關(guān)于蒸壓加氣混凝土砌塊墻體開裂機(jī)理的探討
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
摘要：蒸壓加氣混凝土砌塊是以水泥、石灰、礦渣、砂、粉煤灰、鋁粉等為原料經(jīng)磨細(xì)、攪拌澆注、發(fā)氣膨脹、蒸壓養(yǎng)護(hù)等工序制造而成的多孔混凝土。具有質(zhì)輕、保溫、防火、可鋸、可刨加工等優(yōu)點。用于框架結(jié)構(gòu)及高層建筑填充墻、隔斷墻;節(jié)能建筑外圍護(hù)墻的復(fù)合保溫層及自保溫外墻、屋面保溫層等部位。本文通過比較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。
關(guān)鍵詞：蒸壓加氣混凝土砌塊；開裂；機(jī)理；措施
蒸壓加氣混凝土砌塊是近年來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。但并不是只有使用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(jī)率，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。
一、蒸壓加氣混凝土砌塊與紅磚的差異分析
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。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。
（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，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)生很的變化。
（三）干燥和收縮的速度
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，也就是說它們在量吸水后在很長時間內(nèi)都會具有一個很的實際干縮值。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％。
二、蒸壓加氣混凝土砌塊墻體開裂的機(jī)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(jī)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：
（一）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)力的小與實際干縮值成正比，而實際干縮值的小則與新墻材的標(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。
（二）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)力的小與砌體的沉縮量成正比。
（三）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(qiáng)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)力都比較的部位，這樣，就出現(xiàn)了頂層砌體門、窗洞口的八字裂縫
（四）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。
三、墻體出現(xiàn)開裂的原因分析
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)生較的開裂則會經(jīng)過下面三個步驟：
（一）“整體墻”內(nèi)部形成了較的內(nèi)應(yīng)力；
（二）內(nèi)應(yīng)力在墻體的某一部位出現(xiàn)應(yīng)力集中；
（三）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)，同時并將這部份的集中應(yīng)力不斷釋放，逐步形成較的裂縫。
四、防開裂的措施分析
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：
（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)品的實際干縮值
2、讓砌體部分的沉縮變形發(fā)生在墻體壓頂及抹灰之前
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(qiáng)墻體的整體性。
（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。
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(qiáng)度應(yīng)滿足有關(guān)強(qiáng)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。
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。
