張永剛(安徽高速公路房地產(chǎn)有限責任公司,安徽 合肥 230000)
自上世紀下半頁,隨著環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展越來越成為當今世界的發(fā)展主題,這些問題也自然成為建筑業(yè)面臨的問題,其中,墻體材料又是建筑業(yè)中的重點問題,在眾多新型墻體材料中,輕質(zhì)混凝土砌塊作為一種新型墻體材料越來越多的被使用,輕質(zhì)混凝土砌塊具有高強、保溫隔熱、質(zhì)量輕、可加工性強等一系列優(yōu)點使得建筑的建設過程更為高效、省時、省力,倍受建筑業(yè)的歡迎,從而被廣泛用作建筑的墻體填充材料。我國自上世紀末至本世紀初逐步確立了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略發(fā)展方針,建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會也被國家確定為當前發(fā)展的主題,就建筑而言,傳統(tǒng)的墻體材料必須向節(jié)能、節(jié)地、環(huán)保、綠色、高強、輕質(zhì)、保溫、隔聲等可持續(xù)方向發(fā)展。過去,我國長期使用的磚石砌體材料存在著生產(chǎn)能耗高、毀田嚴重、自重大、強度低、施工機械化水平較低等原因。因此采用輕質(zhì)混凝土砌塊代替粘土磚是大勢所趨,是我國墻體材料改革的主要措施之一。但是輕質(zhì)混凝土砌塊導致砌塊墻體裂縫問題,制約著小砌塊的廣泛應用。解決混凝土砌塊墻體裂縫問題是一個多學科的綜合問題,它涉及材料學、熱學、力學等多種學科,目前許多學者和專家以及技術(shù)研究人員已經(jīng)從材料性能、溫度環(huán)境模擬、建筑結(jié)構(gòu)設計、施工技術(shù)和質(zhì)量管理等方面來研究裂縫問題。本文從多個角度分析了輕質(zhì)混凝土砌塊墻體裂縫形成的原因,并從各種產(chǎn)生原因的角度分析解決輕質(zhì)混凝土砌塊墻體裂縫的措施。本文的作者在建筑行業(yè)從業(yè)十余年,在平時的工作中也遇見了同樣的輕質(zhì)混凝土砌塊墻體開裂問題,通過不斷的探索和實踐,也總結(jié)出了一些在施工過程中的解決之法。
真正算起來,輕質(zhì)混凝土砌塊在我國已有了80 多年的悠長發(fā)展歷史。只不過起初并不被人們重視。輕質(zhì)混凝土砌塊是以水泥、石灰、石膏和粉煤灰或河砂等為主要原料,輔以鋁粉為發(fā)氣劑經(jīng)蒸壓養(yǎng)護等工藝制成的多孔塊狀墻體材料?,F(xiàn)階段我國主要生產(chǎn)三個品種的輕質(zhì)混凝土砌塊:1水泥、石灰、粉煤灰輕質(zhì)混凝土;2 水泥、石灰、砂輕質(zhì)混凝土;3 水泥、礦碴、砂輕質(zhì)混凝土。
輕質(zhì)混凝土砌塊的高分散多孔結(jié)構(gòu)使得輕質(zhì)混凝土砌塊與普通粘土磚相比,表現(xiàn)出了一系列顯著的優(yōu)越性,它具有質(zhì)輕、保溫隔熱效能好,有一定機械強度,可加工性強等。輕質(zhì)混凝土砌塊的質(zhì)量密度為5KN/m3,形成墻體后為6.0±0.5KN/m。與普通實心粘土磚(18KN/m)相比,單位重量減少2/3,減輕了建筑自重,輕質(zhì)混凝土砌塊的保溫隔熱性能良好,其導熱系數(shù)為0.17~0.20W/CM·K(約為普通混凝土的1/7.5,紅磚的1/4)。300 ㎜厚的輕質(zhì)混凝土砌塊墻相當于720 ㎜的粘土磚墻的保溫隔熱效果。但是,由于輕質(zhì)混凝土砌塊強度等級低、吸水率高、收縮變形大,還是沿用傳統(tǒng)的墻體砌筑與墻面抹灰工藝,經(jīng)常出現(xiàn)墻體裂縫,由裂縫引起滲漏,墻面抹灰空鼓、開裂等質(zhì)量問題也相應的出現(xiàn),從而嚴重影響裝修工程的質(zhì)量。近年來,各地涉及墻體裂縫乃至滲漏的糾紛、投訴以至官司也越來越多。因此,解決輕質(zhì)混凝土砌塊墻體裂縫問題已成為國家行政主管部門及業(yè)主、開發(fā)商等建筑業(yè)共同關(guān)注的課題。涉及形成輕質(zhì)混凝土砌塊墻體裂縫的因素很多,既有地基沉降、溫度變化、干縮變形方面的原因,也有設計構(gòu)造、材料及施工質(zhì)量、工程管理方面的原因。根據(jù)成因最常見的裂 縫大體可可分為五類。一是溫度裂縫;二是干燥收縮裂縫即干縮裂縫;三是設計構(gòu)造造成的裂縫;四是施工質(zhì)量造成的裂縫。五是砌筑及抹面砂漿等膠凝材料使用不當造成的裂縫。
輕質(zhì)混凝土砌塊墻體形成裂縫產(chǎn)生的原因主要如下:
1)溫度裂縫:由于晝夜溫差及日照、室內(nèi)外溫差、季節(jié)溫差所產(chǎn)生的溫度變化,會引起材料的熱脹冷縮。當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時,墻體就會產(chǎn)生溫度裂縫、溫度裂縫主要表現(xiàn)在:內(nèi)墻階梯形裂縫,外縱墻端部階梯形正八字裂縫,墻體與屋蓋 或圈梁連接處的水平裂縫,門窗洞口處角部斜裂縫,女兒墻墻根與屋蓋頂板相交處的水平裂縫等。溫度裂縫主要以斜裂縫和水平裂縫的形式出現(xiàn),一般在竣工后一年開始出現(xiàn)。
2)干縮裂縫:對于粉煤灰輕質(zhì)加氣混凝土砌塊,隨著含水量的降低,材料會產(chǎn)生較大的收縮變形。一般干縮率為0.3~0.45mm/m。干縮變形的特征是早期發(fā)展較快,如果將砌塊放置28 天能完成約50%的干縮變形。這類變形在墻體上分布廣、數(shù)量多、裂縫程度也比較嚴重。干縮裂縫主要表現(xiàn)為墻體的垂直裂縫、階梯形裂縫、窗臺邊斜裂縫、框架柱與填充墻之間的裂縫。
3)設計構(gòu)造造成的裂縫:如果在設計和施工過程中對輕質(zhì)混凝土砌塊的強度較低和干燥收縮值較大的特性考慮不周,仍采用傳統(tǒng)構(gòu)造做法,就會導致墻體的某些薄弱環(huán)節(jié),如洞口上下和四角產(chǎn)生裂縫。在大面積墻面時,如果不每隔一定間距增設拉結(jié)鋼筋、忽視局部承壓、忽視不同收縮值的材料在同一外表面混合使用、忽視承重墻和非承重墻的合理布局,不合理的設置墻體構(gòu)造柱及圈梁也會不可避免的產(chǎn)生裂縫。
4)施工質(zhì)量造成的裂縫:施工過程中的人為性,隨意性很大,造成輕質(zhì)混凝土砌塊墻體開裂的原因比較眾多。如果砌塊上墻時含水量過大或雨期施工淋濕砌塊,墻體會因干縮引起開裂;砌塊缺棱掉角或?qū)Ψ菢藴势鰤K隨意砍鑿砌筑;用不同塊材混砌;使用齡期不足的砌塊,墻體也容易開裂;砌塊排列不合理,未按規(guī)定接槎砌筑或通縫;砌體與混凝土柱之間沒有加拉接鋼筋或拉接不牢固;離梁底300mm 高時,砌體間隔時間不夠和頂砌不密實;墻體開槽、孔洞處未采取加強措施;預留孔洞、穿墻套管等部位再裝修前填補處理不當,引起局部裂縫;對框架柱、梁與砌體之間不同材料的結(jié)合部,未采取防裂措施;
5)砌筑及抹面砂漿等膠凝材料使用不當造成的裂縫:比如未采用配套的專用砂漿,采用普通砂漿卻沒采取一定措施;一般砂漿與砌體的物理力學性能差異較大,如兩者的線膨脹、線收縮系數(shù)相差很大,兩者的強度相差也較大,因砂漿自身收縮產(chǎn)生開裂;砂漿鋪發(fā)面過大,超長時砂漿易失去塑性,造成灰縫尤其是豎縫不密實;夏季施工抹灰后失水過快,冬季施工晝夜溫差凍融使砂漿失去粘結(jié)力;抹灰砂漿上下層配比差不正確,砂漿強度不夠、拌合不均勻,施工中養(yǎng)護期不到或養(yǎng)護不正確產(chǎn)生裂縫;基層清除不干凈。抹灰一次成活,或分層抹灰無適當間隔時間,或抹灰層過厚未采取加強措施。
通過上面的分析,我們大致掌握了輕質(zhì)混凝土砌塊墻體形成裂縫的主要原因,針對這些原因,在實踐過程中,獲得了一些解決輕質(zhì)混凝土砌塊墻體裂縫的好方法。措施有以下幾個方面:一是從生產(chǎn)環(huán)節(jié)解決問題;二是從設計環(huán)節(jié)解決裂縫問題;三是從施工環(huán)節(jié)采用一些措施解決開裂問題隱患;四是通過對砌筑砂漿抹面砂漿性能的改良進行防控。
1)生產(chǎn)環(huán)節(jié)解決輕質(zhì)混凝土砌塊墻體裂縫問題:購買砌塊前先到生產(chǎn)廠家進行質(zhì)量考察,看是否按相同日期、等級、密度分類標識,并堆放于通風、防雨且有排水措施的場所;是否具有生產(chǎn)許可證、推廣證和檢測報告,并符合規(guī)范規(guī)定的尺寸偏差和外觀要求?,F(xiàn)場抽樣委托當?shù)貦?quán)威檢測中心檢驗合格,然后按設計空間預先繪制的砌塊排列圖的規(guī)格和型號,于使用前30 天購進;砌塊塊材應有產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品性能檢測報告、主要性能的進場復驗報告;砌塊強度等級必須符合規(guī)定,各項性能指標、外觀質(zhì)量、塊型尺寸允許偏差應符合國家標準的要求;對進入施工現(xiàn)場的砌塊材料應按產(chǎn)品標準進行質(zhì)量驗收。對質(zhì)量不合格或產(chǎn)品等級不符合要求的,不得用于砌體工程。不得將有裂縫的砌塊面砌于外墻外表面;改善砌塊性能,減少干縮系數(shù);在砌塊生產(chǎn)過程中應采用硬性混凝土,盡量減少水灰比,盡量多用粗骨料,在生產(chǎn)過程中還要加大振搗力度,使砌塊振搗密實;保證出廠的砌塊保養(yǎng)周期不少于28 天;保證出廠的砌塊要保持干燥,最大含水率符合標準的要求;采用先進的生產(chǎn)技術(shù),降低砌塊收縮值,提高砌塊砌體的抗剪強度。
2)從設計環(huán)節(jié)解決裂縫問題:建筑設計平面布置應規(guī)整、平直,縱橫墻布置要均勻?qū)ΨQ,應采用合理的結(jié)構(gòu)措施,加強地基圈梁的剛度,增強基礎對建筑物沉降變形的協(xié)調(diào)能力,用以提高建筑物整體性和抗側(cè)力能力;設置伸縮縫,針對房屋長度對應力的影響,在設計方面通常的辦法是沿房屋一定長度設;設置一定量的構(gòu)造柱,圈梁和芯柱;當門窗洞過大時,宜在門窗側(cè)設置防裂構(gòu)造柱;對建筑物端部裂縫多發(fā)區(qū)應重點加強,頂層內(nèi)縱墻與內(nèi)橫墻交叉處,應根據(jù)具體情況設置抗裂柱。應重視溫度變化等原因造成的混凝土空心砌塊墻體裂 縫,設計時要充分考慮減緩消除熱脹冷縮動力源,增強相關(guān)砌體抗力,提高抹灰的抗裂能力;可以通過設置構(gòu)造措施以增強墻體的整體性和延性。采用適當?shù)奈萆w構(gòu)造處理,減少屋蓋與墻體的溫度差異減小屋蓋與墻體之間的相對變形的相對約束性,在屋蓋適當部位應設置分隔縫,從而達到減小墻體溫度應力的目的。門窗過梁與窗臺板做法,墻體洞口、附墻固定件做法均應符合設計規(guī)定;當填充墻體超長、超高時,應設置防裂構(gòu)造柱或配筋帶。
3)從施工環(huán)節(jié)采用一些措施解決開裂問題隱患:不同干密度和強度等級的砌塊不應混砌,也不得和其它磚、砌塊混砌。填充墻體底部應砌高強度磚,如灰砂磚、頁巖磚、混凝土磚等。其高度不宜小于200mm;填充墻砌至接近梁底時,應留一定空隙,并應至少間隔7 天后,采用側(cè)磚、立磚或砌塊斜砌擠緊,其傾斜度宜為約60 度,砌筑砂漿應飽滿;水電管線(包括穿墻套管、線盒、插座等)的暗敷,必須待墻體完成并達到一定強度后才能進行;開槽或鑿洞時,應使用輕型電動切割機并輔以鏤槽器。鑿槽開洞時,與墻面夾角不得大于45 度。開槽及洞口深度不宜超過墻厚的1/3;敷設管線后的溝槽、穿墻套管和預埋件等,應用1:3 水泥砂漿填實,宜比墻面微凹2mm,再用粘結(jié)劑補平。并沿槽長及洞口周邊外貼大于100mm 寬耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布加強;要加強梁、柱與填充墻交接處的處理,此處最易受溫差影響產(chǎn)生裂縫;若是外墻還會造成滲漏。所以在施工中應采取用釘釘牢300mm 寬的鋼絲網(wǎng),再用防水砂漿抹灰的防裂防滲水做法;提高抹灰層砂漿自身抗裂性能與抗剪能力??梢栽谳p質(zhì)混凝土砌塊墻體抹底層灰時,同時壓鋪孔眼為6mm×6mm,單絲直徑為5μm的中堿性玻璃網(wǎng)布。這種玻璃纖維網(wǎng)布,抗拉強度極高(400N/mm2),而且介電性、耐熱性好,吸濕性小,對酸和弱堿都有良好的化學穩(wěn)定性;要按規(guī)定預埋水平錨拉鋼筋,一般沿砌體豎向每400mm 預埋2φ6 拉結(jié)筋。
4)通過對砌筑砂漿抹面砂漿性能的改良進行防控:輕質(zhì)混凝土砌塊砌筑墻體時,需要使用配套的專用砌筑砂漿與抹石砂漿。國家建材行業(yè)標準《蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿與抹面砂漿》(JC890-2001)是根據(jù)砌塊對砂漿的功能要求制定的。施工時,砌筑砂漿、抹面砂槳的干密度、抗壓強度、抗折強度、粘結(jié)強度、收縮性能等指標必須符合標準要求;砂漿的原材料,如水泥、石灰膏、砂、摻合料、外加劑的性能指標,均應符合相應技術(shù)標準的規(guī)定;砌筑砂漿采用普通砂漿時,對砂漿的技術(shù)要求應符合國家標準《砌體工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50203-2002)的規(guī)定;輕質(zhì)混凝土砌塊用砂漿的研究工作,施工實踐中也曾采用過多種探索,如在砌筑砂漿中加入 107 膠增強其粘結(jié)力或在砂漿中加入麻刀灰,且經(jīng)過了多種試驗和工程施工 實踐檢驗,粘結(jié)砂漿添加劑(TN 添加劑)、AM-1 外加劑的研制成功和使用,使由于砂漿因素產(chǎn)生的裂縫問題得到了很大改善。現(xiàn)在國內(nèi)已開發(fā)研制出了多種輕質(zhì)混凝土砌塊外墻專用砂漿,如TM 系列砂漿、EC膠和重霸膠。
在輕質(zhì)混凝土砌塊墻體砌筑過程中,砌筑專用砂漿(JC890-2001)稠度應控制在80~100mm 之間,水平縫采用平鋪砂漿柔度擠壓法砌筑,砌一塊砌塊鋪一次灰;豎向灰縫采用護漿卡護漿,搗實砂漿法施工。為了消除由于砂漿強度的影響而引起的裂縫,工程中通常降低水泥砂漿的標號,方法是水泥砂漿內(nèi)摻一定量的石膏粉,減少砂漿中水泥的用量。石膏具有一定抗干縮能力,可使水泥砂漿標號降低,用1:3:9 水泥石膏砂漿嵌抹磚縫,對局部凹凸不平的墻面分層抹平,砂漿在凝結(jié)硬化時,體積有所膨脹,可減少砂漿的收縮,使砂漿與磚縫結(jié)合密實,減少裂縫。一般砌筑砂漿采用2.5~5.0MPa,抹灰砂漿采用1:3 石灰砂漿或1:1:6 混合砂漿。在墻抹灰施工工序時,墻面澆水沖洗濕潤,在墻與柱、墻與梁節(jié)點縫處,采用T920 建筑膠粘貼抗酸堿玻璃纖維網(wǎng),每邊搭壓寬度不小于100mm。然后用噴霧器將墻體稍加濕潤,待無水珠后用空氣泵噴涂以混凝土界面處理劑拌制的1:1 水泥砂漿,經(jīng)養(yǎng)護24h 后抹1:0.1:3(水泥:粉煤灰:中砂)砂漿。分兩層打底找平,常溫下待底灰噴水不起皮時即可開始養(yǎng)護,采用噴涂養(yǎng)護劑法養(yǎng)護7 天。面層采用1:0.08:2.5(水泥:粉煤灰:中砂)砂漿,抹灰厚度不大于5mm,原漿壓實抹光,養(yǎng)護方法與底灰相同。當面層為粘貼板塊材料飾面時,以T920 建筑膠為結(jié)合層,并嚴格按《外墻飾面磚工程施工及驗收規(guī)程》(JGJ126-2000)施工與驗收,以達到外墻防滲抗裂的目的。
另外針對溫度裂縫一般都集中在頂上兩層,而且頂層和次頂層墻體垂直正應力較小,墻體抗剪強度相對比底部墻體低,所以采用的砂漿強度從底層到頂層應該依次提高,從MU7.5 提高到MU10,如果有條件的話,采用國外的做法,即采用砌塊專用砂漿。所用的砌塊宜采用較高強度等級,保證墻體裂縫不貫穿砌塊塊體。有利于阻礙裂縫的進一步發(fā)展。
建筑墻體采用輕質(zhì)混凝土砌塊產(chǎn)生的裂縫是目前施工中普遍存在的常見疑難問題。根據(jù)實踐經(jīng)驗,首先保證在在施工過程中嚴格遵守GB 50203—2002《砌體工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》,認真做好每一個施工步驟和施工程序,并采取相應的防治、解決措施,在實踐中試驗,在試驗中總結(jié),逐步探索出一整套的能很好的解決墻體裂縫的方法,對促進建筑業(yè)的發(fā)展和繁榮,滿足人民群眾的住房需求,創(chuàng)造一個良好的居住環(huán)境和和諧社會都有著重要的意義。
[1]張云峰,楊淑娟,混凝土空心小型砌塊的應用與裂,縫控制[J].低溫建筑技術(shù),2000。
[2]GB 50203—2002,砌體工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范。
[3]GB50003-2001.砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范。
[4]張錫富,混凝土空心砌塊墻體裂縫的原因及解決措施[J].廣西城鎮(zhèn)建設,2009。
[5]《蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿與抹面砂漿》(JC890-2001)