摘要:混凝土小型空心砌塊是國家大力提倡的新型牆體材料。但由於砌塊強度等級低、吸水率高、收縮變形大,在傳統牆體砌築與牆面抹灰工藝的情況下,經常出現牆體裂縫,不僅影響使用和美觀,而且由此引發的投訴事件也不斷增多。
因此,研究混凝土小型空心砌塊牆體裂縫產生的原因及控制措施,對於更廣泛地推廣這一新型牆體材料具有非常重要的現實意義。
20世紀90年代以來,隨著國家可持續發展戰略的實施,以綠色、節能、環保為宗旨的建築材料革新成為一種不可逆轉的趨勢。在這一大背景下,以各種工業廢渣為主要原料的混凝土小型空心砌塊應運而生。由於這種新型牆體材料應用的時間較短,人們對其效能還缺乏全面的了解和認識,加之牆體砌築與牆面抹灰工藝沒有及時調整,所以隨之而來的也有許多負面影響,其中牆體裂縫是最典型的問題。
本文僅就混凝土小型空心砌塊牆體裂縫產生的原因及控制措施展開研究,以期對相關建築施工具有一定的參考意義。
1 混凝土小型空心砌塊牆體產生裂縫的原因
1.1 濕度變化產生的裂縫
混凝土小型空心砌塊是由混凝土組成的,而混凝土是由骨料、水泥石、氣體、水分等非均質材料膠結而成的複合材料,在濕度變化條件下,特別是環境乾燥的情況下,混凝土中的自由水蒸發會引起混凝土的乾縮,幹縮量因材料和成型質量而異。一般來說:由於混凝土小型空心砌塊凝膠和細料成分多,收縮約在0.
35～0.5mm/m間,砌體線幹縮變形係數平均值約為3.30×10-4,這一值是實心粘土磚溫度線膨脹係數的66倍。
所以,當含水率偏高混凝土小型空心砌上牆後,經過一段時間,砌體含水率降低,便出現沿砌體水平灰縫或豎向灰縫伸展的乾縮裂縫,乃至形成密集組合的階梯裂縫。
1.2 溫度變化產生的裂縫
混凝土與其他材料一樣也具有熱脹冷縮的特性。研究表明:混凝土小型空心砌塊的線膨脹係數約為10×10-6,是實心粘土磚砌體的兩倍,砌塊牆體對溫度的敏感性比磚砌體高。
日照及晝夜溫差、室內外溫差、季節溫差引起溫度變化時,牆體結構會因溫度應力產生形變導致裂縫。當牆體水平作用的剪應力在牆內引起的主拉應力超過砌體極限能力時,便會導致斜裂縫;在抗剪力不足時就會產生水平裂縫。溫度裂縫有明顯的規律性:
兩端重中間輕,頂部重下部輕,陽面重陰面輕。
1.3 不均勻沉降產生的裂縫
當建築物樁基礎的基礎圈樑剛度不足時,樁基礎的沉降將大於圈樑的沉降。由此產生的建築物地基不均勻沉降,引起建築物牆體結構內的附加應力,牆體在撓曲作用下產生剪下,導致主拉應力過大,而砌塊砌體的抗剪效能大大低於粘土磚,致使牆體,尤其是底層部位開裂。另外,窗間牆和窗台下砌體沉降,也會造成窗台下的裂縫。
不均勻沉降產生的裂縫一般呈斜向或垂直彎曲,寬度較濕度和溫度變化引起的裂縫要大很多。
1.4 施工不當產生的裂縫
一些施工人員對混凝土小型空心砌塊牆體材料的性質不夠了解或不按規範施工。具體表現在:(1)使用齡期不足的砌塊,並將其與收縮率不同的其他牆體材料混砌,不均勻漲縮造成介面處開裂。
(2)砌塊上牆時含水率過高或雨期施工淋濕砌塊,牆體因乾縮引起開裂。(3)砌塊未按規定接槎砌築或通縫,水平、豎縫厚薄不均且砂漿不飽滿、保水效能差,沿砌塊周邊會產生裂縫。(4)未按配比進行砌築砂漿拌和,砂漿鋪灰面過大,鋪灰長度大於75cm,造成灰縫尤其是豎縫不密實。
(5)砌塊不按底面(盲孔)朝上反砌於牆上,而是採用原四孔空心粘土磚的砌築方法砌築,以致灰縫飽滿度差,引發牆體開裂。(6)施工過程沿用傳統的砌磚操作工藝,不使用專用砌築砂漿,導致砌塊之間粘結不牢,牆體抗拉、抗剪強度降低,從而引起牆體開裂。
2 對混凝土小型空心砌塊牆體裂紋的控制措施
混凝土小型空心砌塊牆體的裂縫控制,是乙個複雜的系統工程。通過長期的觀察和研究,我們認為應該在材料生產、設計、施工三方面採取措施。
2.1 砌塊的質量控制
砌塊本身對於牆體裂縫影響最大的是收縮性,而相對含水率是反映收縮性的重要指標。因此,要加強砌塊的生產環節的管理力度,引進高質量的生產裝置,淘汰那些手工作坊式的生產工藝,砌塊必須經28d 養護方可出廠,存放期最好大於3個月。保證砌塊的規格、強度等級、含水率等效能指標符合規範要求方可進入施工現場使用。
砌塊在運輸過程中要進行防潮包裝,施工場地堆放的砌塊要注意防潮、訪雨。
2.2 設計環節的控制
為控制混凝土小型空心砌塊裂縫,在設計環節可採取下列構造措施:(1)為防止地基不均勻下沉,增大基礎圈樑的剛度,底層窗台牆體的第2與第4灰縫中各設φ4鋼筋點焊網片,並伸入兩邊窗間牆內不小於0.6m。
(2)砌塊牆體長度超過層高2倍或牆體長度大於4.0m時,應在牆中設定鋼筋混凝土構造柱,在牆體半高處設定與柱拉結筋連線且沿牆全長貫通的鋼筋混凝土水平繫梁。(3)在砌塊牆體中設定伸縮縫,並將伸縮縫設在因溫度和收縮變形引起應力集中、砌體產生裂縫可能性最大的地方。
(4)設定與鋼筋混凝土柱可靠連線的砌塊牆體拉結鋼筋,約束砌塊牆體與混凝土牆柱接觸介面及牆長方向的變形,防止砌塊牆體產生結構性裂縫。(5)砌塊牆體的門窗過梁應與牆體厚度和砌塊高度相匹配,底層門、窗過梁上方的水平灰縫內及窗台下第一和第二道水平灰縫內應設定焊接鋼筋網片。
2.3 施工過程的控制
(1)混凝土小型空心砌塊的規格、尺寸及孔型、空心率應滿足設計強度等級和建築施工要求,砌塊在使用前達到穩定期,嚴禁雨後砌築牆體和浸水、受潮砌塊上牆砌築。(2)按規範要求將混凝土小型空心砌塊盲孔面朝上反砌於牆上,砌築砂漿嵌入砌塊孔內8mm～10mm,形成結合銷鍵,約束塊體滑動,形成共同受力體。(3)砌塊排列應從樓地面開始排列,排列時盡可能採用主規格的砌塊,砌體中主規格砌塊應佔總量的75%～80%。
(4)採用和易性好、粘結力強、稠度控制在50mm以下的混合砌塊專用砂漿,保證砌築用砂漿強度和飽滿度,水平縫灰漿飽和度達到90%,豎縫灰漿飽和度應達到80%。(5)嚴格控制日砌高度,外牆日砌高度在2m左右為宜。(6)牆體與混凝土構造接應採用「馬牙搓」連線工並加設拉接筋。
雖然導致混凝土小型空心砌塊牆體裂縫的原因較多,但是,只要我們嚴格按照砌體規範,在材料、設計、施工、監理等諸方面採取積極的控制措施,混凝土小型空心砌塊牆體出現裂縫的質量通病是可以得到有效控制的。
參考文獻
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多層住宅混凝土小型空心砌塊牆體裂縫控制
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