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加氣混凝土砌塊墻體裂縫原因分析及防治
發布時間：2014-08-09
提要：本文通過加氣混凝土砌塊的材質特點，分析了加氣混凝土砌塊墻體產生裂縫的主要部位及其產生原因，并對裂縫的防治措施進行了探討。關鍵詞：加氣混凝土砌塊；墻體；裂縫；防治
1 前言
加氣混凝土砌塊具有密度小、保溫隔熱性能好、隔音等優點，在新型墻體材料中得到比較廣泛的采用，在框架結構建筑中，成為替代粘土實心磚砌筑填充墻的主要材料。但由于加氣混凝土砌塊砌筑的墻體容易產生裂縫，常常帶來糾紛，因此阻礙了它在福建省的普遍應用。目前，我省還有相當多的建筑墻體采用粘土多孔磚等。分析裂縫產生的原因，積極采取相應的措施進行防治，無疑將大大促進加氣混凝土砌塊在我省的進一步應用，有利于保護耕地，建設環保型社會。
2 加氣混凝土砌塊材質特點
與普通粘土實心磚等傳統墻體材料相比，加氣混凝土砌塊具有如下優點：
(1)自重小：加氣混凝土砌塊的密度大約為500kg/m2。600 kg/m2，只有實心粘土磚的1/2～1/3，大大減輕墻體自重，對結構的負荷減小了，由此可降低工程綜合造價。
(2)保溫隔熱性能良好：加氣混凝土的導熱系數大約為0.08lW/(m·K)～0.29W/（m·K），只有普通粘土磚的1/5～1/8左右，保溫性能大大優于粘土磚、灰砂磚等傳統墻體材料，其原因是加氣混凝土砌塊在生產制作過程中加入了引氣劑，使其內部形成大量封閉的微小氣孔，這些封閉的微小氣孔中含有熱惰性的空氣，提高了制品的保溫隔熱性能。
(3)隔聲性能良好：由于加氣混凝土砌塊存在大量的氣孔，其隔聲性能明顯好于實心的墻體材料。
(4)施工方便：由于砌塊的規格比普通磚大得多；而重量又比較輕，因此砌筑墻體的時候效率大大提高，減輕了工人的勞動強度。同時，加氣混凝土砌塊具有突出的可加工性，可鉆、刨、鋸、釘等，便于加工成異型砌塊，適應不同模數墻體的施工。同時便于開槽敷設管線，而且可以直接在墻面上安裝膨脹管，為后續的設備安裝、裝飾裝修等帶來方便。
同時，加氣混凝土砌塊也具有如下缺點：
(1)強度偏低：一般只有2.5MPa～4.0MPa，因此不適用于承重墻。
(2)收縮大：收縮包括干燥收縮和溫度收縮。加氣混凝土砌塊的干燥收縮值為0.3mm/m～0.5mm/m，是普通粘土磚的4倍，線膨脹系數約為8×10-6mm/（m·℃），也比普通粘土磚大得多，導致加氣混凝土砌塊的干縮變形和溫度變形比較大。
(3)吸水性強，導濕性差：加氣混凝土砌塊氣孔率通常達到70%～80%，但多數氣孔呈封閉狀，導致其吸水率高，而且吸水后水分易封閉于氣孔中。同時封閉狀的氣孔減慢了其吸水速度，使其吸水過程變得很長才能達到飽和。
(4)與砂漿的粘結性差：由于加氣混凝土砌塊的吸水性強，因此容易將砂漿中的水分奪走，導致砂漿粘結性變差、水化不良，導致粉刷層空鼓等。
加氣混凝土砌塊的優點是其得以取代普通粘土磚成為新型墻體材料的重要原因，而其缺點則是導致其開裂的主要原因，在一定程度上阻礙了加氣混凝土砌塊在我省的推廣應用。
3 加氣混凝土砌塊墻體裂縫的部位及主要特點
據調查，加氣混凝土砌塊墻體裂縫的出現具有一定的規律，一般在砌筑后次年出現，我省通常在夏、秋交接或者秋季干燥季節多發，二至三年后趨于穩定。經總結，其墻體裂縫主要發生在外表抹面層，其部位及主要特點如下：
(1)水平裂縫：多出現在填充墻中部、頂部和梁交接處以及門窗洞口過梁下方，有時也出現在墻體與地面交接處。大多數水平裂縫可以沿墻的厚度、長度方向貫穿整個墻體。
(2)豎向裂縫：多出現在填充墻中部、與框架柱或剪力墻連接處或砌體交接處。通常寬度較小。
(3)斜裂縫：一般出現在梁柱交接處、主次梁交接處和門窗洞口處，其裂縫寬度、長度都較大，基本上貫穿墻體，通常情況下是沿灰縫開裂或砌塊開裂。
(4)粉刷層空鼓裂縫：裂縫方向無規則，通常呈現網狀龜裂，裂縫位置粉刷層空鼓，鑿開粉刷層可發現，砌塊本身沒有開裂。
4 加氣混凝土砌塊墻體裂縫產生的原因分析
(1)從加氣混凝土材料特性看：
加氣混凝土砌塊具有吸水率大、干縮變形顯著的特點，當砌塊含水率不大于5%時，其干縮變形才趨于穩定。如果砌塊干縮變形過大，則容易造成裂縫。當干縮變形帶來的拉應力超過砌塊之間的粘結強度時，裂縫就出現在灰縫；當砌塊之間的砂漿粘結強度高于砌塊抗拉強度時，砌塊就可能開裂。砌塊在混凝土齡期28d之內時，由于混凝土水化等各種物理化學作用，其干燥收縮較大，因此使用齡期較短的砌塊更容易產生干縮裂縫。特別是蒸壓加氣混凝土砌塊，出釜時的含水率一般大于25%，必須存放一定時間使其含水率降低、體積變形穩定，一般要求出釜后存放28d后才能進行施工，否則就很容易引起干縮裂縫。可以說，加氣混凝土砌塊的干縮是造成墻體開裂的主要原因。其形式主要是豎向裂縫。
其次是加氣混凝土砌塊吸水率大，但其吸水特性與傳統的普通粘土磚以及混凝土等材料不同，它的氣孔呈現“墨水瓶”結構，毛細作用差，早期吸水快，后期吸水慢，但吸水時間長，如果砂漿保水性能以及和易性不好，則水分很容易被砌塊吸收造成砂漿失水，從而無法充分水化造成強度降低、灰縫不飽滿，導致局部砌塊受力不均衡引起應力集中，造成砌塊開裂或者沿灰縫開裂。對于抹面砂漿，則容易引起墻體與抹面層的脫離，出現空鼓現象。由于砌筑砂漿失水后造成強度偏低，導致砌體抗壓強度降低，因此常常會產生斜裂縫，嚴重的會帶來安全隱患。
同時，加氣混凝土砌塊是將加氣混凝土坯體切割而成的，加工過程中易在表層形成一層松散層以及粉塵，如砌筑墻體前未進行清理或清理未徹底，就會在砂漿和砌塊之間形成隔離層，影響砂漿與砌塊之間的粘結力，對于抹面砂漿，則易造成粉刷層空鼓、開裂。
(2)從外界環境影響看：
環境溫度的影響：普通砂漿的導熱系數約為0.9W/(m·K)，線膨脹系數約為4×10-4mm/（m·℃），與加氣混凝土砌塊相差達到10倍左右，一旦環境溫度變化，則在砌筑砂漿、抹灰砂漿以及砌塊之間產生溫度應力，當環境溫度變化幅度較大，產生的溫度應力太大時，則造成砌塊-灰縫之間、砌塊-抹灰之間的開裂。通常建筑物頂層由于受到陽光直射，在晝夜溫差大的季節，如夏秋季，容易造成墻體在頂層梁底部的水平裂縫以及斜裂縫。溫度應力也是加氣混凝土砌塊墻體產生裂縫的主要原因之一。
環境濕度的影響：前已述及，加氣混凝土砌塊的干燥收縮較大，而普通砂漿的線收縮系數不到加氣混凝土的1/10，當環境濕度較小時，其內部水分蒸發，含水率下降，則加氣混凝土砌塊的收縮大大超過砂漿，造成灰縫開裂、粉刷層空鼓。對于尚未粉刷的墻體，則由于砌塊表層失水速度比內部快，導致砌塊表層干縮變形比內部大，則會引起砌塊開裂。這種開裂往往發生在秋季氣候干燥時。
外界擾動的影響：砌體施工早期，由于砌筑砂漿強度較低，此時如果受到外界作用力的擾動，比如振動、壓力荷載等，則容易造成墻體裂縫。如果建筑物存在不均勻沉降，也容易引起墻體裂縫。
(3)從設計環節看：
構造柱和水平墻梁設置間距設置過大，框架柱和墻體的拉結筋設置間距過大，墻體與主體框架連接處構造措施不合理，建筑物層高較高時未合理設置圈梁，外墻大面積飾面層未設置分割縫，對于不上人屋面，未設置保溫隔熱層等等，都容易造成填充墻開裂。
(4)從施工環節看：
砌筑砂漿強度偏低、和易性不好、保水性差，使填充墻的灰縫砂漿易于被加氣混凝土砌塊吸水導致砂漿不飽滿、強度低，難以承受溫差、干縮等原因造成的變形而開裂。
施工時，未事先將砌塊澆水，或澆水不足，導致砌筑后砌塊大量吸收砌筑砂漿、抹灰砂漿中的水分，引起灰縫砂漿開裂、抹灰層空鼓裂縫等等。
砌筑過程中，灰縫砂漿不飽滿，或者砌筑速度過快，導致墻體成型后，灰縫砂漿在上層砌塊自重下沉縮，造成墻體水平裂縫。
二次施工中接搓設置不合理，造成接縫處開裂。
抹灰砂漿強度太高，其彈性模量大，收縮變形小，與墻體變形不一致，導致抹灰層空鼓、開裂。抹灰層過厚，抹灰砂漿采用細砂，致使砂漿收縮過大產生裂縫。
將不同批次的砌塊砌筑于同一墻面時，極易造成砌筑砂漿灰縫的厚薄、寬窄不一致，導致灰縫砂漿收縮不一致而產生裂縫。
當填充墻砌筑至梁、板底時，最上皮砌塊砌筑不實，造成沉縮導致墻體在梁底處的水平裂縫。
安裝水電設備時在砌體上打洞鑿槽、敷設管線等過程中，由于槽內管線局部反彈變形或填充的砂漿收縮，則墻體易出現沿管線或設備的裂縫。
5 加氣混凝土墻體裂縫的防治措施
（1）在砌塊進場上嚴格把關，進人施工現場的砌塊應有出廠合格證、產品性能檢驗報告，并應自然養護28d以上，必要時可進行見證取樣送檢，杜絕采用外觀尺寸偏差太大、強度偏低等不合格產品進行施工，對于制作后靜停時間較短的砌塊，應在通風干燥的堆場堆放一定時間后，使其體積變形趨于穩定后上墻施工。
（2）砌筑墻體前，砌塊應提前ld-2d分次澆水濕潤，但不能過濕，其吸水深度應控制在8mm～10mm。清除砌塊上的浮灰、殘渣等。檢查并修正、補齊拉結鋼筋。砌筑砂漿的選擇應注意采用安定性合格的水泥，不宜采用過細的砂，灰膏應充分熟化。應盡量選擇加氣混凝土專用砂漿進行砌筑和抹灰，其特點是具有良好的保水性能，以避免砌筑過程中水分被加氣混凝土吸收。
(3)砌筑墻體時，應視砌塊和氣候干燥程度，對砌塊進行適時澆水潤濕。墻體每天的砌筑高度應根據砌塊與砂漿的材質、墻體部位、氣溫、風壓等條件來確定，嚴格控制日砌筑高度，嚴格控制墻體的垂直度、平整度和飽滿度以及灰縫的水平厚度、平直度和豎向寬度等，應錯縫搭砌，搭砌長度不小于砌塊長度的1/3。墻體最上皮應在下部砌體變形穩定后再砌，時間大約為一周以上，空隙處用砂漿填實。墻體與門、窗框的連接必須采用磚護角，混凝土包框或帶連接件的預制混凝土塊，不得直接在輕質墻上固定門窗框。不同批次的、規格差異較大的砌塊不得混用。
(4)墻面抹灰施工前，應修補墻面灰縫缺陷，清理基層。可提前濕潤墻面，以免砌塊從底子灰中吸取水分，但砌塊含水率必須控制，過高又會導致干縮變形增大。經驗表明，加氣混凝土砌塊表面含水率宜控制在10%~15%之間，其滲透深度為8mm~10mm，但在施工中難以控制。可采用在加氣混凝土墻體表面涂抹界面劑的方法，比如膠質水泥漿、JCTA-400系列界面處理劑等，既能提高抹灰層的粘結力，又能阻止底子灰中的水分被加氣混凝土砌塊直接吸取。同時，不宜采用強度過高的抹灰砂漿，以免其變形與墻體不一致。
(5)施工過程中，應避免對砌體的擾動，不得隨意堆放建筑材料造成已砌筑的墻體受到過大的施工荷載。加強對主體結構的沉降觀測，發現不均勻沉降及時采取措施。
(6)我省夏季炎熱，屋面應設置保溫隔熱層，以避免頂層墻體的溫度裂縫。
(7)加強構造措施，合理設置構造柱、圈梁、拉結筋等，并在梁、板、柱與墻體的交接處掛鋼絲網，以減少墻體交接處的裂縫。
(8)水電管線安裝的時候，嚴格按照管線布置方案，并采用手提式角向磨光機進行開槽，開槽深度不得超過砌體壁厚的2/3，同時也不得過淺導致管線無法完全嵌入槽內。填孔采用比例約為1:3～1:4的摻加了聚丙烯短纖維的砂漿，并抹壓密實，抹灰時應在槽、洞回填密實的基層上，覆蓋比槽、洞口周邊各寬100mm的鋼絲網。嚴緊在墻體兩面的同一位置開槽敷設管線。
6 結語
加氣混凝土砌塊是一種質輕隔聲、保溫隔熱的環保新型墻體材料，取代粘土磚是大勢所趨，有利于保護耕地。在施工過程中，應根據其材質特點，改進砌筑施工工藝，采取相應的控制措施，避免墻體裂縫，使其得到進一步推廣應用。
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