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蒸壓灰砂磚和蒸壓加氣混凝土砌塊墻體開裂的機理分析和防裂漏措施

時間日期：2003-11-24 已被閱讀次：[7724]

佛山市匯博建設(shè)工程有限公司　黃德星

[摘　要] 通過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我市使用較多的新型墻體材料，但使用后會遇到墻體開裂、滲水，抹灰脫落從而污染、損壞室內(nèi)裝修等問題。經(jīng)過對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)的填充墻會出現(xiàn)開裂或滲漏現(xiàn)象，使用紅磚的也會出現(xiàn)，只不過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。實際上，墻體出現(xiàn)裂漏的根本原因并不是因為使用了蒸壓灰砂磚或蒸壓加氣混凝土砌塊，而是由于把新墻材錯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：
　�。ㄒ唬└稍锸湛s值
　　紅磚的標(biāo)態(tài)干縮值在0.1mm/m以下，且實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％，這說明，當(dāng)硅酸鹽制品的實際含水率與平衡含水率接近時，其實際干縮值與紅磚相差不大。在實際應(yīng)用中，只要經(jīng)過一定的干燥期，我們一般可以把它們的實際干縮值控制在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。
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　　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，它們的實際含水率可接近各自的吸水率。如前所述，紅磚的實際含水率對其實際干縮值影響極小，而硅酸鹽制品的實際干縮值卻隨制品實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，同時它們蒸發(fā)含水的速度也比紅磚要慢得多，也就是說它們在大量吸水后在很長時間內(nèi)都會具有一個很大的實際干縮值。有關(guān)試驗數(shù)據(jù)表明，在溫度為20±1℃、相對濕度60±10％的條件下進(jìn)行測試，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理分析
　　對于框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)來說，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，都是一個有機結(jié)合的 “整體墻”。在這個“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，而該處的抗拉強度不足以抗衡的情況下，則會產(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)力的大小與實際干縮值成正比，而實際干縮值的大小則與新墻材的標(biāo)態(tài)干縮值、實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
砌體在砌筑過程及砌筑完成后都會形成沉降收縮，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，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，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形成。
　　當(dāng)作用于構(gòu)件的溫度應(yīng)力超過鋼筋混凝土與砌體的抗拉強度時，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。
　　對于墻體來說，門、窗洞口就是應(yīng)力集中的部位。當(dāng)溫度變化時，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)計時剛性不足，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”開裂的機理，墻體要產(chǎn)生較大的開裂則會經(jīng)過下面三個步驟：
　　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)簡述如下：
　�。ㄒ唬� 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際干縮值和較高的強度。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度不小于5Mpa，用于內(nèi)墻的砌塊抗壓強度不小于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，應(yīng)提前1～2天澆水濕潤，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)過濾，并使其充分熟化。砂漿應(yīng)采用機械攪拌和隨伴隨用，保證攪拌時間不能太短和使用時間不能過長，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，最高一皮磚以一皮浮磚壓頂，第二天繼續(xù)砌筑時再將其取走。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，應(yīng)限制鋪漿長度。
　　3、從設(shè)計方面減少溫度應(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；同時增加配筋，鋼筋間距為250～300mm，通長放置，并在洞口內(nèi)外粘貼L形鋼筋網(wǎng)片，加強墻體的整體性。
　　4、避免建筑物構(gòu)造設(shè)計不合理引起的內(nèi)應(yīng)力。
　�。ǘ� 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度。
　　1、采用粘結(jié)性好的砂漿砌筑墻體。
　　2、抹灰砂漿強度應(yīng)與墻體材料強度相適應(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，砂漿的粘結(jié)強度應(yīng)滿足有關(guān)強制性條文的要求。
　　4、墻體長度超過5m應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，墻體高度超過4m，應(yīng)設(shè)置腰梁，其梁高不小于1/30梁長，且不小于120mm。女兒墻、陽臺欄桿及較長的窗臺下砌體，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，用機械刨坑開鑿，并應(yīng)在砌體砂漿強度達(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可以盡量分散集中應(yīng)力的完整結(jié)構(gòu)，同時也是提高墻體自身抗拉能力的技術(shù)措施。
　　工程實踐證明，如果施工圖紙在應(yīng)用新墻材的設(shè)計方面是合理的或者我們根據(jù)實踐經(jīng)驗加以合理性修改，并且在新墻材的選購、保存和使用的各個環(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。
參考文獻(xiàn)
《佛山市區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊、蒸壓灰砂磚設(shè)計與施工若干技術(shù)措施》，2002.6.10

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