蒸壓灰砂磚和蒸壓加氣混凝土砌塊墻體開裂的機(jī)理分析和防裂漏措施簣

    [摘　要] 通過(guò)比較蒸壓灰砂磚和蒸壓加氣混凝土砌塊與傳統(tǒng)紅磚的特性，分析新墻材開裂的機(jī)理，提出相應(yīng)的防裂漏措施。

    [關(guān)鍵詞] 蒸壓灰砂磚和蒸壓加氣混凝土砌塊；開裂機(jī)理；防裂漏措施。

    一、 概述
　　
    蒸壓灰砂磚和蒸壓加氣混凝土砌塊是近年來(lái)我市使用較多的新型墻體材料，但使用后會(huì)遇到墻體開裂、滲水，抹灰脫落從而污染、損壞室內(nèi)裝修等問題。經(jīng)過(guò)對(duì)我公司近年承建的工程進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)：并不是只有使用蒸壓灰砂磚或蒸壓加氣混凝土砌塊的框架或框剪結(jié)構(gòu)的填充墻會(huì)出現(xiàn)開裂或滲漏現(xiàn)象，使用紅磚的也會(huì)出現(xiàn)，只不過(guò)使用新墻材的比使用紅磚的多一些；并不是每一堵使用新墻材的墻都會(huì)出現(xiàn)裂漏，而且出現(xiàn)的位置和方式各不相同，向西方向的外墻比其它方向的外墻出現(xiàn)問題的機(jī)率大，最頂層的外墻出現(xiàn)裂漏的情況比其它位置較為嚴(yán)重。實(shí)際上，墻體出現(xiàn)裂漏的根本原因并不是因?yàn)槭褂昧苏魤夯疑按u或蒸壓加氣混凝土砌塊，而是由于把新墻材錯(cuò)誤地理解成是一種比紅磚輕的“輕質(zhì)磚”，按照使用紅磚的方法來(lái)管理和砌筑，而沒有按照新工藝進(jìn)行施工。
　　
    二、 蒸壓灰砂磚和蒸壓加氣混凝土砌塊與紅磚的特性
　　
    蒸壓灰砂磚和蒸壓加氣混凝土砌塊屬于硅酸鹽制品，因此，它們的物理特性和化學(xué)特性與紅磚有著本質(zhì)上的區(qū)別：
　　
    （一）干燥收縮值
    紅磚的標(biāo)態(tài)干縮值在0.1mm/m以下，且實(shí)際干縮值一般只是比標(biāo)態(tài)干縮值稍小，但任何狀態(tài)下都非常接近。對(duì)蒸壓灰砂磚和蒸壓加氣混凝土砌塊，它們的標(biāo)態(tài)干縮值一般為紅磚的3～6倍。若要將它們的實(shí)際干縮值控制在0.1mm/m，則它們的相應(yīng)含水率分別約在3.4%和9.8～13.6%。而蒸壓灰砂磚的平衡含水率約在1.9%，蒸壓加氣混凝土砌塊的平衡含水率約在3.6～3.8%，這說(shuō)明，當(dāng)硅酸鹽制品的實(shí)際含水率與平衡含水率接近時(shí)，其實(shí)際干縮值與紅磚相差不大。在實(shí)際應(yīng)用中，只要經(jīng)過(guò)一定的干燥期，我們一般可以把它們的實(shí)際干縮值控制在0.1～0.3mm/m的范圍，這充分表明嚴(yán)格控制新墻材上墻含水率是非常重要的。
　　
    （二）吸水性能
    紅磚的吸水性能要求小于23%，一般在20%以下。蒸壓灰砂磚的吸水率一般在20%以下，蒸壓加氣混凝土砌塊的吸水率一般在65%以下，兩者都與平衡含水率相差很大，如果在下雨天氣沒有很好的防雨措施，它們的實(shí)際含水率可接近各自的吸水率。如前所述，紅磚的實(shí)際含水率對(duì)其實(shí)際干縮值影響極小，而硅酸鹽制品的實(shí)際干縮值卻隨制品實(shí)際含水率的變化而發(fā)生很大的變化。
　　
    （三）干燥和收縮的速度
    蒸壓灰砂磚和蒸壓加氣混凝土砌塊的吸水速度比紅磚要慢得多，同時(shí)它們蒸發(fā)含水的速度也比紅磚要慢得多，也就是說(shuō)它們?cè)诖罅课笤诤荛L(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都會(huì)具有一個(gè)很大的實(shí)際干縮值。有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在溫度為20±1℃、相對(duì)濕度60±10%的條件下進(jìn)行測(cè)試，紅磚在3天內(nèi)干縮完成約90%，水分去掉約60%，而灰砂磚在3天內(nèi)干縮完成約15%，水分去掉約50%，在7天內(nèi)干縮完成約35%，水分去掉約60%，在16天內(nèi)干縮完成約60%，水分去掉約70%。
　　
    三、蒸壓灰砂磚和蒸壓加氣混凝土砌塊墻體開裂的機(jī)理分析
　　
    對(duì)于框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，每一堵墻包括梁、柱、門窗洞口和填充墻、抹灰層、外墻裝飾層等，都是一個(gè)有機(jī)結(jié)合的 “整體墻”。在這個(gè)“整體墻”中，由于許多的內(nèi)在因素的影響，從而產(chǎn)生多樣的內(nèi)應(yīng)力，這些內(nèi)應(yīng)力從墻體砌筑完成便已開始形成并慢慢在墻體中發(fā)生變化。當(dāng)變化過(guò)程中較大的內(nèi)應(yīng)力集中在墻體的某一部位，而該處的抗拉強(qiáng)度不足以抗衡的情況下，則會(huì)產(chǎn)生裂縫從而釋放應(yīng)力。
　　
    引起“整體墻”產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的因素很多，其中主要表現(xiàn)在以下幾方面：
　　
    1、 墻體材料及砂漿等產(chǎn)品（材料）的干縮變形而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力
    內(nèi)應(yīng)力的大小與實(shí)際干縮值成正比，而實(shí)際干縮值的大小則與新墻材的標(biāo)態(tài)干縮值、實(shí)際含水率是同方向變化，與產(chǎn)品的齡期是反方向變化。
　　
    2、砌體的沉縮而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力
    砌體在砌筑過(guò)程及砌筑完成后都會(huì)形成沉降收縮，它包括砌體在自重作用下產(chǎn)生的砂漿塑性變形而下沉，也包括墻體材料和砂漿的干燥收縮。其內(nèi)應(yīng)力的大小與砌體的沉縮量成正比。

    3、溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力
    溫度的變化會(huì)引起材料的熱脹、冷縮，鋼筋混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為砌體溫度線膨脹系數(shù)的兩倍。當(dāng)溫度變化時(shí)，鋼筋混凝土與砌體的變形不同步，由于建筑物是超靜定結(jié)構(gòu)，約束條件下溫度變化引起足夠大的變形時(shí)，建筑物將產(chǎn)生溫度應(yīng)力，即在“整體墻”產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的大小與溫度的變化成正比，這種溫度應(yīng)力在紅磚墻體中同樣會(huì)形成。
　　
    當(dāng)作用于構(gòu)件的溫度應(yīng)力超過(guò)鋼筋混凝土與砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，將出現(xiàn)裂縫。所以，在樓梯間圈梁與砌體交接處、混凝土屋蓋與墻體交接處，水平裂縫比較多。
　　
    對(duì)于墻體來(lái)說(shuō)，門、窗洞口就是應(yīng)力集中的部位。當(dāng)溫度變化時(shí)，混凝土和砌體產(chǎn)生溫度應(yīng)力，而頂層砌體門、窗洞口的角部又是正應(yīng)力、溫度應(yīng)力都比較大的部位，這樣，就出現(xiàn)了頂層砌體門、窗洞口的八字裂縫。
　　
    4、建筑物構(gòu)造不合理引起的內(nèi)應(yīng)力
    建筑物某些部位如果設(shè)計(jì)時(shí)剛性不足，則由于其自身的變形而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而這些內(nèi)應(yīng)力最終作用在墻體上。
　　
    四、 防裂漏措施
　　
    墻體出現(xiàn)開裂都必然有它的內(nèi)在原因，根據(jù)“整體墻”開裂的機(jī)理，墻體要產(chǎn)生較大的開裂則會(huì)經(jīng)過(guò)下面三個(gè)步驟：
　　
    1、“整體墻”內(nèi)部形成了較大的內(nèi)應(yīng)力；
    2、內(nèi)應(yīng)力在墻體的某一部位出現(xiàn)應(yīng)力集中；
    3、在應(yīng)力集中的部位，砌體的抗拉強(qiáng)度不足以抗衡集中應(yīng)力的作用，以產(chǎn)生裂縫的形式表現(xiàn)，同時(shí)并將這部份的集中應(yīng)力不斷釋放，逐步形成較大的裂縫。

    要減少墻體開裂問題，就應(yīng)該從這幾方面去研究相應(yīng)的預(yù)防和解決的辦法，現(xiàn)簡(jiǎn)述如下：
　　
    （一） 減少“整體墻”中的內(nèi)應(yīng)力
   
    1、盡量減少墻體材料等產(chǎn)品的實(shí)際干縮值
    （1） 不使用齡期小于30天的墻體材料，保證新墻材在使用前已基本具備較小的實(shí)際干縮值和較高的強(qiáng)度。蒸壓加氣混凝土砌塊的干燥收縮值應(yīng)≤0.5mm/m，用于外墻的蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度不小于5Mpa，用于內(nèi)墻的砌塊抗壓強(qiáng)度不小于3.5Mpa。
    （2） 應(yīng)嚴(yán)格控制新墻材的含水率和含水深度。使用時(shí)，應(yīng)提前1～2天澆水濕潤(rùn)，不得隨澆隨砌。雨期施工，新墻材不應(yīng)露天貼地堆放，并應(yīng)有可靠的防雨淋措施。被雨水淋濕的新墻材不得立即砌筑。
    （3） 配制砂漿用的石灰膏必須用孔徑大于3mm×3mm的篩網(wǎng)過(guò)濾，并使其充分熟化。砂漿應(yīng)采用機(jī)械攪拌和隨伴隨用，保證攪拌時(shí)間不能太短和使用時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，嚴(yán)禁使用隔夜灰。
　　
    2、讓砌體大部分的沉縮變形發(fā)生在墻體壓頂及抹灰之前
    （1） 日砌高度不宜大于1.4m，對(duì)于蒸壓加氣混凝土砌塊，因其自重太輕，容易造成與砂漿的膠結(jié)不充分而產(chǎn)生裂縫，故在停砌時(shí)，最高一皮磚以一皮浮磚壓頂，第二天繼續(xù)砌筑時(shí)再將其取走。墻體塞頂宜在7天后，且以60°角頂緊。抹灰又應(yīng)在7天后。
    （2） 應(yīng)采取有效措施控制灰縫的厚度和飽滿度。宜用“三一”砌磚法砌筑墻體。當(dāng)采用鋪漿法砌筑時(shí)，應(yīng)限制鋪漿長(zhǎng)度。
　　
    3、從設(shè)計(jì)方面減少溫度應(yīng)力。如在頂層砌體中配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋，與拉結(jié)筋搭接，其配筋率從0.03%～0.2%，該配筋率既能抗裂，又能保證砌體具有一定的延性，其中一道應(yīng)設(shè)在窗洞底部的窗臺(tái)壓頂處。屋面設(shè)置具有防水性能的保溫隔熱層，女兒墻與保溫隔熱層宜軟連接（設(shè)伸縮縫），屋面應(yīng)設(shè)置分割縫。頂層砌體門、窗洞口加小構(gòu)造柱、小圈梁，與建筑物構(gòu)造柱、圈梁連接為整體；同時(shí)增加配筋，鋼筋間距為250～300mm，通長(zhǎng)放置，并在洞口內(nèi)外粘貼L形鋼筋網(wǎng)片，加強(qiáng)墻體的整體性。
　　
    4、避免建筑物構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理引起的內(nèi)應(yīng)力。
   
    （二） 盡量避免在墻體的某一部位出現(xiàn)應(yīng)力集中，并在有可能出現(xiàn)應(yīng)力集中的部位，采取有效的技術(shù)措施以增加砌體的抗拉強(qiáng)度。
　　
    1、采用粘結(jié)性好的砂漿砌筑墻體。
    2、抹灰砂漿強(qiáng)度應(yīng)與墻體材料強(qiáng)度相適應(yīng)，外墻、廚廁等有防水要求的位置應(yīng)采用防水砂漿。墻體與混凝土交界處宜加掛防裂網(wǎng)，對(duì)高層建筑八層以上外墻或要求較高的外墻宜滿掛網(wǎng)。也可以在外（內(nèi)）墻抹灰砂漿中加入杜拉纖維等材料，改善砂漿的抗裂、抗?jié)B性能。抹灰前必須先進(jìn)行基層界面處理。墻面抹灰應(yīng)分次成活，每次厚度在8mm左右。
    3、外墻面設(shè)計(jì)應(yīng)包括：基體處理、找平層、結(jié)合層、粘結(jié)層和面層。當(dāng)外墻鑲貼飾面磚時(shí)，砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)滿足有關(guān)強(qiáng)制性條文的要求。
    4、墻體長(zhǎng)度超過(guò)5m應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，墻體高度超過(guò)4m，應(yīng)設(shè)置腰梁，其梁高不小于1/30梁長(zhǎng)，且不小于120mm。女兒墻、陽(yáng)臺(tái)欄桿及較長(zhǎng)的窗臺(tái)下砌體，應(yīng)加設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造柱及壓頂，構(gòu)造柱間距不宜大于4m，構(gòu)造柱應(yīng)伸入壓頂并與鋼筋混凝土壓頂整體澆在一起。
    5、按設(shè)計(jì)和有關(guān)規(guī)范要求設(shè)置墻柱拉結(jié)筋，并砌入墻內(nèi)。填充墻與主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的縫隙應(yīng)采用砂漿填滿。
    6、墻內(nèi)預(yù)埋管線應(yīng)在彈線定位后，用機(jī)械刨坑開鑿，并應(yīng)在砌體砂漿強(qiáng)度達(dá)到75%以上方可進(jìn)行。管線安裝后，坑槽應(yīng)用砂漿分層填塞嚴(yán)密，并在抹灰層內(nèi)沿縫長(zhǎng)加掛寬度不小于300mm的纖維網(wǎng)布或鋼絲網(wǎng)。
    7、門窗框安裝宜采用后塞口法施工。
　　
    以上這些方法主要是為了讓墻體成為一個(gè)可以盡量分散集中應(yīng)力的完整結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是提高墻體自身抗拉能力的技術(shù)措施。
　　
    工程實(shí)踐證明，如果施工圖紙?jiān)趹?yīng)用新墻材的設(shè)計(jì)方面是合理的或者我們根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)加以合理性修改，并且在新墻材的選購(gòu)、保存和使用的各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格按照有關(guān)的要求進(jìn)行操作，則可以基本上克服使用新墻材的裂漏問題。