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加氣混凝土砌塊墻體裂縫原因分析及防治
發(fā)布時間：2014-08-09
提要：本文通過加氣混凝土砌塊的材質特點，分析了加氣混凝土砌塊墻體產生裂縫的主要部位及其產生原因，并對裂縫的防治措施進行了探討。關鍵詞：加氣混凝土砌塊；墻體；裂縫；防治
1 前言
加氣混凝土砌塊具有密度小、保溫隔熱性能好、隔音等優(yōu)點，在新型墻體材料中得到比較廣泛的采用，在框架結構建筑中，成為替代粘土實心磚砌筑填充墻的主要材料。但由于加氣混凝土砌塊砌筑的墻體容易產生裂縫，常常帶來糾紛，因此阻礙了它在福建省的普遍應用。目前，我省還有相當多的建筑墻體采用粘土多孔磚等。分析裂縫產生的原因，積極采取相應的措施進行防治，無疑將大大促進加氣混凝土砌塊在我省的進一步應用，有利于保護耕地，建設環(huán)保型社會。
2 加氣混凝土砌塊材質特點
與普通粘土實心磚等傳統(tǒng)墻體材料相比，加氣混凝土砌塊具有如下優(yōu)點：
(1)自重小：加氣混凝土砌塊的密度大約為500kg/m2。600 kg/m2，只有實心粘土磚的1/2～1/3，大大減輕墻體自重，對結構的負荷減小了，由此可降低工程綜合造價。
(2)保溫隔熱性能良好：加氣混凝土的導熱系數(shù)大約為0.08lW/(m·K)～0.29W/（m·K），只有普通粘土磚的1/5～1/8左右，保溫性能大大優(yōu)于粘土磚、灰砂磚等傳統(tǒng)墻體材料，其原因是加氣混凝土砌塊在生產制作過程中加入了引氣劑，使其內部形成大量封閉的微小氣孔，這些封閉的微小氣孔中含有熱惰性的空氣，提高了制品的保溫隔熱性能。
(3)隔聲性能良好：由于加氣混凝土砌塊存在大量的氣孔，其隔聲性能明顯好于實心的墻體材料。
(4)施工方便：由于砌塊的規(guī)格比普通磚大得多；而重量又比較輕，因此砌筑墻體的時候效率大大提高，減輕了工人的勞動強度。同時，加氣混凝土砌塊具有突出的可加工性，可鉆、刨、鋸、釘?shù)龋阌诩庸こ僧愋推鰤K，適應不同模數(shù)墻體的施工。同時便于開槽敷設管線，而且可以直接在墻面上安裝膨脹管，為后續(xù)的設備安裝、裝飾裝修等帶來方便。
同時，加氣混凝土砌塊也具有如下缺點：
(1)強度偏低：一般只有2.5MPa～4.0MPa，因此不適用于承重墻。
(2)收縮大：收縮包括干燥收縮和溫度收縮。加氣混凝土砌塊的干燥收縮值為0.3mm/m～0.5mm/m，是普通粘土磚的4倍，線膨脹系數(shù)約為8×10-6mm/（m·℃），也比普通粘土磚大得多，導致加氣混凝土砌塊的干縮變形和溫度變形比較大。
(3)吸水性強，導濕性差：加氣混凝土砌塊氣孔率通常達到70%～80%，但多數(shù)氣孔呈封閉狀，導致其吸水率高，而且吸水后水分易封閉于氣孔中。同時封閉狀的氣孔減慢了其吸水速度，使其吸水過程變得很長才能達到飽和。
(4)與砂漿的粘結性差：由于加氣混凝土砌塊的吸水性強，因此容易將砂漿中的水分奪走，導致砂漿粘結性變差、水化不良，導致粉刷層空鼓等。
加氣混凝土砌塊的優(yōu)點是其得以取代普通粘土磚成為新型墻體材料的重要原因，而其缺點則是導致其開裂的主要原因，在一定程度上阻礙了加氣混凝土砌塊在我省的推廣應用。
3 加氣混凝土砌塊墻體裂縫的部位及主要特點
據(jù)調查，加氣混凝土砌塊墻體裂縫的出現(xiàn)具有一定的規(guī)律，一般在砌筑后次年出現(xiàn)，我省通常在夏、秋交接或者秋季干燥季節(jié)多發(fā)，二至三年后趨于穩(wěn)定。經總結，其墻體裂縫主要發(fā)生在外表抹面層，其部位及主要特點如下：
(1)水平裂縫：多出現(xiàn)在填充墻中部、頂部和梁交接處以及門窗洞口過梁下方，有時也出現(xiàn)在墻體與地面交接處。大多數(shù)水平裂縫可以沿墻的厚度、長度方向貫穿整個墻體。
(2)豎向裂縫：多出現(xiàn)在填充墻中部、與框架柱或剪力墻連接處或砌體交接處。通常寬度較小。
(3)斜裂縫：一般出現(xiàn)在梁柱交接處、主次梁交接處和門窗洞口處，其裂縫寬度、長度都較大，基本上貫穿墻體，通常情況下是沿灰縫開裂或砌塊開裂。
(4)粉刷層空鼓裂縫：裂縫方向無規(guī)則，通常呈現(xiàn)網狀龜裂，裂縫位置粉刷層空鼓，鑿開粉刷層可發(fā)現(xiàn)，砌塊本身沒有開裂。
4 加氣混凝土砌塊墻體裂縫產生的原因分析
(1)從加氣混凝土材料特性看：
加氣混凝土砌塊具有吸水率大、干縮變形顯著的特點，當砌塊含水率不大于5%時，其干縮變形才趨于穩(wěn)定。如果砌塊干縮變形過大，則容易造成裂縫。當干縮變形帶來的拉應力超過砌塊之間的粘結強度時，裂縫就出現(xiàn)在灰縫；當砌塊之間的砂漿粘結強度高于砌塊抗拉強度時，砌塊就可能開裂。砌塊在混凝土齡期28d之內時，由于混凝土水化等各種物理化學作用，其干燥收縮較大，因此使用齡期較短的砌塊更容易產生干縮裂縫。特別是蒸壓加氣混凝土砌塊，出釜時的含水率一般大于25%，必須存放一定時間使其含水率降低、體積變形穩(wěn)定，一般要求出釜后存放28d后才能進行施工，否則就很容易引起干縮裂縫。可以說，加氣混凝土砌塊的干縮是造成墻體開裂的主要原因。其形式主要是豎向裂縫。
其次是加氣混凝土砌塊吸水率大，但其吸水特性與傳統(tǒng)的普通粘土磚以及混凝土等材料不同，它的氣孔呈現(xiàn)“墨水瓶”結構，毛細作用差，早期吸水快，后期吸水慢，但吸水時間長，如果砂漿保水性能以及和易性不好，則水分很容易被砌塊吸收造成砂漿失水，從而無法充分水化造成強度降低、灰縫不飽滿，導致局部砌塊受力不均衡引起應力集中，造成砌塊開裂或者沿灰縫開裂。對于抹面砂漿，則容易引起墻體與抹面層的脫離，出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。由于砌筑砂漿失水后造成強度偏低，導致砌體抗壓強度降低，因此常常會產生斜裂縫，嚴重的會帶來安全隱患。
同時，加氣混凝土砌塊是將加氣混凝土坯體切割而成的，加工過程中易在表層形成一層松散層以及粉塵，如砌筑墻體前未進行清理或清理未徹底，就會在砂漿和砌塊之間形成隔離層，影響砂漿與砌塊之間的粘結力，對于抹面砂漿，則易造成粉刷層空鼓、開裂。
(2)從外界環(huán)境影響看：
環(huán)境溫度的影響：普通砂漿的導熱系數(shù)約為0.9W/(m·K)，線膨脹系數(shù)約為4×10-4mm/（m·℃），與加氣混凝土砌塊相差達到10倍左右，一旦環(huán)境溫度變化，則在砌筑砂漿、抹灰砂漿以及砌塊之間產生溫度應力，當環(huán)境溫度變化幅度較大，產生的溫度應力太大時，則造成砌塊-灰縫之間、砌塊-抹灰之間的開裂。通常建筑物頂層由于受到陽光直射，在晝夜溫差大的季節(jié)，如夏秋季，容易造成墻體在頂層梁底部的水平裂縫以及斜裂縫。溫度應力也是加氣混凝土砌塊墻體產生裂縫的主要原因之一。
環(huán)境濕度的影響：前已述及，加氣混凝土砌塊的干燥收縮較大，而普通砂漿的線收縮系數(shù)不到加氣混凝土的1/10，當環(huán)境濕度較小時，其內部水分蒸發(fā)，含水率下降，則加氣混凝土砌塊的收縮大大超過砂漿，造成灰縫開裂、粉刷層空鼓。對于尚未粉刷的墻體，則由于砌塊表層失水速度比內部快，導致砌塊表層干縮變形比內部大，則會引起砌塊開裂。這種開裂往往發(fā)生在秋季氣候干燥時。
外界擾動的影響：砌體施工早期，由于砌筑砂漿強度較低，此時如果受到外界作用力的擾動，比如振動、壓力荷載等，則容易造成墻體裂縫。如果建筑物存在不均勻沉降，也容易引起墻體裂縫。
(3)從設計環(huán)節(jié)看：
構造柱和水平墻梁設置間距設置過大，框架柱和墻體的拉結筋設置間距過大，墻體與主體框架連接處構造措施不合理，建筑物層高較高時未合理設置圈梁，外墻大面積飾面層未設置分割縫，對于不上人屋面，未設置保溫隔熱層等等，都容易造成填充墻開裂。
(4)從施工環(huán)節(jié)看：
砌筑砂漿強度偏低、和易性不好、保水性差，使填充墻的灰縫砂漿易于被加氣混凝土砌塊吸水導致砂漿不飽滿、強度低，難以承受溫差、干縮等原因造成的變形而開裂。
施工時，未事先將砌塊澆水，或澆水不足，導致砌筑后砌塊大量吸收砌筑砂漿、抹灰砂漿中的水分，引起灰縫砂漿開裂、抹灰層空鼓裂縫等等。
砌筑過程中，灰縫砂漿不飽滿，或者砌筑速度過快，導致墻體成型后，灰縫砂漿在上層砌塊自重下沉縮，造成墻體水平裂縫。
二次施工中接搓設置不合理，造成接縫處開裂。
抹灰砂漿強度太高，其彈性模量大，收縮變形小，與墻體變形不一致，導致抹灰層空鼓、開裂。抹灰層過厚，抹灰砂漿采用細砂，致使砂漿收縮過大產生裂縫。
將不同批次的砌塊砌筑于同一墻面時，極易造成砌筑砂漿灰縫的厚薄、寬窄不一致，導致灰縫砂漿收縮不一致而產生裂縫。
當填充墻砌筑至梁、板底時，最上皮砌塊砌筑不實，造成沉縮導致墻體在梁底處的水平裂縫。
安裝水電設備時在砌體上打洞鑿槽、敷設管線等過程中，由于槽內管線局部反彈變形或填充的砂漿收縮，則墻體易出現(xiàn)沿管線或設備的裂縫。
5 加氣混凝土墻體裂縫的防治措施
（1）在砌塊進場上嚴格把關，進人施工現(xiàn)場的砌塊應有出廠合格證、產品性能檢驗報告，并應自然養(yǎng)護28d以上，必要時可進行見證取樣送檢，杜絕采用外觀尺寸偏差太大、強度偏低等不合格產品進行施工，對于制作后靜停時間較短的砌塊，應在通風干燥的堆場堆放一定時間后，使其體積變形趨于穩(wěn)定后上墻施工。
（2）砌筑墻體前，砌塊應提前l(fā)d-2d分次澆水濕潤，但不能過濕，其吸水深度應控制在8mm～10mm。清除砌塊上的浮灰、殘渣等。檢查并修正、補齊拉結鋼筋。砌筑砂漿的選擇應注意采用安定性合格的水泥，不宜采用過細的砂，灰膏應充分熟化。應盡量選擇加氣混凝土專用砂漿進行砌筑和抹灰，其特點是具有良好的保水性能，以避免砌筑過程中水分被加氣混凝土吸收。
(3)砌筑墻體時，應視砌塊和氣候干燥程度，對砌塊進行適時澆水潤濕。墻體每天的砌筑高度應根據(jù)砌塊與砂漿的材質、墻體部位、氣溫、風壓等條件來確定，嚴格控制日砌筑高度，嚴格控制墻體的垂直度、平整度和飽滿度以及灰縫的水平厚度、平直度和豎向寬度等，應錯縫搭砌，搭砌長度不小于砌塊長度的1/3。墻體最上皮應在下部砌體變形穩(wěn)定后再砌，時間大約為一周以上，空隙處用砂漿填實。墻體與門、窗框的連接必須采用磚護角，混凝土包框或帶連接件的預制混凝土塊，不得直接在輕質墻上固定門窗框。不同批次的、規(guī)格差異較大的砌塊不得混用。
(4)墻面抹灰施工前，應修補墻面灰縫缺陷，清理基層。可提前濕潤墻面，以免砌塊從底子灰中吸取水分，但砌塊含水率必須控制，過高又會導致干縮變形增大。經驗表明，加氣混凝土砌塊表面含水率宜控制在10%~15%之間，其滲透深度為8mm~10mm，但在施工中難以控制。可采用在加氣混凝土墻體表面涂抹界面劑的方法，比如膠質水泥漿、JCTA-400系列界面處理劑等，既能提高抹灰層的粘結力，又能阻止底子灰中的水分被加氣混凝土砌塊直接吸取。同時，不宜采用強度過高的抹灰砂漿，以免其變形與墻體不一致。
(5)施工過程中，應避免對砌體的擾動，不得隨意堆放建筑材料造成已砌筑的墻體受到過大的施工荷載。加強對主體結構的沉降觀測，發(fā)現(xiàn)不均勻沉降及時采取措施。
(6)我省夏季炎熱，屋面應設置保溫隔熱層，以避免頂層墻體的溫度裂縫。
(7)加強構造措施，合理設置構造柱、圈梁、拉結筋等，并在梁、板、柱與墻體的交接處掛鋼絲網，以減少墻體交接處的裂縫。
(8)水電管線安裝的時候，嚴格按照管線布置方案，并采用手提式角向磨光機進行開槽，開槽深度不得超過砌體壁厚的2/3，同時也不得過淺導致管線無法完全嵌入槽內。填孔采用比例約為1:3～1:4的摻加了聚丙烯短纖維的砂漿，并抹壓密實，抹灰時應在槽、洞回填密實的基層上，覆蓋比槽、洞口周邊各寬100mm的鋼絲網。嚴緊在墻體兩面的同一位置開槽敷設管線。
6 結語
加氣混凝土砌塊是一種質輕隔聲、保溫隔熱的環(huán)保新型墻體材料，取代粘土磚是大勢所趨，有利于保護耕地。在施工過程中，應根據(jù)其材質特點，改進砌筑施工工藝，采取相應的控制措施，避免墻體裂縫，使其得到進一步推廣應用。
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