出现瞎缝、透亮缝和用杂物塞缝。砌体顶部处理由于砌体将有一定收缩变形，所以砌筑到顶部时应预留一定的空隙，待砌体砌筑完毕至少14 d后才能进行顶部斜砌(角度60°～75°)顶紧，并用砂浆填实。

4)砂浆和易性。砌筑砂浆的和易性包括砂浆的流动性和保水性，砂浆流动性一般用稠度表示，砌筑砂浆流动性不可过大以免降低强度并导致分层、析水现象，并避免因流动性过小而导致砂浆偏干不易于施工和填充灰缝;保水性则指砂浆保存水分的能力，避免保水性差而导致泌水、离析现象并失去流动性，在摊铺过程中不宜摊铺为均匀厚度的薄层，以免摊铺后水分过快被砌块吸干而影响砂浆和砌块的粘结力。

5)墙体抹灰。a.在进行管线敷设和箱、盒安装时，应根据尺寸要求，确定好位置，并弹出位置线，用切割机割开槽，不能随意剔凿砌块，损坏砌块墙体。箱、盒安装和线管敷设好并固定牢靠后，将该部位的砌块浇水润湿，用掺108胶的泥砂浆抹实补平，在大面抹灰之前，钉铺密目钢网片，面积较大的暗装箱背面，应钉铺双层密目钢丝网片，以有效防止抹灰空鼓、裂缝产生。b.基层处理:抹灰前，先用钢丝刷将墙面松散灰皮刷掉，再浇水润湿墙面，以免砌块从抹灰砂浆中吸取水分，但砌块含水率必须控制，过高又会导致干缩变形增大。经验表明，加气混凝土砌块表面含水率宜控制在15%左右，其渗透深度为8 mm～10 mm。然后在加气混凝土墙体表面涂抹界面剂，要求界面剂有很强的柔韧性和粘结强度，而且憎水性好，既能提高抹灰层的粘结力，又能封闭加气混凝土表面的气孔，阻止抹灰砂浆中的水分被加气混凝土砌块直接吸取，基层处理24 h后即可进行抹灰。c.墙体抹灰应在砌筑完毕30 d后方可施工，以保证砌体有足够的干燥时间来完成变形收缩，若在雨季施工则应适当延长砌筑和抹灰的时间间隔;墙面面积超过36 m2则应采取分格处理;对墙体和梁板交接等易生成裂缝部位应提前涂刷界面剂处理，抹灰应分为基层和面层施工，基层宜采用同加气混凝土强度接近的混合砂浆，抹灰应采取分层进行，并控制每层抹灰间歇不少于24 h，对分层接槎部位应保证先施工的抹灰层较薄，结合部位应均匀接槎，面层施工应待基层终凝后方可进行。抹灰层厚度控制，底层抹灰层厚度不大于8 mm，用木抹子压平搓毛，使其与基层粘结牢固;中层抹灰层厚度控制在5 mm～8 mm;面层厚度以3 mm～5 mm为宜。底层或中层的砂浆具有一定强度和见干后，同时检查确认无空鼓、龟裂和剥落现象，方可抹中层或面层。墙体与混凝土梁、柱、板的界面处理:当不在同一平面时，抹灰前沿缝长方向应先抹一道宽度为300 mm、厚度为10 mm抗裂砂浆找平层，再将宽度为250 mm的加强型涂塑耐碱玻璃纤维网格布均匀压入砂浆面层中;当在同一平面时，用热镀锌电焊网代替耐碱玻璃纤维网格布。