周朋輝
加氣混凝土砌塊填充墻裂縫成因研究
周朋輝
加氣混凝土砌塊是一種具有保溫隔熱、抗震和防火性能的新型建筑材料,并且更加綠色環(huán)保,相對(duì)與其他建筑材料來說質(zhì)地較輕。我國早在30年代初期就開始生產(chǎn)加氣混凝土砌塊材料,并且成功應(yīng)用到各個(gè)高低層建筑的填充墻和隔墻施工中。但是填充墻因其自身的作用,會(huì)在內(nèi)部和外界干擾因素的影響產(chǎn)生裂縫,為了保證加氣混凝土砌塊能夠得到更好的應(yīng)用。
加氣混凝土砌塊 填充墻 裂縫
加氣混凝土砌塊因具備較好的防火和抗震功能且屬于環(huán)保材料,在我國的建筑行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,在建材市場(chǎng)中表現(xiàn)出了良好的發(fā)展前景。但是,隨著它的普遍應(yīng)用,在應(yīng)用中產(chǎn)生的問題也逐漸顯露,其中填充墻出現(xiàn)裂縫就是較為常見的問題。填充墻裂縫問題已經(jīng)是阻礙加氣混凝土砌塊材料進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵問題,也是各個(gè)施工單位所關(guān)注的重點(diǎn)問題。文中就對(duì)填充墻裂縫的類型進(jìn)行研究,并且試著分析填充墻裂縫的成因。
材料不同升溫速度不同就意味這熱脹冷縮的速度也會(huì)存在差異,而填充墻又是由加氣混凝土砌塊、抹灰、砂漿等多種材料共同組成,多種材料的熱力反應(yīng)均有不同。當(dāng)相鄰兩個(gè)材料在熱脹冷縮的作用下,產(chǎn)生變形的速度存在較大差異時(shí),二者之間直接接觸的部位就會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力,事實(shí)證明變形的速度是與材料的導(dǎo)熱系數(shù)息息相關(guān)。導(dǎo)熱系數(shù)、膨脹系數(shù)和溫度差異均會(huì)導(dǎo)致各個(gè)材料之間的熱應(yīng)力,當(dāng)差異達(dá)到一定值時(shí),墻體就會(huì)產(chǎn)生裂縫。另外,當(dāng)外界的環(huán)境溫度較高時(shí),填充墻的受光面和背光面就會(huì)存在較大的溫度差,此時(shí)墻體內(nèi)部的材料也會(huì)因?qū)嵯禂?shù)不同產(chǎn)生較大的熱力差,最終導(dǎo)致各個(gè)材料接觸的部位產(chǎn)生開裂。通常情況下,在夏季和秋季這種晝夜溫差較大的季節(jié),建筑物的頂層和受光面加大的墻面均會(huì)在存在產(chǎn)生墻體開裂的可能。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,加氣混凝土砌塊的干燥收縮值為0.5mm/m,而砂漿和抹灰的干燥收縮值為1.1mm/m,材料之間存在的差異明顯,即使干燥條件相同,也會(huì)因二者之間的收縮值差異產(chǎn)生開裂。需要特別注意的是當(dāng)加氣混凝土砌塊填充墻施工完成之后,不能直接進(jìn)行抹灰操作,而是讓墻面的含水量控制在15%~20%之后再進(jìn)行抹灰層操作。與此同時(shí),抹灰層的厚度也不易過厚,要保持在20mm之內(nèi),如果將抹灰層的厚度確定在20mm,就需要分層操作,通過以往的施工經(jīng)驗(yàn)得出,一次抹灰的厚度控制在15mm之內(nèi)為最佳。抹灰層施工完成之后,要做好養(yǎng)護(hù)工作,確保施工質(zhì)量達(dá)到建筑工程的設(shè)計(jì)要求。
相關(guān)砌體工程施工質(zhì)量規(guī)范中指出,在使用加氣混凝土砌塊材料作為填充墻的主材時(shí),需要在墻底砌上不小于200mm高的普通實(shí)心磚。在實(shí)際施工中采用的是實(shí)心磚,期間砌筑縫隙的砂漿厚度和飽和度無法得到有效控制。在進(jìn)行加氣混凝土砌磚時(shí),需要砌至梁下15cm左右。墻體在自重的作用下會(huì)產(chǎn)生下沉,而窗口部位也會(huì)因窗臺(tái)的壓力產(chǎn)生下沉差異,當(dāng)建筑主體的拉力小于重力和壓力時(shí),在窗口位置就會(huì)出現(xiàn)開裂。除此之外,地基的沉降不同也會(huì)使墻體產(chǎn)生裂縫。
在實(shí)際工程中,溫差為20℃的溫度下計(jì)算得出,溫度應(yīng)力為0.22MPa。然而,通過驗(yàn)證得出加氣混凝土抗拉值僅為0.15MPa一0.40MPa,加氣混凝土砌塊和砂漿的粘結(jié)程度為0.1MPa一0.3MPa,對(duì)比得出,溫度應(yīng)力存在超出粘結(jié)度和抗拉度的可能,一旦超出,就會(huì)是墻體開裂。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí),墻體將會(huì)在高溫的作用下,使內(nèi)部的砌塊和砂漿失水率提升,同時(shí)也加速了材料收縮,使砌塊和砂漿之間的粘結(jié)程度降低。某工程在夏季溫度為40℃度的環(huán)境下進(jìn)行加氣混凝土砌塊填充墻施工,在持續(xù)高溫的作用下,完成之后的7天之內(nèi)就出現(xiàn)了小的裂縫,并且隨著時(shí)間的推移,水分迅速流失,產(chǎn)生的裂縫也會(huì)越來越大,嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量。
為了使砌塊和砂漿更好的粘結(jié)在一起,通常在砌筑前對(duì)砌塊澆水使其表面潤(rùn)濕,但澆水量難以控制,可能使砌塊含水率遠(yuǎn)高于出釜含水率,尤其是表層l0mm一20mm,含水率可達(dá)50%一60%。在砌塊運(yùn)輸和存放過程中不可避免存在淋雨吸水現(xiàn)象,而且很多工地露天堆放砌塊時(shí)沒有任何防水措施,這些因素都造成砌塊上墻時(shí)含水率過高,由此產(chǎn)生的收縮應(yīng)力完全可以使填充墻產(chǎn)生裂縫。而且加氣混凝土截面上含水率分布不均勻,各處收縮值不同,表層收縮值大,內(nèi)部收縮值小,因內(nèi)外變形梯度而產(chǎn)生收縮應(yīng)力。試驗(yàn)表明,含水率為37%的砌塊,當(dāng)表層2cm含水率從50%下降到5%一10%時(shí),內(nèi)部含水率仍然超過30%,表層和內(nèi)部收縮率的差值約為0.2mm/m—0.3mm/m,產(chǎn)生的約束應(yīng)力為(0.220一0.330)MPa,可使填充墻開裂。當(dāng)砌塊達(dá)到氣干狀態(tài)后,相對(duì)濕度的變化使砌塊含水率發(fā)生變化,尤其是砌塊表層含水率變化較快,而內(nèi)部含水率變化緩慢,產(chǎn)生變形差異;同時(shí)砌塊的抗裂性也逐漸降低,由含水率梯度產(chǎn)生的應(yīng)力更容易使填充墻開裂。
目前,一些工程砌筑填充墻時(shí)直接使用水泥砂漿。由于水泥砂漿保水性差、而加氣混凝土砌塊吸水性較強(qiáng),影響了砂漿的水化,降低了填充墻的抗剪強(qiáng)度及砂漿與砌塊的粘結(jié)強(qiáng)度。同時(shí)在砌筑時(shí)豎向灰縫的飽滿度往往達(dá)不到要求,許多豎向灰縫寬度不到lOmm,也會(huì)造成砂漿和砌塊之間的粘結(jié)強(qiáng)度降低,墻體容易出現(xiàn)豎向裂縫。水平灰縫的飽滿度一般能達(dá)到要求,但厚度過大甚至達(dá)到30mm,不僅浪費(fèi)砂漿而且灰縫的收縮也將加大。由于砂漿早期收縮較大,水平灰縫厚度過大必然加劇了填充墻的豎向沉降,會(huì)影響砌體與梁或板底的緊密結(jié)合,產(chǎn)生結(jié)合部位的水平裂縫。而且隨著灰縫厚度的增加,灰縫內(nèi)砂漿橫向變形加大,加劇了砌體受壓后內(nèi)部拉、彎、剪等復(fù)雜應(yīng)力,使填充墻開裂。
[1]李逢春.關(guān)于建筑工程中加氣混凝土砌塊填充墻開裂原因及對(duì)策的探討[J].低碳世界,2014(11x).
[2]施榮.框架結(jié)構(gòu)加氣混凝土砌塊填充墻裂縫防治分析[J].建筑知識(shí),2016(14).
周朋輝(1987.05-),男,漢族,河南洛陽人,本科學(xué)歷,助理工程師,研究方向:建筑混凝土,身份證號(hào)碼: 410381198705202030。