论文部分内容阅读
摘要：通过对蒸压加气混凝土砌块特性及裂缝产生的机理进行归纳分析，应用预压原理和相对最小收缩原理，提出蒸压加气混凝土砌块裂缝防治的施工工艺及技术控制措施。
关键词：蒸压加气混凝土砌块；裂缝预防
中图分类号：TV543文献标识码： A 文章编号：
蒸压加气混凝土砌块是以水泥、石灰、石膏和砂（或粉煤灰、矿渣等）为原料，经铝粉发泡，高温高压养护8h～12h而成多孔状硅酸盐砌块，由于其轻质并在耐火、隔音、保温、抗渗等方面性能优异，从而在建筑施工广泛应用。
但是蒸压加气混凝土砌块作为一种新型材料，在使用过程也出现了因为其与传统砌筑和抹灰工艺不相适应而经常出现裂缝的现象。本文将对蒸压加气混凝土墙体裂缝产生的原因及机理进行详细分析，并提出相应的施工工艺及技术的预防措施。
一、蒸压加气混凝土砌体裂缝的种类
蒸压加气混凝土砌体裂缝的形成涉及材料特性、设计构造、施工技术等多个方面，故而蒸压加气混凝土砌体裂缝的形式也多种多样，如从裂缝的成因来说，常见裂缝可分为五类：一是温度裂缝；二是干燥收缩裂缝，是由温度和干缩共同产生的裂缝；三是设计构造造成的裂缝；四是施工质量造成的裂缝；五是因墙面抹灰造成的裂缝。
二、蒸压加气混凝土砌体产生裂缝的机理
蒸压加气混凝土砌体作为一种亲水性材料，吸湿要膨胀，干燥要收缩，同时随着温度的变化首先引起结构变形，当变形受到某种约束时，会产生很大的应力，当这些应力无法及时均匀消散时，从而在材料薄弱处引起裂缝，这种由于温度和干缩变形共同作用产生墙体的变形和裂缝，是导致加气混凝土墙体裂缝产生的内在因素之一。
蒸压加气混凝土砌体结构特性则是裂缝产生的另一内在因素：其空隙率高达70%以上，气孔呈开孔和闭孔，孔间常有微细裂缝，同时在孔壁上特别是大孔壁上充满毛细管，加气混凝土会由于毛细管张力造成材料较大的收缩应变，当这种应变过大时，就会造成材料的拉裂。
根据裂缝产生的内因，可以将加气混凝土墙体裂缝表现归纳为以下几方面：
1、蒸压加气混凝土砌块及砂浆的干缩变形引起裂缝。蒸压加气混凝土砌块及砂浆的干缩变形在墙体内产生内应力，墙体产生内应力与蒸压加气混凝土砌块及砂浆的干缩变形有关。它的大小与墙体实际干缩值成正比。而砌块的实际干缩值的大小则与蒸压加气混凝土砌块生产的材料、工艺水平、实际含水率、以及产品的龄期有关。砂浆的干缩值与砂浆的材料配比、稠度、原材料性能、保水性等有关。
2、砌体的沉缩变形引起的裂缝。砌体在砌筑过程及砌筑完成后都会形成沉降收缩，它包括砌体在自重作用下产生的砂浆塑性变形而下沉，也包括墙体材料和砂浆的干燥收缩。其内应力的大小与砌体的沉缩量成正比，但砌体的两端被牢固地约束时，墙体的中部因沉缩而使砌块下部受拉，从而引起竖向裂缝。
3、温度变化引起的裂缝。温度的变化会引起材料的热胀冷缩。钢筋混凝土的温度线膨胀系数为砌体温度线膨胀系数的两倍。当温度变化时，钢筋混凝土与砌体的变形不同步，由于建筑物是超静定结构，约束条件下温度变化引起足够大的变形时，建筑物将产生温度应力。另外，砌体基层与抹灰层之间由于材料不同，线膨胀系数就不同，也会形成一种温度应力。当作用于构件的温度应力超过钢筋混凝土与砌体的抗拉强度时，将出现裂缝。
4、建筑物构造不合理引起的裂缝。建筑物某些部位如果设计时刚性不足，则由于其自身的变形而產生内应力，如梁的跨度太大，其中部的向下徐变量超过一定的限度时，又如悬臂梁过长而刚度不足以抵抗变形时，还有门窗洞口上面的过梁刚性小而向下弯曲等。砌体和梁柱板连接构造不合理，墙体过长和过高等引起的裂缝。
三、加气混凝土收缩裂缝控制的基本原理
预压原理：即蒸压加气混凝土砌块采用专用砂浆进行砌筑，从水平和竖直两个方向用橡皮锤进行敲击，砌筑砂浆一部分被挤出，灰缝砂浆被挤压，使灰缝的砂浆处于微受压状态。一方面可以抵消因砌体收缩产生受拉应力，另一方面可以使灰缝密实饱满，增加砂浆和砌块的粘结力，提高砌体的抗拉强度，从而达到控制裂缝的目的。
相对最小收缩原理：通过控制加气混凝土的上墙含水率，达到控制砌块的收缩。将砌块的上墙含水率控制到本地区的最小平衡含水率，此时的加气混凝土收缩相对最小；采用专用砌筑砂浆，提高砌体灰缝的饱满度和密实度，降低灰缝的厚度，从而使灰缝砂浆的收缩也达到最小。一方面当砌体吸湿膨胀时，砌体处于预压状态；另一方面当气候干燥时，砌体的收缩恢复到砌筑时的最小收缩状态，致使砌体不会因收缩开裂，从而达到控制砌体裂缝的目的。
四、施工工艺及技术控制
蒸压加气混凝土砌块目前砌筑方法有两种：一是湿砌法，二是干砌法。湿砌法需要对砌块进行提前浇水，湿润表面，但由于在实际操作的过程中浇水的量很难控制，因此就给砌块的表面湿润的深度带来不均匀性。所以加气混凝土砌筑采用干砌法为宜。下面着重介绍干砌法的施工控制。
1、上墙含水率控制
蒸压加气混凝土砌块施工时含水率的规定主要目的是保证在砌筑前砌块的收缩基本完成，从而有效的控制砌体收缩应力，减少裂缝的产生。《蒸压加气混凝土应用技术规程》（JGJ17- 84）第2.0.5规定，加气混凝土制品施工时的含水率一般宜小于15%，对于粉煤灰加气混凝土制品可不大于20%。《砌体工程施工质量验收规范》(GB500203-2002第9.1.4)规定，蒸压加气混凝土砌块出釜时的含水率约为35%左右，以后砌块逐渐干燥，施工时的含水率宜控制在小于15%，对粉煤灰蒸压加气混凝土砌块宜小于20%。
2、施工日砌高度控制
施工日砌高度控制的主要目的是让墙体充分完成沉缩变形。因为砌筑砂浆有较大的塑性变形，当未达到硬化龄期前均有较大的徐变，在上层砌体的压力作用下，砂浆发生较大的压缩变形，特别是在潮湿低温的情况下，砂浆干燥速度慢，强度增长慢，干燥后才会产生强度。因此在砂浆干燥前上部砌筑过快，一是影响砌体的稳定，二是砌体本身将承受过大的压力，将引起砂浆产生过大的塑性变形，而砌体两端有拉接钢筋与结构柱相连接对墙体形成约束，一旦墙体的纵横向均产生收缩，将会沿灰缝出现阶梯形的裂缝。该类裂缝多出现在墙体的中上部。在门洞上部的两角也可能因砌体沉缩出现八字形裂纹。因此根据试点工程的经验，日砌高度1.2-1.5m为宜。
3、“压顶”施工日期和施工质量控制
控制压顶施工时间的目的是让己砌筑好的墙体的干湿收缩、塑性变形等引起的沉降收缩基本稳定，从而减少梁下水平裂缝的产生。因过大的变形集中在梁下必然会形成较大的拉应力，使墙体开裂形成水平裂缝。针对“压顶”施工，应注意的要点如下：
（1）预留的压顶空间高度应适当，并选用尺寸合适加气混凝土小砌块进行斜砌压顶；
（2）加气混凝土小砌块在水平方向上的倾斜角度以45°—60°为佳；
（3）压顶的小砌块应顶紧，砌块与砌块之间、上下空隙之间的砂浆应填充密实，大的洞应用专用的填缝修补砂浆修补；
（4）下部墙体需停留14d后，待下部砌体沉实稳定后再用加气混凝土小砌块斜砌压顶。
4、灰缝厚度和饱满度控制
由于灰缝具有储存和分散由于环境因素影响而产生的微裂缝的作用，还有将砌块相互粘结连成整体的作用，因此灰缝需要一定的厚度和饱和度。同时过厚的灰缝也会产生变形过大等问题，所以在施工中应对灰缝做好以下工作：
（1）在砌筑的过程中，控制灰缝的质量十分重要。灰缝的厚度应一致，一般控制在3-5mm左右，同时要确保灰缝的砂浆饱满，水平灰缝应达到90%以上的饱满度，竖向灰缝也不得低于90%。为了使灰缝密实，在砌筑的同时还应做好压缝、勾缝等工作，使砌体灰缝表面无孔洞，如将灰缝表面勾缝成凹槽，则将更有利于墙体抹灰层的粘结。
（2）灰缝均匀。如果砂浆用量过大，灰缝过厚，或灰缝厚薄不一致，或灰缝不饱满，都将会给墙体带来不利的影响。一是砂浆本身干缩值较大，过厚的砂浆层产生的总收缩值大；二是砂浆的塑性变形大，硬化速度慢，当灰缝的厚薄不一致时，砌筑过程中将产生较大的沉降收缩和不均匀的收缩变形，致使砌体内部出现裂缝；三是砌体形成了内部缺陷，埋下了抹灰层开裂的隐患。
（3）在砌筑过程中，随手进行压缝或勾缝，不仅不会增加工序，还会取得较好的质量效果。
4、沟槽施工环节控制
沟槽施工在建筑施工中十分常见，也是裂缝经常出现的部位，在施工中应特别注意：
（1）对设计规定的洞孔、管道、沟槽等应在砌筑时预留、预埋或采用特制砌块，否则只允许在砌体完工的2周后，待墙体完成并达到一定强度后方可进行开槽。施工时不得引起砌块松动和断裂破坏。
（2）开槽时应使用手提式电动切割机并辅以手工镂槽器。凿槽时与墙面夹角不得大于45度，开槽深度不宜超过墙厚的1/3。施工时不得引起砌块松动和断裂破坏。
（3）开槽的尺寸应按管线布置方案切割。开槽前应在墙面上根据尺寸要求，准确地画出开槽的位置，弹出位置线，然后沿开槽线进行切割，不能随意剔凿砌块，损坏砌块墙体。
（4）埋设管线开槽应距离门洞口300mm外为宜，不应靠近门窗口进行开槽。
（5）管线埋设后，要对空隙处冲刷浮灰，采用专用修补砂浆分次填实，砂浆强度等级为M7.5，槽深15mm以下一次性填实，15mm以上分次填实。
（6）在沟槽两侧贴挂钢丝网或耐碱玻纤维网格布，防裂网格布与沟槽两侧宽度不少于100mm。
五、结语
结合以上讨论，在蒸压加气混凝土砌块应用中，确保墙体应力均匀分布、变形稳定，减小使用环境对墙体收缩的影响是预防裂缝产生的要点。然后结合现在施工环境及条件采取施加预压应力、设置斜砌压顶、在施工中使墙体沉降变形充分稳定等防范措施，就能在满足规范要求的前提下，达到很好的工程效果。
参考文献：
[1]GB/T11968-2006，蒸压蒸压加气混凝土砌块 [S]
[2]JGJ/T-2008，蒸压加气混凝土建筑应用技术规程[S]
[3]03J104，蒸压蒸压加气混凝土砌块建筑构造[S]
[4]GB50203-2002，砌體工程施工质量验收规范[S]
[5]GB50210-2001，建筑装饰装修工程质量验收规范[S]
[6]王铁梦．工程结构裂缝控制[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997．
关键词：蒸压加气混凝土砌块；裂缝预防
中图分类号：TV543文献标识码： A 文章编号：
蒸压加气混凝土砌块是以水泥、石灰、石膏和砂（或粉煤灰、矿渣等）为原料，经铝粉发泡，高温高压养护8h～12h而成多孔状硅酸盐砌块，由于其轻质并在耐火、隔音、保温、抗渗等方面性能优异，从而在建筑施工广泛应用。
但是蒸压加气混凝土砌块作为一种新型材料，在使用过程也出现了因为其与传统砌筑和抹灰工艺不相适应而经常出现裂缝的现象。本文将对蒸压加气混凝土墙体裂缝产生的原因及机理进行详细分析，并提出相应的施工工艺及技术的预防措施。
一、蒸压加气混凝土砌体裂缝的种类
蒸压加气混凝土砌体裂缝的形成涉及材料特性、设计构造、施工技术等多个方面，故而蒸压加气混凝土砌体裂缝的形式也多种多样，如从裂缝的成因来说，常见裂缝可分为五类：一是温度裂缝；二是干燥收缩裂缝，是由温度和干缩共同产生的裂缝；三是设计构造造成的裂缝；四是施工质量造成的裂缝；五是因墙面抹灰造成的裂缝。
二、蒸压加气混凝土砌体产生裂缝的机理
蒸压加气混凝土砌体作为一种亲水性材料，吸湿要膨胀，干燥要收缩，同时随着温度的变化首先引起结构变形，当变形受到某种约束时，会产生很大的应力，当这些应力无法及时均匀消散时，从而在材料薄弱处引起裂缝，这种由于温度和干缩变形共同作用产生墙体的变形和裂缝，是导致加气混凝土墙体裂缝产生的内在因素之一。
蒸压加气混凝土砌体结构特性则是裂缝产生的另一内在因素：其空隙率高达70%以上，气孔呈开孔和闭孔，孔间常有微细裂缝，同时在孔壁上特别是大孔壁上充满毛细管，加气混凝土会由于毛细管张力造成材料较大的收缩应变，当这种应变过大时，就会造成材料的拉裂。
根据裂缝产生的内因，可以将加气混凝土墙体裂缝表现归纳为以下几方面：
1、蒸压加气混凝土砌块及砂浆的干缩变形引起裂缝。蒸压加气混凝土砌块及砂浆的干缩变形在墙体内产生内应力，墙体产生内应力与蒸压加气混凝土砌块及砂浆的干缩变形有关。它的大小与墙体实际干缩值成正比。而砌块的实际干缩值的大小则与蒸压加气混凝土砌块生产的材料、工艺水平、实际含水率、以及产品的龄期有关。砂浆的干缩值与砂浆的材料配比、稠度、原材料性能、保水性等有关。
2、砌体的沉缩变形引起的裂缝。砌体在砌筑过程及砌筑完成后都会形成沉降收缩，它包括砌体在自重作用下产生的砂浆塑性变形而下沉，也包括墙体材料和砂浆的干燥收缩。其内应力的大小与砌体的沉缩量成正比，但砌体的两端被牢固地约束时，墙体的中部因沉缩而使砌块下部受拉，从而引起竖向裂缝。
3、温度变化引起的裂缝。温度的变化会引起材料的热胀冷缩。钢筋混凝土的温度线膨胀系数为砌体温度线膨胀系数的两倍。当温度变化时，钢筋混凝土与砌体的变形不同步，由于建筑物是超静定结构，约束条件下温度变化引起足够大的变形时，建筑物将产生温度应力。另外，砌体基层与抹灰层之间由于材料不同，线膨胀系数就不同，也会形成一种温度应力。当作用于构件的温度应力超过钢筋混凝土与砌体的抗拉强度时，将出现裂缝。
4、建筑物构造不合理引起的裂缝。建筑物某些部位如果设计时刚性不足，则由于其自身的变形而產生内应力，如梁的跨度太大，其中部的向下徐变量超过一定的限度时，又如悬臂梁过长而刚度不足以抵抗变形时，还有门窗洞口上面的过梁刚性小而向下弯曲等。砌体和梁柱板连接构造不合理，墙体过长和过高等引起的裂缝。
三、加气混凝土收缩裂缝控制的基本原理
预压原理：即蒸压加气混凝土砌块采用专用砂浆进行砌筑，从水平和竖直两个方向用橡皮锤进行敲击，砌筑砂浆一部分被挤出，灰缝砂浆被挤压，使灰缝的砂浆处于微受压状态。一方面可以抵消因砌体收缩产生受拉应力，另一方面可以使灰缝密实饱满，增加砂浆和砌块的粘结力，提高砌体的抗拉强度，从而达到控制裂缝的目的。
相对最小收缩原理：通过控制加气混凝土的上墙含水率，达到控制砌块的收缩。将砌块的上墙含水率控制到本地区的最小平衡含水率，此时的加气混凝土收缩相对最小；采用专用砌筑砂浆，提高砌体灰缝的饱满度和密实度，降低灰缝的厚度，从而使灰缝砂浆的收缩也达到最小。一方面当砌体吸湿膨胀时，砌体处于预压状态；另一方面当气候干燥时，砌体的收缩恢复到砌筑时的最小收缩状态，致使砌体不会因收缩开裂，从而达到控制砌体裂缝的目的。
四、施工工艺及技术控制
蒸压加气混凝土砌块目前砌筑方法有两种：一是湿砌法，二是干砌法。湿砌法需要对砌块进行提前浇水，湿润表面，但由于在实际操作的过程中浇水的量很难控制，因此就给砌块的表面湿润的深度带来不均匀性。所以加气混凝土砌筑采用干砌法为宜。下面着重介绍干砌法的施工控制。
1、上墙含水率控制
蒸压加气混凝土砌块施工时含水率的规定主要目的是保证在砌筑前砌块的收缩基本完成，从而有效的控制砌体收缩应力，减少裂缝的产生。《蒸压加气混凝土应用技术规程》（JGJ17- 84）第2.0.5规定，加气混凝土制品施工时的含水率一般宜小于15%，对于粉煤灰加气混凝土制品可不大于20%。《砌体工程施工质量验收规范》(GB500203-2002第9.1.4)规定，蒸压加气混凝土砌块出釜时的含水率约为35%左右，以后砌块逐渐干燥，施工时的含水率宜控制在小于15%，对粉煤灰蒸压加气混凝土砌块宜小于20%。
2、施工日砌高度控制
施工日砌高度控制的主要目的是让墙体充分完成沉缩变形。因为砌筑砂浆有较大的塑性变形，当未达到硬化龄期前均有较大的徐变，在上层砌体的压力作用下，砂浆发生较大的压缩变形，特别是在潮湿低温的情况下，砂浆干燥速度慢，强度增长慢，干燥后才会产生强度。因此在砂浆干燥前上部砌筑过快，一是影响砌体的稳定，二是砌体本身将承受过大的压力，将引起砂浆产生过大的塑性变形，而砌体两端有拉接钢筋与结构柱相连接对墙体形成约束，一旦墙体的纵横向均产生收缩，将会沿灰缝出现阶梯形的裂缝。该类裂缝多出现在墙体的中上部。在门洞上部的两角也可能因砌体沉缩出现八字形裂纹。因此根据试点工程的经验，日砌高度1.2-1.5m为宜。
3、“压顶”施工日期和施工质量控制
控制压顶施工时间的目的是让己砌筑好的墙体的干湿收缩、塑性变形等引起的沉降收缩基本稳定，从而减少梁下水平裂缝的产生。因过大的变形集中在梁下必然会形成较大的拉应力，使墙体开裂形成水平裂缝。针对“压顶”施工，应注意的要点如下：
（1）预留的压顶空间高度应适当，并选用尺寸合适加气混凝土小砌块进行斜砌压顶；
（2）加气混凝土小砌块在水平方向上的倾斜角度以45°—60°为佳；
（3）压顶的小砌块应顶紧，砌块与砌块之间、上下空隙之间的砂浆应填充密实，大的洞应用专用的填缝修补砂浆修补；
（4）下部墙体需停留14d后，待下部砌体沉实稳定后再用加气混凝土小砌块斜砌压顶。
4、灰缝厚度和饱满度控制
由于灰缝具有储存和分散由于环境因素影响而产生的微裂缝的作用，还有将砌块相互粘结连成整体的作用，因此灰缝需要一定的厚度和饱和度。同时过厚的灰缝也会产生变形过大等问题，所以在施工中应对灰缝做好以下工作：
（1）在砌筑的过程中，控制灰缝的质量十分重要。灰缝的厚度应一致，一般控制在3-5mm左右，同时要确保灰缝的砂浆饱满，水平灰缝应达到90%以上的饱满度，竖向灰缝也不得低于90%。为了使灰缝密实，在砌筑的同时还应做好压缝、勾缝等工作，使砌体灰缝表面无孔洞，如将灰缝表面勾缝成凹槽，则将更有利于墙体抹灰层的粘结。
（2）灰缝均匀。如果砂浆用量过大，灰缝过厚，或灰缝厚薄不一致，或灰缝不饱满，都将会给墙体带来不利的影响。一是砂浆本身干缩值较大，过厚的砂浆层产生的总收缩值大；二是砂浆的塑性变形大，硬化速度慢，当灰缝的厚薄不一致时，砌筑过程中将产生较大的沉降收缩和不均匀的收缩变形，致使砌体内部出现裂缝；三是砌体形成了内部缺陷，埋下了抹灰层开裂的隐患。
（3）在砌筑过程中，随手进行压缝或勾缝，不仅不会增加工序，还会取得较好的质量效果。
4、沟槽施工环节控制
沟槽施工在建筑施工中十分常见，也是裂缝经常出现的部位，在施工中应特别注意：
（1）对设计规定的洞孔、管道、沟槽等应在砌筑时预留、预埋或采用特制砌块，否则只允许在砌体完工的2周后，待墙体完成并达到一定强度后方可进行开槽。施工时不得引起砌块松动和断裂破坏。
（2）开槽时应使用手提式电动切割机并辅以手工镂槽器。凿槽时与墙面夹角不得大于45度，开槽深度不宜超过墙厚的1/3。施工时不得引起砌块松动和断裂破坏。
（3）开槽的尺寸应按管线布置方案切割。开槽前应在墙面上根据尺寸要求，准确地画出开槽的位置，弹出位置线，然后沿开槽线进行切割，不能随意剔凿砌块，损坏砌块墙体。
（4）埋设管线开槽应距离门洞口300mm外为宜，不应靠近门窗口进行开槽。
（5）管线埋设后，要对空隙处冲刷浮灰，采用专用修补砂浆分次填实，砂浆强度等级为M7.5，槽深15mm以下一次性填实，15mm以上分次填实。
（6）在沟槽两侧贴挂钢丝网或耐碱玻纤维网格布，防裂网格布与沟槽两侧宽度不少于100mm。
五、结语
结合以上讨论，在蒸压加气混凝土砌块应用中，确保墙体应力均匀分布、变形稳定，减小使用环境对墙体收缩的影响是预防裂缝产生的要点。然后结合现在施工环境及条件采取施加预压应力、设置斜砌压顶、在施工中使墙体沉降变形充分稳定等防范措施，就能在满足规范要求的前提下，达到很好的工程效果。
参考文献：
[1]GB/T11968-2006，蒸压蒸压加气混凝土砌块 [S]
[2]JGJ/T-2008，蒸压加气混凝土建筑应用技术规程[S]
[3]03J104，蒸压蒸压加气混凝土砌块建筑构造[S]
[4]GB50203-2002，砌體工程施工质量验收规范[S]
[5]GB50210-2001，建筑装饰装修工程质量验收规范[S]
[6]王铁梦．工程结构裂缝控制[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997．