内墙条板拼缝部位饰面层防裂技术*

黎加纯，吴自敏，楚洪亮，尹述伟，李晓晨

(1.广东博意建筑设计院有限公司，广东 佛山 528000；2.中国建筑技术中心，北京 101300； 3.中建科技有限公司，北京 100070)

0 引言

预制内墙条板具有质量轻、强度高、安装方便及节能环保的特点[1]，是绿色建筑和装配式建筑推广使用的新型墙体材料[2-3]。条板产品施工安装精度高，作为内墙使用可实现面层免抹灰，减少抹灰带来的空鼓和开裂等质量问题，有利于提升工程品质，提高经济效益，降低工程成本。开裂是条板使用过程中最主要的问题，其中条板板间拼缝部位开裂出现频次最高，已经成为条板使用通病。条板开裂导致饰面层开裂，影响装修效果，制约条板推广使用。

1 当前条板拼缝裂纹防治方法

条板拼缝开裂防治方法从材料、设计、构造和施工等不同角度出发，可以分为放裂、抗裂和防裂[4]。

1)放裂 条板安装后静置一段时间再进行下一道工序，静置期间条板通过位移和变形释放应力，待应力释放完成后进行下一道工序施工。

2)抗裂 拼缝部位采用适当强度的专用砂浆；在条板拼缝部位挂网后抹抗裂砂浆，利用玻纤网抗拉强度高的性能抵抗条板收缩过程中拉力，减少开裂。

3)防裂 内墙选取小尺寸、干缩值小的条板，条板养护到一定龄期后再进场使用，目前条板尺寸以600mm宽为主。

工程实践中综合采用放裂、抗裂和防裂中的1种或多种方法防治拼缝开裂，对大尺寸开裂有很好的控制效果，但微小开裂的现象依然没有得到彻底解决。拼缝开裂是多种因素综合作用下引起的，不同条件下各因素对条板拼缝开裂贡献程度不一样，对成因的分析停留在定性分析层面，所制定的措施难以有针对性，实施后往往效果欠佳，有的条板拼缝开裂现象出现1年后，陷入裂了修、修了再裂的被动治理中。

当前条板拼缝外侧处理具有抗裂功能，即将加筋材料铺设于拼缝部位外侧，加筋材料具有高弹性模量和高抗拉强度，高弹性模量使拼缝开裂过程中加筋材料优先受力，高抗拉强度使加筋材料能抵御一定程度内部应力。条板拼缝外侧处理在空间位置上同时为饰面层基层，板缝部位开裂是拉力大于内聚力的结果，拼缝开裂时附着于拼缝外侧处理部位的饰面层随之发生零延伸断裂现象。拼缝外侧抗裂处理在饰面层完整性上是一种兜底的措施，抗裂失效将直接导致饰面层开裂而影响装修。

2 条板拼缝部位饰面层防裂新方法

2.1 饰面层防裂新方法原理

内墙条板饰面层基层分为条板面层和拼缝部位外侧处理两部分，如图1所示。其中条板面层不易开裂，拼缝部位微小裂纹对结构安全影响小，但对附着于拼缝部位的饰面层效果影响大。新方法不以控制条板拼缝不裂为目标，即条板拼缝外侧处理不承担抗裂功能，旨在维持拼缝外侧处理作为饰面层基层的完整性。新方法将拼缝外侧处理分为强黏结段和弱黏结段：强黏结段与条板间具有很强的剪切黏结强度，起黏结固定作用，条板开裂过程中不发生剥离；弱黏结段与条板间剪切黏结强度低，起过渡层作用，拼缝开裂过程中弱黏结段与条板剥离后产生相对滑动并通过自身变形降低拉应力，弱黏结段在条板开裂过程中保持完整，附着于弱黏结段表面的饰面层不发生零延伸断裂，通过控制弱黏结段宽度实现对饰面层裂纹尺寸的控制。

图1 饰面层基层及局部放大

2.2 饰面层防裂新方法核心参数确定

2.2.1弱黏结段宽度确定

饰面层裂纹尺寸影响观感，弱黏结段应有足够宽度，以实现拼缝部位大尺寸裂纹传递至饰面层时分散为微小裂纹。如图2a所示，取弱黏结段中断面A为研究对象，强黏结段为参考对象，条板拼缝开裂前后断面A与强黏结段间距分别为m和n，开裂前后断面A位移量ε=n-m，在不考虑饰面层动态抗裂性能的情况下，附着于饰面层裂纹尺寸等于弱黏结段相对位移ε，如图2b所示。条板拼缝裂纹尺寸与饰面层裂纹尺寸之间满足式(1)。

图2 条板拼缝开裂前后弱黏结段变化和饰面层开裂示意

ε=δ/(l/δ)

(1)

式中：δ为条板拼缝裂纹尺寸(mm)；l为拼缝部位外侧处理弱黏结段长度(mm)；ε为饰面层裂纹尺寸(mm)。

饰面层肉眼可见裂纹尺寸为0.2mm，即应将饰面层裂纹尺寸ε控制在0.2mm以内，则l≥5δ2，设计中取l=5δ2。

以功能要求确定弱黏结段最小宽度l。在实施过程中，条板拼缝部位开裂的具体位置不能确定，为满足不利条件，弱黏结段实际宽度L采用A，B两种设计思路进行确定，如图3所示，其中A以裂纹位于拼缝黏结段两侧且同侧拼缝外侧弱处理段发挥功能作用为不利条件(见图3a)；B以裂纹位于拼缝黏结段两侧且反侧拼缝外侧弱处理段发挥功能作用为不利条件(图3b)。2种思路中拼缝外侧处理弱黏结段实际宽度大于计算最小宽度，有一定安全倍数，可用于消化材料、施工和弱黏结段形变不均一等不稳定因素带来的不利影响。A，B两种设计思路所确定的弱黏结段性能指标如表1所示。

图3 不同设计思路弱黏结段长度

表1 不同设计思路弱黏结段性能指标

拼缝黏结段宽度d取5mm。A，B设计思路中不同尺寸条板拼缝裂纹对应的弱黏结段实际宽度和材料伸长率变化如图4所示，其中a为弱黏结段实际宽度，b为材料伸长率。弱黏结段宽度过大饰面层容易产生空鼓影响装修质感，材料伸长率过大饰面层裂纹容易发生集中而引起局部脱落。结合拼缝裂纹尺寸与弱黏结段宽度和材料伸长率变化关系，有以下建议。

图4 条板拼缝部位不同尺寸裂纹对应弱黏结段实际宽度和材料伸长率

1)条板拼缝裂纹尺寸δ≤1.4mm时，宜采用A设计思路确定弱黏结段实际宽度，为方便设计L取25mm。

2)条板拼缝裂纹尺寸1.4mm<δ≤2mm时，采用B设计思路确定弱黏结段实际宽度。为方便设计L取35mm。

3)条板拼缝裂纹尺寸δ>2mm时，采用其他技术手段将条板拼缝裂纹尺寸控制在2mm以下，再根据上述条件确定弱黏结段实际宽度。

为利于实施，弱黏结段实际宽度L取35mm。

2.2.2弱黏结段材料性能要求及优选建议

结合节点构造功能、室内环境、材料与施工等方面需求，拼缝外侧处理材料性能上还需满足以下几点要求。

1)刚性要求 拼缝外侧处理材料在功能上为饰面层基层，材料应具有一定刚性以维持饰面层稳定。

2)黏结强度要求 板缝外侧处理材料在构造层上依附于内墙条板，板缝外侧处理存在弱黏结段，强黏结段黏结面积比相对降低，材料与条板间黏结性能较强。

3)形态要求 拼缝外侧处理材料应有利于条板免抹灰技术实施，板缝处理材料优先考虑不定形材料，实施过程中能消化材料尺寸偏差和施工过程中形成的误差。

4)环保要求 条板免抹灰技术造成拼缝部位覆盖层厚度减小，材料中污染物向室内扩散的速率增大，拼缝外侧处理材料应环境友好，减少有害物质向室内散发。

5)组分要求 条板为无机非金属材料，拼缝外侧处理材料宜保持与条板材料性能相近，降低对饰面层材料选材和施工的影响。

6)韧性要求 弱黏结段开裂会引起饰面层裂纹集中，条板拼缝开裂后弱黏结段材料伸长率应小于材料的断裂伸长率，如式(2)所示：

υ=δ/L×100%≤υ

(2)

式中：υ为弱黏结段材料实际伸长率(%)；υ为弱黏结段材料断裂伸长率(%)；L为拼缝部位外侧处理弱黏结段实际长度(mm)。

综合以上考虑，优选丙烯酸聚合物砂浆作为拼缝部位外侧处理材料，除满足上述材料性能要求外，同时有以下优点。

1)通过调整丙烯酸聚合物、水泥和细骨料之间相对含量可以控制弱黏结段断裂伸长率，断裂伸长率可调至200%以上[5]，根据拼缝外侧处理对材料伸长率的要求，有针对性地优化砂浆成分，降低成本。

2)丙烯酸聚合物砂浆施工方法与传统板缝处理施工方法相近，施工工艺改变小，利于实施。

3)通过调整丙烯酸聚合物砂浆中水泥种类，实现外观、色泽、质感一定程度可调，利于饰面层实施[6]。

3 饰面层防裂新方法条板拼缝部位构造

在确定条板拼缝外侧处理弱黏结段宽度和材料后，条板拼缝部位构造如图5所示。弱黏结段通过在丙烯酸聚合物砂浆与条板间设置隔离层实现。隔离层具体可以是薄层腻子、低强度砂浆、胶带纸等与条板间具有较小黏结强度的材料。弱黏结段宽度为35mm，饰面层理论最大裂纹尺寸为0.11mm，弱黏结段最大伸长率5.7%，在考虑饰面材料动态开裂性能的情况下饰面层裂纹尺寸将更小。丙烯酸聚合物砂浆中在使用过程中应添加少量聚丙烯纤维，有利于避免条板开裂过程中弱黏结段局部应力集中产生变形不均匀现象。

图5 新方法条板拼缝部位构造及局部放大示意

4 结语

针对当前条板拼缝开裂影响到饰面层提出1种解决方法，将条板拼缝外侧处理分为强黏结段和弱黏结段，从功能要求上确定弱黏结段宽度和材料性能要求。优选丙烯酸聚合物砂浆拼缝部位处理。通过设置隔离层的形式实现拼缝外侧处理与条板间弱黏结。从构造的角度上允许条板拼缝开裂，降低位移缝隙对饰面层的影响，为解决条板拼缝部位饰面层开裂提供另一种解决思路。对于有饰面层要求的工程中其他裂缝，本方法也能作为参考。