浅说蒸压加气块墙面开裂的原因及防治

浅说蒸压加气块墙面开裂的原因及防治加气块由于为工业废料加工制成，既轻质又节省粘土的使用，而被广泛使用。但它最大的缺点是，易使墙面砂浆出现微细开裂，而这又使目前用户墙面质量投诉的焦点之一，大量的投诉围绕着施工方，也围绕着监理方、甲方。开裂的原因在哪里？有没有防治的措施，来抑制加气块墙面的开裂？在加气块大量使用前，关于墙面开裂的研究已很充分了，研究结果表明，墙体开裂主要与温差、水平阻力系数Cx、房屋长度等有关。为此采取的措施有在窗台处增设腰梁、在梁柱墙交接处铺设钢丝网、设置伸缩缝或后浇带。这些措施都得到了积极执行。因此，此类常规开裂基本已灭迹。本文所要致力阐述的是，由于使用了加气块而产生的新裂缝。一、开裂的类型及特征根据已有的经验及教训，加气块墙面开裂大致有6种类型，分别用图形、文字描述如下：○1号开裂：为垂直开裂，位处墙中，沿竖向灰缝。如图示○1○2号开裂：为水平开裂，一般距梁800mm下，处于水平灰缝中。如图示○2○3号开裂：为水平开裂，距腰梁250mm下，处于水平灰缝中。如图示○3○4号开裂：为局部水平开裂，缝长600mm，处于水平灰缝中。如图示○4○5号100厚门边墙体水平开裂，多处腰梁上下各250mm左右，处于水平灰缝。如图示○5○6号100厚门边与构造柱间墙体水平开裂，裂缝数量多，处于水平灰缝中。如图示○6二、开裂的原因分析墙面开裂的原因很多，任何一种开裂现象，都不是单一的因素造成的，而是多种因素叠合形成的。1、内因何谓开裂内因？我们把由于粉煤灰加气块材料自身的特性，而导致的开裂，称为内因。内因是内在的因素，也是根本的因素。（1）易干缩粉煤灰蒸压加气块，主要材料是粉煤灰及其胶凝材料，与普通硅酸盐水泥相比，粉煤灰的抗干缩能力差，干缩率一般在0.4~0.8%，即0.4~0.8mm/10m。据有关试验证明，在28d龄期内，粉煤灰的干缩完成50%，45d后，加气块干缩基本趋于稳定。可见加气块的早期收缩是很大的，它所产生的直接后果是破坏墙体砌筑砂浆的强度和粘结性，这为日后墙面砂浆的开裂埋下了内因。所以，《江苏省住宅工程质量通病控制标准》中明确规定，“出釜停放期不应小于28d，不宜小于45d”。可是建筑市场，加气块供需关系紧张，常州地区，供应粉煤灰加气块的厂家一般在2~3家，供不应求，厂家在加气块出釜后5d，即送往工地，有的甚至刚出釜后即送往工地，堆放的加气块还冒着热气，工人就搬运上墙了，在干缩未趋于稳定的情况下，就急于上墙，干缩就象种子一样在墙体中生根发芽了，日后墙面怎能不开裂？（2）吸水率大由于粉煤灰加气块内部存在大量的微细孔隙率，因而它的吸水率大，一般在30%左右，不仅如此，而且它的吸水速度也很快，我们曾在施工现场做试验，在粉煤灰加气块上开了一个5cm×5cm×5cm的洞口，然后灌满了水，25分钟后，水就吸干了。这说明粉煤灰加气块早期吸水是非常快的，这也将严重削弱墙体砌筑砂浆的强度、粘结性及饱满度。我们在现场巡视中常发现，灰缝强度严重不足，且砂浆饱满度一般低于50%。加气块干缩值大、吸水率大，它们共同的作用是早期破坏性，即严重削弱墙体砌筑砂浆的强度、粘结性，是日后墙面砂浆出现微细裂缝的根本内因。当然，吸水率也会影响了墙面粉刷砂浆的强度和粘结性，易使墙面收缩开裂。我们在检查中发现，加气块墙面空鼓率远大于粘土砖。（3）孔隙率大我们把加气块剖开后，可以发现，内部存在着大量的孔隙，这一方面有利于墙体轻质隔热保温，但另一方面使材料变形系数增大，易受温差影响出现热胀冷缩，致使墙面收缩开裂。正是基于温差变形的考虑，《江苏省质量通病控制标准》中说：“由于混凝土小型空心砌块、蒸压加气砼砌块等轻质材料线膨胀系数及变形系数相对较大，受温度和湿度的影响，墙体的变形较大，易产生收缩裂缝，增加砼构造柱和腰梁以及门洞口加强框的目的，是改变墙体的受力性状，使之成为约束砌体，从而控制裂缝。”在用户投诉的案例中，我们发现一个普遍现象，夏天砌筑的加气块，多数开裂出现在来年的春天。对于开裂的这一季节特征，我们应给予充分的关注。如果我们能对其解密，我们就能寻找到加气块开裂的主要原因。有一幢工程7月25日主体验收，这标志着，墙体在7月25日前已全部砌筑完毕，该工程于11月15日竣工验收。加气块的干缩龄期大致在45d后一点，纯粹的干缩影响，其开裂应发生在竣工后的秋冬之季，可是该工程大量的开裂发生在来年的春天。据此我们可推断，产生“春天开裂”的直接原因，还不是干缩的因素，而是温差变形。夏天砌筑好的加气块，经过秋冬干燥冷缩，再历至春天的热胀，产生了墙面的收缩开裂。当然温差变形这一因素要叠合其它因素，特别是加气块易干缩，吸水率大这些因素，才会使开裂的季节性显著。（4）单块体大填充墙的粘土砖尺寸一般为190mm×190mm×90mm，而加气块强度和表面硬度低，为防止损耗常制作成600mm×250mm×200mm，单块体量要比KM1砖大得多，但这样一来墙体水平和竖向灰缝要比粘土砖少得多，致使墙自身的粘结性和整体稳定性削弱，这在100厚的加气块墙体中反应尤为明显，这也是加气块墙面易开裂的一个内因。2、外因所谓加气块开裂的外因，是指非材料自身特性导致的，而是由于施工不当等外在因素。我们大致归纳出3条，首先，墙体腰梁、门边加强框、模板支撑施工，使加气块产生挠动，致使水平灰缝产生裂缝。其次，在墙体上开凿水电管槽，挠动墙体，致使水平灰缝产生裂缝。再次，加气块填充墙顶的补砌挤紧的间隔时间过短，致使水平灰缝下沉收缩不到位，产生水平开裂，所以《江苏省质量控制标准》中规定，间隔时间应大于15d。此外，还有墙面粉刷工艺不当，这里就不再列举了。3、开裂类型的具体分析图示○1号竖向开裂，主要是由于加气块自身的干缩，在水平干缩力作用下，墙面产生竖向裂缝，在有些场合，水平干缩较大的情况下，竖向缝宽能达到2~3mm。有一办公楼，内走道长50m，走道墙出现竖向开裂，缝宽3mm，此墙内面也有对应的一道竖向开裂。我们凿开表面粉刷砂浆发现，墙体砌块也拉断了，竖向裂缝内外贯通，这是由于墙体长达50m，水平干缩值较大，再加上加气块强度不足，只有M3.5左右。图示○2号水平开裂：直接原因是墙体砂浆收缩下沉，如果梁墙交接处不铺钉钢丝网，此水平开裂会出现在梁墙交接处，但现在一般出现在梁下800mm左右。这是由于钢丝网与下缩的墙体组成了拉应力，此拉应力逃避开钢丝网，选择在800mm即3块砖处开裂释放。为什么KM1墙体无此现象，而加气块墙体发生了此特殊现象，这是由加气块材料特性导致的，如加气块的易干缩、吸水率大、易温差变形等因素，严重削弱了水平灰缝砂浆的强度、粘结性。○3号水平开裂：最直接原因是腰梁立模方式不当，在水平施工力作用下，墙体挠动，水平灰缝出现微细裂动，致使此处水平灰缝受到削弱，这为日后此墙面砂浆开裂埋下了诱因。○4号水平开裂：缝长600mm与砖同长，最直接的原因是，在主体施工过程中，该块砖受到某种碰撞外力作用，水平砌筑砂浆受到破坏。○5号水平开裂：发生在100厚墙体门边，最直接的因素腰梁、加强框立模方式不当，以及水平管槽的开凿挠动墙体，使水平灰缝出现微细开裂。○6号水平开裂：最直接的原因是设计和施工的矛盾。由于该墙一边是门，一边是构造柱，该墙在砌筑时，两边没有约束力，极易产生晃动，我们在现场巡视中发现该墙轻轻一碰，就晃动了，水平灰缝的破坏是可想而知的，我们采取的措施是，先浇其构造柱，然后再砌墙，结果墙体稳定性显著增强。开裂的原因有内因、外因，有直接原因、间接原因。但基础性原因是干缩、吸水率、温差变形，任何一种开裂，都离不开它们的影响，这也是加气块墙面的开裂是大量的而不是少量的原因。三、防治措施（1）控制龄期，充分释放干缩施工时应执行省标准，宜在出釜45d后上墙。目前供需紧张，供不应求，做到这一点很难。可加紧开发轻质砌块种类，缓解供需矛盾。（2）进一步改善腰梁等立模方式不当的立模方式，其水平施工力对墙体挠动很大，我们在现场发现，腰梁、加强框在立模及砼浇筑后，墙体水平灰缝开裂现象很普遍。目前，有些工地上在腰梁立模中采用钢筋夹，经实践证明，对墙体水平挠动较小，宜推广实行。此外，腰梁、加强框的立模应在砌筑砂浆取得一定的强度后进行。（3）涂刷憎水界面剂，减少加气块吸水率我们曾在现场做了个试验，在加气块上凿了5cm×5cm×5cm的洞，然后涂刷憎水界面剂，一定时间后，再灌满水，7小时后水吸干，而另外一组，没有刷界面剂（砌块含水率相同）25分钟后就吸干了。这个对比试验，充分说明了，涂刷界面剂后，能很好地封闭加气块，有效地阻止砂浆水份的吸干。（4）墙面铺钉钢丝网或耐碱网格布有一小区，加气块墙体设置了腰梁及加强框，仅底层与顶层铺钉了钢丝网，结果，整个小区底层、顶层墙面基本无开裂，而标准层开裂相当普遍。这说明墙面铺钉钢丝网能有效抑制墙面开裂。另外，也说明了墙体中腰梁、加强框对加气块开裂的抑制作用不是很明显，这与腰梁、加强框立模的水平挠动有关。抑制加气块墙体开裂的措施很多，但甲方更关注的是既经济又合理的防治措施。有一医院工程，建筑面积2万m2，由四个单体组成，四个单体是贯通闭合的，每一层工作面很大。当时是2005年，要求内墙使用加气块，但当时省标准还未出，所以在墙体砌筑中，并未使用腰梁、加强框，为抑制墙体开裂，采取措施只有：（1）梁柱与墙交接处铺钉钢丝网；（2）窗台处设置腰梁及腰带；（3）墙面在粉刷前涂刷憎水界面剂。此外，由于施工人力不足，作业面空闲，工期拖得很长，这在客观上使砌块的干缩龄期得到控制，梁下补砌及墙面粉刷的间隔时间也得到了充分保证，结果，墙面基本无开裂，包括顶层，至今已有3年了。这一案例给了我们很多思考，如何选择节省成本的防治措施？这还有待于我们进一步探讨。100厚墙体剖面图100厚墙体相应立面图200厚墙体剖面图200厚墙体相应立面图卫生间平面图卫生间南立面图