季長(zhǎng)征，崔巖 ，解嵩 ，宋遠(yuǎn)寧，李曉鵬，楊桐

（1.山東省建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心有限公司，山東 濟(jì)南 250031；2. 山東省建筑科學(xué)研究院有限公司，山東 濟(jì)南 250031；3.德州潤(rùn)德混凝土有限公司，山東 德州 253000；4. 山東建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250102）

蒸壓粉煤灰磚相對(duì)傳統(tǒng)燒結(jié)粘土磚而言是一種新型材料，但這種材料有其自身的缺陷，蒸壓粉煤灰磚的線膨脹系數(shù)較大，在溫度變化較大的情況下，會(huì)因?yàn)榇u體的膨脹或收縮進(jìn)而引起裂縫。蒸壓粉煤灰磚的質(zhì)量也差異較大，如果墻體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，或者施工中出現(xiàn)了誤差，就會(huì)導(dǎo)致墻體出現(xiàn)裂縫。針對(duì)這種實(shí)際現(xiàn)狀，本文結(jié)合一個(gè)工程案例，分析了蒸壓粉煤灰磚砌體裂縫成因，并給出裂縫處理及預(yù)防的措施，供其他工程參考。

1 墻體開(kāi)裂的原因

筆者結(jié)合多年現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)蒸壓粉煤灰磚砌體墻開(kāi)裂的原因進(jìn)行了歸納總結(jié)，主要有以下幾個(gè)方面的原因：

（1）材料本身因素：蒸壓粉煤灰磚的材料質(zhì)量和強(qiáng)度可能存在差異。若選材不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致磚體強(qiáng)度不均勻，容易出現(xiàn)裂縫。

（2）施工因素：施工中，若磚墻砌筑不規(guī)范，如墻體厚度不均、磚縫過(guò)大、砂漿配比不當(dāng)、墻體垂直度不夠等，都可能會(huì)導(dǎo)致磚砌體出現(xiàn)裂縫。

（3）環(huán)境因素：環(huán)境的變化也可能會(huì)導(dǎo)致蒸壓粉煤灰磚砌體出現(xiàn)裂縫，如季節(jié)交替、溫度變化、濕度變化等，都可能對(duì)磚砌體產(chǎn)生影響。

（4）荷載因素：磚砌體受到的外部荷載，如建筑物自身重量、風(fēng)荷載、地震荷載等，都可能會(huì)導(dǎo)致磚砌體出現(xiàn)裂縫。

（5）基礎(chǔ)不良因素：若基礎(chǔ)不堅(jiān)實(shí)、承載力不足，也可能會(huì)導(dǎo)致磚砌體出現(xiàn)裂縫。

綜上所述，粉煤灰磚砌體裂縫產(chǎn)生的原因可能是多種多樣的，需要綜合考慮多種因素才能確定具體的原因。

2 工程概況

濟(jì)南市某小區(qū)一居民樓為多層磚混結(jié)構(gòu)房屋，其中內(nèi)墻為240 mm 采用粉煤灰磚砌筑，外墻為240 mm 燒結(jié)粘土磚砌筑。該工程2006年建成后投入使用，2007 年上半年開(kāi)始陸續(xù)有居民反映內(nèi)墻出現(xiàn)大面積開(kāi)裂現(xiàn)象。墻體裂縫形態(tài)主要有：內(nèi)墻體上角、下角 “八”字裂縫，內(nèi)墻橫、縱墻體中間位置豎向裂縫（裂縫中間寬度大，兩頭?。?，墻體底部標(biāo)高0.5～1.0 m 范圍內(nèi)水平裂縫，墻體中部“П”形裂縫等。裂縫較長(zhǎng)且寬度均勻，檢查發(fā)現(xiàn)裂縫均已貫通，多數(shù)裂縫寬度范圍為0.5～1.5 mm范圍內(nèi)，最大裂縫寬度可達(dá)3.0 mm 以上，且不斷增長(zhǎng)。對(duì)該墻體抹灰層進(jìn)行剔鑿后發(fā)現(xiàn)粉煤灰磚內(nèi)部已斷裂，如圖1 所示。

圖1 粉煤灰磚裂縫

3 裂縫成因分析

為找出該墻體裂縫成因，對(duì)該工程地基基礎(chǔ)、墻體砂漿抗壓強(qiáng)度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)取粉煤灰磚樣品進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，均滿足設(shè)計(jì)要求。使用檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，墻體承載力均滿足現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范要求。排除了地基不均勻沉降裂縫和受力裂縫的可能性。

經(jīng)綜合分析，粉煤灰磚墻體裂縫的主要成因是由粉煤灰蒸壓磚砌體的收縮變形引起的。當(dāng)收縮應(yīng)力超過(guò)了砌體的抗拉強(qiáng)度后，墻體出現(xiàn)裂縫[1]。

蒸壓粉煤灰磚具有較大的收縮性，且前期收縮快，這是由其組分和工藝條件決定的。研究表明蒸壓過(guò)程中放出大量的熱量使體積膨脹1.0～2.5倍，硬化時(shí)要脫去大量的水分從而使體積縮小，產(chǎn)生收縮。有試驗(yàn)研究表明蒸壓粉煤灰磚出釜的最初3 d 內(nèi)平均每天收縮值可達(dá)0.019 mm/m；3～30 d 內(nèi)每天的收縮值為0.005 mm/m；30 d 后，平均每天收縮值為0.003 mm/m；60 d 后，平均每天的收縮值為0.001 mm/m，直至穩(wěn)定[2]。在蒸壓條件下粉煤灰與水泥、生石灰、石膏反應(yīng)除生成強(qiáng)度較高、結(jié)晶較穩(wěn)定的水化硅酸鈣外，還生成水石榴石、三硫型硫鋁酸鈣、單硫型硫鋁酸鈣等水化產(chǎn)物，蒸壓過(guò)程形成的三硫型硫鋁酸鈣碳化性能差，且在碳化過(guò)程中密實(shí)度減小、強(qiáng)度降低，導(dǎo)致粉煤灰磚的收縮性增加[3]。粉煤灰磚出釜5～7 d 的收縮率約占總收縮率的50%，后期收縮較慢，完成全部收縮需要的時(shí)間較長(zhǎng)。因此，現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范[4]規(guī)定磚齡期不足10 d 不得出廠。出釜磚包括在工廠存放的時(shí)間宜在14 d 以上才能用于砌筑墻體，未等自然收縮率完成而砌成的砌體干收縮值加大，會(huì)導(dǎo)致開(kāi)裂。

根據(jù)該工程現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員介紹，施工過(guò)程中部分樓使用了剛出釜而未按規(guī)定存放的磚，導(dǎo)致了裂縫的產(chǎn)生時(shí)間較早且數(shù)量較多。施工管理不善也是裂縫形成的原因之一。

剔鑿墻體發(fā)現(xiàn)，水平裂縫產(chǎn)生位置內(nèi)部墻體砂漿不飽滿，磚與砂漿粘結(jié)不好等施工質(zhì)量的原因也是促成砌體出現(xiàn)裂縫的因素。施工中開(kāi)槽埋置線管等薄弱部位未進(jìn)行局部加強(qiáng)處理也是裂縫成因之一。

部分墻體“П”形裂縫為施工過(guò)人洞，此區(qū)域?yàn)楹笃谄鲋?，裂縫為二次施工砌筑交界部位的收縮裂縫。

4 加固處理

砌體裂縫處理有多種方法，常用的有鋼筋網(wǎng)片加固法、面層或板墻加固以及灌漿法。該房屋已投入使用，采用鋼筋網(wǎng)片加固法和板墻加固施工難度較高，且工期較長(zhǎng)。而單純地采用灌漿法無(wú)法保證裂縫的有效控制。于是根據(jù)有關(guān)研究采用了灌漿和貼碳纖維加固內(nèi)外相結(jié)合的方法。

加固前根據(jù)墻體裂縫情況和蒸壓粉煤灰磚收縮性大、時(shí)間長(zhǎng)的特性，應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，待裂縫穩(wěn)定后，再進(jìn)行加固處理。具體加固步驟為：

（1）首先對(duì)墻體裂縫采用壓力灌漿進(jìn)行封閉處理，漿液采用專(zhuān)用灌漿液（高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠），施工工藝要求參照《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2013。

（2）將裂縫兩邊各300 mm墻面抹灰層剔除，剔除范圍同裂縫長(zhǎng)度，露出磚墻面并清理干凈。

（3）用環(huán)氧膠泥將磚縫找平，環(huán)氧膠泥固化后，用抹平機(jī)打磨平整。

（4）粘貼600 mm 寬碳纖維布，騎裂縫每邊300 mm 寬，粘貼范圍同裂縫長(zhǎng)度。采用質(zhì)量為300 g/m2抗拉強(qiáng)度不小于3000 MPa 的單項(xiàng)碳纖維布及粘貼碳纖維專(zhuān)用結(jié)構(gòu)膠B 類(lèi)膠。施工應(yīng)按照《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50367-2013與《碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》T/CECS 146-2022 的要求進(jìn)行。

（5）在粘貼好的碳纖維布表面用結(jié)構(gòu)膠粘貼一層干凈粒砂，粒砂粒徑為3～5 mm。

（6）粒砂表面涂水泥漿界面劑一道，抹微膨脹水泥砂漿面層或石膏砂漿面層。面層的厚度應(yīng)比原墻面減薄2 mm。

（7）刮石膏膩?zhàn)踊驘o(wú)收縮內(nèi)墻膩?zhàn)?，刷?nèi)墻涂料。

該工程按照上面方法進(jìn)行加固處理后，根據(jù)一年多的使用情況來(lái)看，灌漿法和貼碳纖維加固法相結(jié)合的方法可有效防止墻體裂縫的發(fā)展。

5 蒸壓粉煤灰磚裂縫預(yù)防

預(yù)防蒸壓粉煤灰磚砌體產(chǎn)生裂縫，需要從多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮和控制，以下是一些有效的預(yù)防措施[5]。

5.1 選材要求

選擇質(zhì)量良好的蒸壓粉煤灰磚，磚塊質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，避免強(qiáng)度差異過(guò)大的磚塊拼接在一起。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求合理選擇磚塊型號(hào)和規(guī)格，防止在砌筑過(guò)程中出現(xiàn)磚塊不匹配、錯(cuò)位、拼縫過(guò)大等問(wèn)題。

5.2 砌筑工藝和施工質(zhì)量控制

（1）加強(qiáng)施工管理，確保施工操作規(guī)范，墻體垂直度、墻厚度等要求要嚴(yán)格把握，砂漿的配合比例和質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

（2）砌筑過(guò)程中應(yīng)注意磚塊的擺放位置，確保其水平放置，防止出現(xiàn)扭曲變形的磚塊，造成墻體厚度不一致、磚縫過(guò)大等問(wèn)題。

（3）在砌筑過(guò)程中應(yīng)注意調(diào)整磚塊之間的間隙，磚塊之間的縫隙不能過(guò)大，避免后續(xù)出現(xiàn)磚塊脫離和開(kāi)裂問(wèn)題。

（4）砌筑完成后，應(yīng)對(duì)砌體進(jìn)行驗(yàn)收和檢查，對(duì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的部位進(jìn)行整改，確保墻體質(zhì)量符合要求。

5.3 環(huán)境控制

（1）在砌筑過(guò)程中，應(yīng)對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行控制，確保溫度和濕度等環(huán)境因素穩(wěn)定，以減少對(duì)磚砌體的影響。

（2）在施工過(guò)程中，應(yīng)注意防水、防潮、防曬等工作，防止在施工期間因?yàn)闈穸冗^(guò)高、受到陽(yáng)光直射等原因?qū)е麓u砌體出現(xiàn)開(kāi)裂等問(wèn)題。

（3）在施工完成后，墻體外表面應(yīng)進(jìn)行防水處理，減少墻體受到水分侵蝕和波動(dòng)導(dǎo)致墻體裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

5.4 荷載控制

（1）在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)考慮建筑物自身重量和其他外部荷載對(duì)磚砌體的影響，合理分布荷載，防止集中荷載對(duì)磚墻產(chǎn)生過(guò)大的壓力。

（2）設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)和荷載控制方案，根據(jù)實(shí)際情況確定砌體的強(qiáng)度等級(jí)和墻體的厚度、高度等參數(shù)，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力，同時(shí)控制外部荷載對(duì)砌體的影響，避免超荷載引起裂縫。

（3）在砌體墻體中設(shè)置適當(dāng)?shù)纳炜s縫和結(jié)構(gòu)縫，分散砌體墻體的應(yīng)力，緩解砌體的變形和收縮，從而減少裂縫的產(chǎn)生。

（4）墻體裝飾和保溫層的施工應(yīng)注意與砌體的相容性，避免因施工不當(dāng)或材料不合適而導(dǎo)致砌體裂縫。

（5）筑物使用過(guò)程中，應(yīng)合理分布荷載，避免集中荷載對(duì)磚墻產(chǎn)生過(guò)大的壓力，如在墻面上掛載大型裝飾物品等。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）造成蒸壓粉煤灰磚砌體墻開(kāi)裂的因素有很多，可能是材料本身的原因；可能是施工的原因；也可能是受環(huán)境的影響；或者是承受荷載作用；抑或是地基基礎(chǔ)不良造成的，因此，需要綜合考慮多種因素才能確定開(kāi)裂的具體原因。

（2）蒸壓粉煤灰磚砌體墻開(kāi)裂后常用的加固方法很多。根據(jù)工程特點(diǎn)，本工程采用灌漿法和貼碳纖維加固法相結(jié)合的綜合加固方法，加固效果良好。經(jīng)后期使用觀察，該方法可有效防止墻體裂縫的發(fā)展。

（3）預(yù)防蒸壓粉煤灰磚砌體產(chǎn)生裂縫需要從選材要求、砌筑工藝和施工質(zhì)量控制、環(huán)境控制和荷載控制等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮和控制。只有在各個(gè)方面都做好了控制，才能夠有效地預(yù)防蒸壓粉煤灰磚砌體產(chǎn)生裂縫。