淺析新型墻體材料在建設(shè)工程應(yīng)用中的裂縫問題

潘桂福

摘要：墻體裂縫的控制是一個復(fù)雜的問題，需要材料、設(shè)計、施工等方面的相互協(xié)調(diào)、共同配合。在各個環(huán)節(jié)采取嚴密的措施，墻體裂縫是可以得到有效控制的。

關(guān)鍵詞：新型墻體材料裂縫防治

1.新型墻材的特性

建筑工程中所使用的新型墻材主要有普通混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊、蒸壓灰砂磚、燒結(jié)空心磚、燒結(jié)類實心磚，還有少部分墻板。在產(chǎn)品性能方面，燒結(jié)類實心磚與黏土磚幾乎一樣。燒結(jié)空心磚的抗壓強度只有黏土磚的20％60％，抗折強度也較低，且孔洞率在35％以上。其他幾種新型墻材均屬于水泥制品和硅酸鹽制品，其物理性質(zhì)和化學性質(zhì)與黏土磚有著本質(zhì)上的區(qū)別。

1.1新型墻材干縮值大，干燥速度慢

黏土磚的標態(tài)干縮值在0.1mm／m以下且干縮速度快(3d完成干縮值的84％)，實際干縮值一般比標態(tài)干縮值稍小，但非常接近。新型墻體材料大多是水泥混凝土制品或硅酸鈣類制品，都含有經(jīng)水養(yǎng)護而生成的硅酸鈣水化物膠體，當氣候或使用條件逐漸干燥時膠體會失水而逐漸收縮。因此，新型墻材大多干縮速度緩慢，如新型墻材中干燥速度最快的灰砂磚3d才完成干縮值的10％，且標態(tài)干縮值大，一般在0.2～1.0 m／n／m之間；但水泥制品和硅酸鹽制品實際干縮值卻隨著制品實際含水率的變化而發(fā)生很大的變化，在被雨水淋透時其實際干縮值與標態(tài)干縮值接近，但在干燥的環(huán)境下放置較長時間后，其實際干縮值與黏土磚相差不大。試驗表明，當水泥制品和硅酸鹽制品的實際含水率與平衡含水率接近時，其實際干縮值與黏土磚相差不大。在實際應(yīng)用過程中，只要經(jīng)過一定的干燥期，一般可以將這類產(chǎn)品的實際干縮值控制在0.1～0.3 mm／m的范圍，這表明嚴格控制新型墻材的上墻含水率是非常重要的。

1.2吸水率與黏土磚接近，但吸水和失水速度較慢

黏土磚的吸水率要求＜23％，一般在20％以下，幾種新型墻材的吸水率如下：普通混凝土砌塊一般在20％以下，輕集料混凝土砌塊要求＜22％，蒸壓加氣混凝土砌塊一般在65％～80％，蒸壓灰砂磚一般在20％以下?？梢钥闯?，除了加氣混凝土砌塊的吸水率高達65％～80％以外，其他幾種新型墻材的吸水率與黏土磚相近，但都與平衡含水率相差很大，如果在下雨天沒有很好的防雨措施，其實際含水率可接近各自的吸水率。水泥制品和硅酸鹽制品的吸水速度和失水速度比黏土磚要慢。試驗表明，在200℃、相對濕度60％±10％的條件下進行測試，黏土磚3d干縮完成約90％，失去水分約60％；灰砂磚干縮3d完成約15％，失去水分約50％，7d內(nèi)干縮完成約35％，失去水分約60％；16d內(nèi)干縮完成約60％，失去水分約70％。同時，水泥制品成型后還需灑水養(yǎng)護。黏土磚從出廠到使用只需3～4d時間，而新型墻材需要較長的時間進行干燥或養(yǎng)護，若將剛生產(chǎn)出來的砌塊立即上墻，就會造成后期墻體開裂。

1.3強度尤其是抗拉和抗剪強度比黏土磚低

新型墻材的強度普遍較黏土磚低，砌塊砌體的抗拉及抗剪切強度只有黏土磚的50％。黏土磚的抗壓強度≮10MPa，其抗折強度一般為2.5～3.5MPa，而新型墻材中除了灰砂磚的強度與黏土磚相當外，其他新型墻材在國家標準中要求的最小強度都很低，如蒸壓加氣混凝土砌塊的最小抗壓強度為1.0MPa，輕集料混凝土砌塊的為1.5MPa，普通混凝土砌塊的為3.5MPa，并且對抗折強度均未提出要求，顯然砌體的抗剪強度不理想。

1.4配套規(guī)格多，較黏土磚的尺寸大、孔洞率高

新型墻材多為砌塊，也有部分板材，尺寸比黏土磚大，施工效率較高，但尺寸大不利于應(yīng)力的釋放，更易產(chǎn)生裂縫。新型墻材的孔隙率高，易吸濕，部分砌塊開有孔槽，不能像黏土磚那樣砍鑿。

2.新型墻體開裂的原因分析

2.1材料方面的原因

砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因主要有兩個方面：一是由于外荷載(包括靜、動荷載)變化引起的裂隙；二是由于變形引起的裂隙，如干縮變形、溫度變形，不均勻沉陷等。民用建筑中以變形引起的裂縫為主。由于建筑物中的構(gòu)件大多屬于超靜定桿件，具有多個約束，對于變形將予以限制，從而會在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，在砌體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力，當這些力超過一定限度時，砌體就產(chǎn)生錯位裂隙。根據(jù)我們對新型墻材與黏土磚的性能比較，新型墻材比黏土磚更易于發(fā)生變形，且對變形產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的抵抗強度更低。此外，新型墻材生產(chǎn)廠家技術(shù)設(shè)備良莠不齊，許多小廠的生產(chǎn)管理不過關(guān)，也是引起墻體裂縫的重要原因。

2.2設(shè)計方面的原因

長期以來，設(shè)計者大多只重視強度設(shè)計而忽視抗裂構(gòu)造設(shè)計，往往引用國家標準或標準圖集，既沒有單獨提出相關(guān)的防裂要求和措施，也未對這些措施的可行性進行調(diào)查。另一方面，設(shè)計人員對砌塊墻體材料的性質(zhì)不夠了解，在設(shè)計過程中往往將黏土磚的構(gòu)造要求套到新型墻材的設(shè)計中。由于新型墻材種類眾多，對于不同的品種，其性質(zhì)也有差異，因而構(gòu)造要求也不盡相同，而人們對新型墻材的性能和新標準的應(yīng)用有的尚在認識探索之中，因而構(gòu)造措施的設(shè)計缺陷也在所難免。由于這些原因，設(shè)計人員通常沒有在設(shè)計圖紙中注明新型墻材的品種、容重、強度等主要技術(shù)性能指標以及相應(yīng)的抗裂防滲構(gòu)造措施，或構(gòu)造設(shè)計不合理，導致應(yīng)用新型墻材的墻體開裂。

2.3施工方面的原因

許多施工單位過去一直以砌筑黏土磚墻為主，對新型墻材的性能不了解，沿用了黏土燒結(jié)磚的一貫做法，在材料質(zhì)量鑒別、保管、施工方法等方面認知不足，對日砌筑高度、濕度控制等缺乏經(jīng)驗，加之施工過程中水平灰縫、豎向灰縫不飽滿，減弱了墻體的抗拉、抗剪能力，導致墻體出現(xiàn)裂縫。由于施工不當導致的墻體裂縫，已成為墻體產(chǎn)生裂縫的重要原因。

3.防止新型墻體裂縫的對策

墻體開裂是一個多因素、多環(huán)節(jié)的綜合作用結(jié)果，需要從材料、設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)嚴加管理，以預(yù)防裂縫的產(chǎn)生；同時要增強建筑物的整體性，通過配筋來抵抗內(nèi)應(yīng)力，通過設(shè)置伸縮縫、沉降逢、柔性層等措施來釋放應(yīng)力。即通過“防”、“抗”、“放”來防止裂縫，并以“防”為主。

3.1墻材質(zhì)量控制

質(zhì)檢部門應(yīng)對砌塊生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)質(zhì)量進行嚴格管理，、實行質(zhì)量抽檢制度，抽檢內(nèi)容包括強度、密實度、含水率、幾何尺寸、出廠時間、防潮包裝等，特別是含水率是反映收縮性的重要指標。使用單位必須堅持產(chǎn)品驗收，杜絕使用不合格產(chǎn)品。

3.2構(gòu)造設(shè)計控制

針對地基不均勻沉降、溫差、干縮等原因引起的墻體裂縫，在設(shè)計上應(yīng)采取以下措施：

(1)當房屋體形復(fù)雜特別是高度相差較大時，應(yīng)設(shè)沉降縫。

(2)加強墻體的剛度和整體性，以提高墻體的抗剪能力，適應(yīng)地基的不均勻沉降。

(3)不宜將建筑物設(shè)置在不同剛度的地基上。若必須采用不同地基時，需進行必要的計算分析。

(4)寒冷地區(qū)要將基礎(chǔ)的埋置深度設(shè)在冰凍線以下。

(5)根據(jù)建筑物的實際情況(如是否采暖、所處地點溫度變化等)設(shè)置伸縮縫，混凝土砌塊及硅酸鹽制品砌體的伸縮縫間距一般應(yīng)≮6m。

(6)提高頂層框架柱的剛度，提高頂層砌體砌筑砂漿的強度，并在砌體中配置一定數(shù)量的抗拉鋼筋，以保證砌體具有一定的延性。

(7)用坡屋面代替平屋面，屋面設(shè)置防水保溫隔熱層。

(8)選用干縮值小的墻體材料，同一樓層砌體只用一種墻體材料；選用與砌體材料相適應(yīng)的砌筑、抹灰砂漿材料；砌體表面噴刷合適的界面劑，以有效地解決表面抹灰與砌體的粘結(jié)力。

3.3施工控制措施

施工控制是新型墻體裂縫控制中的關(guān)鍵一環(huán)，施工措施得當可有效地減少裂縫的產(chǎn)生，保證施工的質(zhì)量。

(1)把好材料進場關(guān)，保證進場材料質(zhì)量，使用前應(yīng)確保材料已達到使用齡期。

(2)砌塊應(yīng)按規(guī)格堆放，堆放高度一般≯1.6m，并應(yīng)采取防雨措施，砌筑前砌塊不宜灑水淋濕。

(3)砌筑時應(yīng)盡量采用主規(guī)格砌塊，盡量對孔搭砌，不能隨意砍鑿砌塊。砌體的灰縫應(yīng)橫平豎直，灰縫應(yīng)飽滿，以確保墻體質(zhì)量。

(4)對不同材料應(yīng)嚴格控制不同的日砌高度，墻頂3m高的砌體必須隔日頂緊砌筑，避免引起接合部位開裂。

(5)輕質(zhì)砌塊表面吸水較快，一次鋪設(shè)砂漿長度不宜過長，而且要求按既定部位正確放置砌塊，以免砂漿失水后再撥動而影響墻體強度。

(6)砌塊與混凝土柱連接處及施工留洞后填塞部位應(yīng)增加拉結(jié)鋼筋，錨固鋼筋必須展平砌入水平灰縫。

(7)嚴格控制墻體孔洞預(yù)留及開槽的處理，避免削弱墻體強度，對洞邊空心砌塊應(yīng)填實并加設(shè)邊框等進行處理，以確保墻體的整體性。

(8)在不同材料的接合部、新舊砌體連接處及開槽位置、抹灰層，釘上鋼絲網(wǎng)或加防裂網(wǎng)布可減少抹灰層的開裂。

(9)每一工作面都應(yīng)設(shè)有專職質(zhì)監(jiān)員，跟班監(jiān)測砌筑質(zhì)量，以及時發(fā)現(xiàn)問題并糾正。