可砌筑成锯齿状墙面的装配型混凝土砌块研究与应用

□ 朱正国 梁国攀 莫伟萍

1 引言

在房屋建筑中，墙体抹灰是一项重要的施工项目，墙面装修工程也被誉为“面子工程”，其抹灰施工质量影响整个建筑的外观和内饰效果，若是效果不好则会影响人们生活起居的舒适性以及建筑物本身的寿命。而墙面抹灰施工中常由于设计、施工、材料等各种问题，导致墙体抹灰后期出现裂缝、空鼓等质量通病，需要再消耗大量的人力物力进行维护和返修。长期以来，建筑墙体抹灰的开裂和空鼓等质量通病一直困扰着工程技术人员和抹灰操作工人[1]。

针对墙体抹灰的开裂和空鼓的质量通病，现有施工中常用预防措施有：抹灰之前，在砂浆中掺入黏结剂；或通过对墙面甩浆（抹灰前实现将水泥浆均匀喷洒在墙面），使墙面变得粗糙，增加墙面砌块与抹灰砂浆的黏结力和摩擦力（如图1）；或者附加钢丝网片增加砂浆和墙面的结合力来抗滑移（如图2）。这些做法虽然在一定程度上能够解决墙面抹灰空鼓和开裂的问题，但大大增加了墙体抹灰施工的人工和材料成本。

图1 抹灰前墙面甩浆处理

图2 抹灰前墙面挂网

2 墙体抹灰开裂和空鼓的机理分析

在现行的框架房屋建筑填充墙体施工中，墙面抹灰施工前，先砌筑填充墙体。填充墙体的材料大多是采用标准长方体（尺寸规格：390mm×190mm×190mm）的普通混凝土小型空心砌块。该类型的砌块墙体表面平整、垂直，符合规范的要求，但对后期的墙体抹灰施工造成十分不利的影响。如图3所示，单位面积内的抹灰砂浆，在竖向上，需要利用砂浆和墙面的黏结力来克服砂浆的重力。由抹灰砂浆受力分析可知，砂浆受到墙面的黏结合力∑F和砂浆受到的重力G并不是作用在一条直线上，无法构成砂浆的竖向静力平衡，并会形成一个背离墙面的不利转动力偶m，导致抹灰砂浆的滑移和脱落。另外，如图4所示，砂浆硬化前，与墙面的黏结力非常有限，抹灰时，砂浆层外侧极易产生向下滑移，出现开裂。而且，在墙体抹灰的实践中，抹灰使用的砂浆一般要求在4h以内用完，但在4h的时间里，砂浆的和易性和黏结性前后会发生较大的差异。在抹灰过程中，因为墙面的平整和垂直，再加上砂浆的和易性与黏结性能逐渐降低，砂浆与墙面的黏结力克服不了砂浆的重力，所以才造成砂浆的滑移、堕灰，以及工人反复修补、砂浆浪费等现象，并且极易造成墙面后期开裂、空鼓等质量通病。长期以来，人们将墙面的抹灰开裂和空鼓的主要原因，主观归结于抹灰砂浆的硬化收缩以及墙面清洁度不够，实属误区。抹灰砂浆的受力不平衡才是真正的诱因。

图3 墙面抹灰砂浆受力图

图4 抹灰砂浆受力不平衡造成的抹灰层开裂和空鼓

实践证明，一些高层房屋的混凝土剪力墙墙体抹灰更容易产生墙面开裂和空鼓。其根本原因在于原现浇混凝土墙体表面过于平整、光滑，抹灰砂浆前期难以与墙面发生有效黏结，克服不了抹灰砂浆的自重影响，导致后期极易形成墙面的空鼓和开裂。业主验收房屋时，经常要求施工单位返工和修复，如图5所示。

图5 墙面抹灰的后期开裂和空鼓

鉴于目前对墙体抹灰质量控制的施工难度和不利因素，本文从墙体抹灰的基本面—墙面入手，深入分析墙面抹灰开裂和空鼓的根本原因，并创新性地提出一种装配型的混凝土空心砌块，可砌筑成锯齿状的墙面，能彻底从源头上解决墙体抹灰的质量通病。

3 装配型砌块的方案设计

本文所述装配型砌块是在能完全满足现行的墙体砌筑施工技术规范基础上，不改变现有的砌块制作材料强度配比，只在砌块的外形上做出局部相应的改变，尺寸规格如图6所示，砌块截面采用“梯形”截面的方式，砌块上口比下底宽2cm，即每侧上下宽度相差1cm，如图6（c）所示。

图6 装配型砌块尺寸设计即效果图

如图7（a）所示，相邻的两层砌块能通过凹槽和凸起进行装配组砌，结合砂浆嵌固成墙体，在水平接缝处，每侧有1cm错台，从而形成锯齿状墙面，该墙面不会影响墙体的整体垂直度和平整度。相邻的两匹砖缝错台对后期的墙面抹灰砂浆层，在每层砌块的侧面直接产生竖向向上的衬托反力n，可有效克服抹灰砂浆的竖向重力g，从力学角度解决了抹灰砂浆竖向受力平衡的问题，如图7（b）。此时，砂浆不会再产生相对墙面的滑移，砂浆与墙面的抗滑移黏结不会产生，墙面砂浆的自重完全由每层砌块凸起的边缘承担，外界大气压力F能使抹灰砂浆与墙面贴紧，形成砂浆的封闭吸附，从而彻底地克服了抹灰砂浆的滑移和脱落，从根本上消除了导致抹灰砂浆开裂和空鼓的“受力不平衡”的诱因。

图7 装配型砌块组砌墙体及墙面抹灰示意图

4 装配型砌块的试验与实践

前期，笔者先按设计图纸进行砖模设计与制作，并预制出装配型砌块20块，进行了试验墙体的砌筑和抹灰验证。试验证明抹灰砂浆与墙面黏结牢固，不会产生砂浆的滑移、开裂和空鼓，且墙体的砌筑和墙面抹灰施工操作简单，质量可靠，完全满足规范验收要求。该装配型砌块已获得了实用新型专利授权（专利号：ZL201721589284.8）。

后期，笔者在原设计砌块和砖模基础上进一步优化和改进，如图8、图9所示，并与校企合作企业共同研发，进行整砖和半砖的生产。该新型砌块在广西贵港市“中嘉景苑工程项目”“盛世天禧工程项目”等3个高层项目中的墙体填充施工及抹灰进行了推广应用，并获得2019年广西区级工法认证（工法编号：GXGF090-2019）。

该砌块按照现有的常用混凝土空心砌块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，炉渣629kg/m3，水140 kg/m3；w/c：0.6）进行制作，并采集材料样品进行强度实验，符合《普通混凝土小型空心砌块规范》强度要求。

图8 整砖砖模设计

图9 半砖砖模设计

图10 砌块生产及养护

该混凝土砌块采用自然养护，如图10所示。养护28d后，即可用于砌筑墙体。本砌块的砌筑方法与现有的其他填充墙体砌筑方式相同，但操作更加简易，相邻的两皮砌块之间可以通过卡槽进行座浆装配组砌，更加容易使砌块之间对中，另外也更加方便安置拉结筋，使之不易偏位，如图11所示。墙面两侧在每层砖的水平灰缝处均匀形成一道局部外凸1cm错台，墙面整体呈现规则的锯齿状，且能保证墙面的整体垂直和平整，如图12所示。

图11 砌块砌筑墙体

图12 锯齿状墙面

图13 试验墙体墙面抹灰锯齿状断面

墙体砌筑完毕，7d后对顶部进行斜砌塞缝，便可以直接进行墙面抹灰作业，无须对墙面基层进行甩浆或挂网处理。由于相邻两匹砖的每侧水平砖缝位置，上凹下凸相差1cm，即锯齿状的深度为1cm，而一般抹灰厚度为2cm，足以覆盖原墙面的灰缝锯齿，形成统一的平整的墙面。并且，抹灰时不需分层，工人只需将灰饼厚度控制在2cm，一次性上灰，再用刮尺整平墙面即可。抹灰过程中不会出现掉灰、滑灰现象，从而大大提高抹灰施工效率和质量。如图13所示，抹灰砂浆和锯齿状墙面有效结合，后期墙面无任何空鼓和开裂现象发生。

该砌块在项目样板工程墙体砌筑和抹灰施工过程中，得到了作业工人的一致好评，称“该砌块砌墙好施工、抹灰不易掉、节省劳动量、砖体之间镶嵌度好、整体稳固性增强”。近一年来，该装配型混凝土空心砌块墙体抹灰后、墙面从未发生开裂和空鼓现象，有效解决了抹灰质量通病问题。为此，施工单位举办了公司观摩会，邀请当地住房城乡建设管理部门和建设单位参观，得到了业主和当地建管部门的一致肯定和高度赞赏。

5 装配型混凝土砌块的优势

本文所述的装配型混凝土空心砌块的原材料和配合比与现有的混凝土空心砌块完全相同。通过试验和实践应用可以看出，与现有的砌块及所砌墙体相比，本文所述的装配型砌块具备以下突出优势：

（1）采用此项装配型砌块，相对于现有的墙体组砌方式，本砌块更加方便墙体施工的组砌，利用该砌块本身具有的上凹下凸的特点，通过嵌固组砌的方式，砌筑工人很容易做到砌块的对中，并保证墙面的整体垂直度，从而可以减少“三匹一吊，五匹一靠”的次数，提高砌筑工效；另外，能大大方便墙体拉结筋的安装定位，提高墙体的整体抗震性能。

（2）利用此项装配型砌块可组砌成锯齿状的墙面，每层砌块凹凸相差10mm，从而形成一道锯齿状外托，在墙面每道砖缝处可提供均匀向上的反力，克服抹灰砂浆的滑移，从而有效防止抹灰过程中砂浆的脱落、堕灰，增加墙面与抹灰砂浆的结合力，彻底根除墙体后期出现空鼓的质量缺陷，提高抹灰工艺的质量，减少砂浆的浪费，减少单位面积内工人抹灰操作的次数，提高抹灰工效。

（3）利用此项装配型砌块组砌墙体，能实现砂浆和墙体的有效结合，完全可以省去抹灰前墙面的“锚浆”“挂网”等基层处理环节，减少施工工艺环节，大大节省抹灰工料成本。

6 结论及展望

综上所述，本文所述的装配型混凝土空心砌块，创新性地提出利用砌块自身的特点，装配组砌出锯齿状墙面，从静力学平衡角度，克服了抹灰砂浆因自重产生的滑移和脱落，从源头上彻底解决了长期以来墙面抹灰开裂和空鼓的质量通病，为建筑墙体砌筑以及抹灰施工提供了一项较为先进的保质、节能、提效措施和方案，工程应用和推广价值可观。

另外，按照本文所述的利用锯齿状墙面能消除抹灰砂浆滑移的方式，可推广到高层房屋建筑的混凝土剪力墙墙面抹灰施工。浇筑剪力墙混凝土之前，只需将剪力墙模板内侧面事先处理成反向锯齿状，拆模后，混凝土的表面即可形成类似本文所述的锯齿状墙面，从而实现与本文所述砌块组砌成的墙体具有同样抹灰效果。

其次，目前市场上的抹灰砂浆大多是使用河砂，现如今的河砂产量日渐稀少。而用人工砂（石子加工的副产品，颗粒大多呈片状）制备的砂浆和现行砌块砌筑的墙面抹灰结合难度更大，所以人工砂砂浆抹灰无法应用和推广。本文所述的砌块组砌的锯齿状墙面能为抹灰砂浆提供竖向支撑力，可为人工砂砂浆抹灰应用开拓新的使用空间，形成新的经济增长点。