內(nèi)墻條板拼縫部位飾面層防裂技術(shù)*

黎加純，吳自敏，楚洪亮，尹述偉，李曉晨

(1.廣東博意建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 佛山 528000；2.中國建筑技術(shù)中心，北京 101300； 3.中建科技有限公司，北京 100070)

0 引言

預(yù)制內(nèi)墻條板具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、安裝方便及節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)[1]，是綠色建筑和裝配式建筑推廣使用的新型墻體材料[2-3]。條板產(chǎn)品施工安裝精度高，作為內(nèi)墻使用可實(shí)現(xiàn)面層免抹灰，減少抹灰?guī)淼目展暮烷_裂等質(zhì)量問題，有利于提升工程品質(zhì)，提高經(jīng)濟(jì)效益，降低工程成本。開裂是條板使用過程中最主要的問題，其中條板板間拼縫部位開裂出現(xiàn)頻次最高，已經(jīng)成為條板使用通病。條板開裂導(dǎo)致飾面層開裂，影響裝修效果，制約條板推廣使用。

1 當(dāng)前條板拼縫裂紋防治方法

條板拼縫開裂防治方法從材料、設(shè)計(jì)、構(gòu)造和施工等不同角度出發(fā)，可以分為放裂、抗裂和防裂[4]。

1)放裂 條板安裝后靜置一段時間再進(jìn)行下一道工序，靜置期間條板通過位移和變形釋放應(yīng)力，待應(yīng)力釋放完成后進(jìn)行下一道工序施工。

2)抗裂 拼縫部位采用適當(dāng)強(qiáng)度的專用砂漿；在條板拼縫部位掛網(wǎng)后抹抗裂砂漿，利用玻纖網(wǎng)抗拉強(qiáng)度高的性能抵抗條板收縮過程中拉力，減少開裂。

3)防裂 內(nèi)墻選取小尺寸、干縮值小的條板，條板養(yǎng)護(hù)到一定齡期后再進(jìn)場使用，目前條板尺寸以600mm寬為主。

工程實(shí)踐中綜合采用放裂、抗裂和防裂中的1種或多種方法防治拼縫開裂，對大尺寸開裂有很好的控制效果，但微小開裂的現(xiàn)象依然沒有得到徹底解決。拼縫開裂是多種因素綜合作用下引起的，不同條件下各因素對條板拼縫開裂貢獻(xiàn)程度不一樣，對成因的分析停留在定性分析層面，所制定的措施難以有針對性，實(shí)施后往往效果欠佳，有的條板拼縫開裂現(xiàn)象出現(xiàn)1年后，陷入裂了修、修了再裂的被動治理中。

當(dāng)前條板拼縫外側(cè)處理具有抗裂功能，即將加筋材料鋪設(shè)于拼縫部位外側(cè)，加筋材料具有高彈性模量和高抗拉強(qiáng)度，高彈性模量使拼縫開裂過程中加筋材料優(yōu)先受力，高抗拉強(qiáng)度使加筋材料能抵御一定程度內(nèi)部應(yīng)力。條板拼縫外側(cè)處理在空間位置上同時為飾面層基層，板縫部位開裂是拉力大于內(nèi)聚力的結(jié)果，拼縫開裂時附著于拼縫外側(cè)處理部位的飾面層隨之發(fā)生零延伸斷裂現(xiàn)象。拼縫外側(cè)抗裂處理在飾面層完整性上是一種兜底的措施，抗裂失效將直接導(dǎo)致飾面層開裂而影響裝修。

2 條板拼縫部位飾面層防裂新方法

2.1 飾面層防裂新方法原理

內(nèi)墻條板飾面層基層分為條板面層和拼縫部位外側(cè)處理兩部分，如圖1所示。其中條板面層不易開裂，拼縫部位微小裂紋對結(jié)構(gòu)安全影響小，但對附著于拼縫部位的飾面層效果影響大。新方法不以控制條板拼縫不裂為目標(biāo)，即條板拼縫外側(cè)處理不承擔(dān)抗裂功能，旨在維持拼縫外側(cè)處理作為飾面層基層的完整性。新方法將拼縫外側(cè)處理分為強(qiáng)黏結(jié)段和弱黏結(jié)段：強(qiáng)黏結(jié)段與條板間具有很強(qiáng)的剪切黏結(jié)強(qiáng)度，起黏結(jié)固定作用，條板開裂過程中不發(fā)生剝離；弱黏結(jié)段與條板間剪切黏結(jié)強(qiáng)度低，起過渡層作用，拼縫開裂過程中弱黏結(jié)段與條板剝離后產(chǎn)生相對滑動并通過自身變形降低拉應(yīng)力，弱黏結(jié)段在條板開裂過程中保持完整，附著于弱黏結(jié)段表面的飾面層不發(fā)生零延伸斷裂，通過控制弱黏結(jié)段寬度實(shí)現(xiàn)對飾面層裂紋尺寸的控制。

圖1 飾面層基層及局部放大

2.2 飾面層防裂新方法核心參數(shù)確定

2.2.1弱黏結(jié)段寬度確定

飾面層裂紋尺寸影響觀感，弱黏結(jié)段應(yīng)有足夠?qū)挾龋詫?shí)現(xiàn)拼縫部位大尺寸裂紋傳遞至飾面層時分散為微小裂紋。如圖2a所示，取弱黏結(jié)段中斷面A為研究對象，強(qiáng)黏結(jié)段為參考對象，條板拼縫開裂前后斷面A與強(qiáng)黏結(jié)段間距分別為m和n，開裂前后斷面A位移量ε=n-m，在不考慮飾面層動態(tài)抗裂性能的情況下，附著于飾面層裂紋尺寸等于弱黏結(jié)段相對位移ε，如圖2b所示。條板拼縫裂紋尺寸與飾面層裂紋尺寸之間滿足式(1)。

圖2 條板拼縫開裂前后弱黏結(jié)段變化和飾面層開裂示意

ε=δ/(l/δ)

(1)

式中：δ為條板拼縫裂紋尺寸(mm)；l為拼縫部位外側(cè)處理弱黏結(jié)段長度(mm)；ε為飾面層裂紋尺寸(mm)。

飾面層肉眼可見裂紋尺寸為0.2mm，即應(yīng)將飾面層裂紋尺寸ε控制在0.2mm以內(nèi)，則l≥5δ2，設(shè)計(jì)中取l=5δ2。

以功能要求確定弱黏結(jié)段最小寬度l。在實(shí)施過程中，條板拼縫部位開裂的具體位置不能確定，為滿足不利條件，弱黏結(jié)段實(shí)際寬度L采用A，B兩種設(shè)計(jì)思路進(jìn)行確定，如圖3所示，其中A以裂紋位于拼縫黏結(jié)段兩側(cè)且同側(cè)拼縫外側(cè)弱處理段發(fā)揮功能作用為不利條件(見圖3a)；B以裂紋位于拼縫黏結(jié)段兩側(cè)且反側(cè)拼縫外側(cè)弱處理段發(fā)揮功能作用為不利條件(圖3b)。2種思路中拼縫外側(cè)處理弱黏結(jié)段實(shí)際寬度大于計(jì)算最小寬度，有一定安全倍數(shù)，可用于消化材料、施工和弱黏結(jié)段形變不均一等不穩(wěn)定因素帶來的不利影響。A，B兩種設(shè)計(jì)思路所確定的弱黏結(jié)段性能指標(biāo)如表1所示。

圖3 不同設(shè)計(jì)思路弱黏結(jié)段長度

表1 不同設(shè)計(jì)思路弱黏結(jié)段性能指標(biāo)

拼縫黏結(jié)段寬度d取5mm。A，B設(shè)計(jì)思路中不同尺寸條板拼縫裂紋對應(yīng)的弱黏結(jié)段實(shí)際寬度和材料伸長率變化如圖4所示，其中a為弱黏結(jié)段實(shí)際寬度，b為材料伸長率。弱黏結(jié)段寬度過大飾面層容易產(chǎn)生空鼓影響裝修質(zhì)感，材料伸長率過大飾面層裂紋容易發(fā)生集中而引起局部脫落。結(jié)合拼縫裂紋尺寸與弱黏結(jié)段寬度和材料伸長率變化關(guān)系，有以下建議。

圖4 條板拼縫部位不同尺寸裂紋對應(yīng)弱黏結(jié)段實(shí)際寬度和材料伸長率

1)條板拼縫裂紋尺寸δ≤1.4mm時，宜采用A設(shè)計(jì)思路確定弱黏結(jié)段實(shí)際寬度，為方便設(shè)計(jì)L取25mm。

2)條板拼縫裂紋尺寸1.4mm<δ≤2mm時，采用B設(shè)計(jì)思路確定弱黏結(jié)段實(shí)際寬度。為方便設(shè)計(jì)L取35mm。

3)條板拼縫裂紋尺寸δ>2mm時，采用其他技術(shù)手段將條板拼縫裂紋尺寸控制在2mm以下，再根據(jù)上述條件確定弱黏結(jié)段實(shí)際寬度。

為利于實(shí)施，弱黏結(jié)段實(shí)際寬度L取35mm。

2.2.2弱黏結(jié)段材料性能要求及優(yōu)選建議

結(jié)合節(jié)點(diǎn)構(gòu)造功能、室內(nèi)環(huán)境、材料與施工等方面需求，拼縫外側(cè)處理材料性能上還需滿足以下幾點(diǎn)要求。

1)剛性要求 拼縫外側(cè)處理材料在功能上為飾面層基層，材料應(yīng)具有一定剛性以維持飾面層穩(wěn)定。

2)黏結(jié)強(qiáng)度要求 板縫外側(cè)處理材料在構(gòu)造層上依附于內(nèi)墻條板，板縫外側(cè)處理存在弱黏結(jié)段，強(qiáng)黏結(jié)段黏結(jié)面積比相對降低，材料與條板間黏結(jié)性能較強(qiáng)。

3)形態(tài)要求 拼縫外側(cè)處理材料應(yīng)有利于條板免抹灰技術(shù)實(shí)施，板縫處理材料優(yōu)先考慮不定形材料，實(shí)施過程中能消化材料尺寸偏差和施工過程中形成的誤差。

4)環(huán)保要求 條板免抹灰技術(shù)造成拼縫部位覆蓋層厚度減小，材料中污染物向室內(nèi)擴(kuò)散的速率增大，拼縫外側(cè)處理材料應(yīng)環(huán)境友好，減少有害物質(zhì)向室內(nèi)散發(fā)。

5)組分要求 條板為無機(jī)非金屬材料，拼縫外側(cè)處理材料宜保持與條板材料性能相近，降低對飾面層材料選材和施工的影響。

6)韌性要求 弱黏結(jié)段開裂會引起飾面層裂紋集中，條板拼縫開裂后弱黏結(jié)段材料伸長率應(yīng)小于材料的斷裂伸長率，如式(2)所示：

υ=δ/L×100%≤υ

(2)

式中：υ為弱黏結(jié)段材料實(shí)際伸長率(%)；υ為弱黏結(jié)段材料斷裂伸長率(%)；L為拼縫部位外側(cè)處理弱黏結(jié)段實(shí)際長度(mm)。

綜合以上考慮，優(yōu)選丙烯酸聚合物砂漿作為拼縫部位外側(cè)處理材料，除滿足上述材料性能要求外，同時有以下優(yōu)點(diǎn)。

1)通過調(diào)整丙烯酸聚合物、水泥和細(xì)骨料之間相對含量可以控制弱黏結(jié)段斷裂伸長率，斷裂伸長率可調(diào)至200%以上[5]，根據(jù)拼縫外側(cè)處理對材料伸長率的要求，有針對性地優(yōu)化砂漿成分，降低成本。

2)丙烯酸聚合物砂漿施工方法與傳統(tǒng)板縫處理施工方法相近，施工工藝改變小，利于實(shí)施。

3)通過調(diào)整丙烯酸聚合物砂漿中水泥種類，實(shí)現(xiàn)外觀、色澤、質(zhì)感一定程度可調(diào)，利于飾面層實(shí)施[6]。

3 飾面層防裂新方法條板拼縫部位構(gòu)造

在確定條板拼縫外側(cè)處理弱黏結(jié)段寬度和材料后，條板拼縫部位構(gòu)造如圖5所示。弱黏結(jié)段通過在丙烯酸聚合物砂漿與條板間設(shè)置隔離層實(shí)現(xiàn)。隔離層具體可以是薄層膩?zhàn)?、低?qiáng)度砂漿、膠帶紙等與條板間具有較小黏結(jié)強(qiáng)度的材料。弱黏結(jié)段寬度為35mm，飾面層理論最大裂紋尺寸為0.11mm，弱黏結(jié)段最大伸長率5.7%，在考慮飾面材料動態(tài)開裂性能的情況下飾面層裂紋尺寸將更小。丙烯酸聚合物砂漿中在使用過程中應(yīng)添加少量聚丙烯纖維，有利于避免條板開裂過程中弱黏結(jié)段局部應(yīng)力集中產(chǎn)生變形不均勻現(xiàn)象。

圖5 新方法條板拼縫部位構(gòu)造及局部放大示意

4 結(jié)語

針對當(dāng)前條板拼縫開裂影響到飾面層提出1種解決方法，將條板拼縫外側(cè)處理分為強(qiáng)黏結(jié)段和弱黏結(jié)段，從功能要求上確定弱黏結(jié)段寬度和材料性能要求。優(yōu)選丙烯酸聚合物砂漿拼縫部位處理。通過設(shè)置隔離層的形式實(shí)現(xiàn)拼縫外側(cè)處理與條板間弱黏結(jié)。從構(gòu)造的角度上允許條板拼縫開裂，降低位移縫隙對飾面層的影響，為解決條板拼縫部位飾面層開裂提供另一種解決思路。對于有飾面層要求的工程中其他裂縫，本方法也能作為參考。