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浅析新型墙体材料在建设工程应用中的裂缝问题

　　摘要：墙体裂缝的控制是一个复杂的问题，需要材料、设计、施工等方面的相互协调、共同配合。在各个环节采取严密的措施，墙体裂缝是可以得到有效控制的。
　　关键词：新型墙体材料　裂缝防治
　　1.新型墙材的特性
　　建筑工程中所使用的新型墙材主要有普通混凝土砌块、轻集料混凝土砌块、蒸压加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖、烧结空心砖、烧结类实心砖，还有少部分墙板。在产品性能方面，烧结类实心砖与黏土砖几乎一样。烧结空心砖的抗压强度只有黏土砖的20％60％，抗折强度也较低，且孔洞率在35％以上。其他几种新型墙材均属于水泥制品和硅酸盐制品，其物理性质和化学性质与黏土砖有着本质上的区别。
　　新型墙材干缩值大，干燥速度慢
　　黏土砖的标态干缩值在／m以下且干缩速度快(3d完成干缩值的84％)，实际干缩值一般比标态干缩值稍小，但非常接近。新型墙体材料大多是水泥混凝土制品或硅酸钙类制品，都含有经水养护而生成的硅酸钙水化物胶体，当气候或使用条件逐渐干燥时胶体会失水而逐渐收缩。因此，新型墙材大多干缩速度缓慢，如新型墙材中干燥速度最快的灰砂砖3d才完成干缩值的10％，且标态干缩值大，一般在～ m／n／m之间；但水泥制品和硅酸盐制品实际干缩值却随着制品实际含水率的变化而发生很大的变化，在被雨水淋透时其实际干缩值与标态干缩值接近，但在干燥的环境下放置较长时间后，其实际干缩值与黏土砖相差不大。试验表明，当水泥制品和硅酸盐制品的实际含水率与平衡含水率接近时，其实际干缩值与黏土砖相差不大。在实际应用过程中，只要经过一定的干燥期，一般可以将这类产品的实际干缩值控制在～ mm／m的范围，这表明严格控制新型墙材的上墙含水率是非常重要的。
　　吸水率与黏土砖接近，但吸水和失水速度较慢
　　黏土砖的吸水率要求＜23％，一般在20％以下，几种新型墙材的吸水率普通混凝土砌块一般在20％以下，轻集料混凝土砌块要求＜22％，蒸压加气混凝土砌块一般在65％～80％，蒸压灰砂砖一般在20％以下。可以看出，除了加气混凝土砌块的吸水率高达65％～80％以外，其他几种新型墙材的吸水率与黏土砖相近，但都与平衡含水率相差很大，如果在下雨天没有很好的防雨措施，其实际含水率可接近各自的吸水率。水泥制品和硅酸盐制品的吸水速度和失水速度比黏土砖要慢。试验表明，在200℃、相对湿度60％±10％的条件下进行测试，黏土砖3d干缩完成约90％，失去水分约60％；灰砂砖干缩3d完成约15％，失去水分约50％，7d内干缩完成约35％，失去水分约60％；16d内干缩完成约60％，失去水分约70％。同时，水泥制品成型后还需洒水养护。黏土砖从出厂到使用只需3～4d时间，而新型墙材需要较长的时间进行干燥或养护，若将刚生产出来的砌块立即上墙，就会造成后期墙体开裂。
　　强度尤其是抗拉和抗剪强度比黏土砖低
　　新型墙材的强度普遍较黏土砖低，砌块砌体的抗拉及抗剪切强度只有黏土砖的50％。黏土砖的抗压强度≮10MPa，其抗折强度一般为～，而新型墙材中除了灰砂砖的强度与黏土砖相当外，其他新型墙材在国家标准中要求的最小强度都很低，如蒸压加气混凝土砌块的最小抗压强度为，轻集料混凝土砌块的为，普通混凝土砌块的为，并且对抗折强度均未提出要求，显然砌体的抗剪强度不理想。
　　配套规格多，较黏土砖的尺寸大、孔洞率高
　　新型墙材多为砌块，也有部分板材，尺寸比黏土砖大，施工效率较高，但尺寸大不利于应力的释放，更易产生裂缝。新型墙材的孔隙率高，易吸湿，部分砌块开有孔槽，不能像黏土砖那样砍凿。
　　2.新型墙体开裂的原因分析
　　材料方面的原因
　　砌体结构产生裂缝的原因主要有两个方面：一是由于外荷载(包括静、动荷载)变化引起的裂隙；二是由于变形引起的裂隙，如干缩变形、温度变形，不均匀沉陷等。民用建筑中以变形引起的裂缝为主。由于建筑物中的构件大多属于超静定杆件，具有多个约束，对于变形将予以限制，从而会在构件内产生应力，在砌体中产生很大的拉力和剪力，当这些力超过一定限度时，砌体就产生错位裂隙。根据我们对新型墙材与黏土砖的性能比较，新型墙材比黏土砖更易于发生变形，且对变形产生的内应力的抵抗强度更低。此外，新型墙材生产厂家技术设备良莠不齐，许多小厂的生产管理不过关，也是引起墙体裂缝的重要原因。
　　设计方面的原因
　　长期以来，设计者大多只重视强度设计而忽视抗裂构造设计，往往引用国家标准或标准图集，既没有单独提出相关的防裂要求和措施，也未对这些措施的可行性进行调查。另一方面，设计人员对砌块墙体材料的性质不够了解，在设计过程中往往将黏土砖的构造要求套到新型墙材的设计中。由于新型墙材种类众多，对于不同的品种，其性质也有差异，因而构造要求也不尽相同，而人们对新型墙材的性能和新标准的应用有的尚在认识探索之中，因而构造措施的设计缺陷也在所难免。由于这些原因，设计人员通常没有在设计图纸中注明新型墙材的品种、容重、强度等主要技术性能指标以及相应的抗裂防渗构造措施，或构造设计不合理，导致应用新型墙材的墙体开裂。
　　施工方面的原因
　　许多施工单位过去一直以砌筑黏土砖墙为主，对新型墙材的性能不了解，沿用了黏土烧结砖的一贯做法，在材料质量鉴别、保管、施工方法等方面认知不足，对日砌筑高度、湿度控制等缺乏经验，加之施工过程中水平灰缝、竖向灰缝不饱满，减弱了墙体的抗拉、抗剪能力，导致墙体出现裂缝。由于施工不当导致的墙体裂缝，已成为墙体产生裂缝的重要原因。
　　3.防止新型墙体裂缝的对策
　　墙体开裂是一个多因素、多环节的综合作用结果，需要从材料、设计、施工等环节严加管理，以预防裂缝的产生；同时要增强建筑物的整体性，通过配筋来抵抗内应力，通过设置伸缩缝、沉降逢、柔性层等措施来释放应力。即通过“防”、“抗”、“放”来防止裂缝，并以“防”为主。
　　墙材质量控制
　　质检部门应对砌块生产厂家的生产质量进行严格管理，、实行质量抽检制度，抽检内容包括强度、密实度、含水率、几何尺寸、出厂时间、防潮包装等，特别是含水率是反映收缩性的重要指标。使用单位必须坚持产品验收，杜绝使用不合格产品。
　　构造设计控制
　　针对地基不均匀沉降、温差、干缩等原因引起的墙体裂缝，在设计上应采取以下措施：
　　(1)当房屋体形复杂特别是高度相差较大时，应设沉降缝。
　　(2)加强墙体的刚度和整体性，以提高墙体的抗剪能力，适应地基的不均匀沉降。
　　(3)不宜将建筑物设置在不同刚度的地基上。若必须采用不同地基时，需进行必要的计算分析。
　　(4)寒冷地区要将基础的埋置深度设在冰冻线以下。
　　(5)根据建筑物的实际情况(如是否采暖、所处地点温度变化等)设置伸缩缝，混凝土砌块及硅酸盐制品砌体的伸缩缝间距一般应≮6m。
　　(6)提高顶层框架柱的刚度，提高顶层砌体砌筑砂浆的强度，并在砌体中配置一定数量的抗拉钢筋，以保证砌体具有一定的延性。
　　(7)用坡屋面代替平屋面，屋面设置防水保温隔热层。
　　(8)选用干缩值小的墙体材料，同一楼层砌体只用一种墙体材料；选用与砌体材料相适应的砌筑、抹灰砂浆材料；砌体表面喷刷合适的界面剂，以有效地解决表面抹灰与砌体的粘结力。
　　施工控制措施
　　施工控制是新型墙体裂缝控制中的关键一环，施工措施得当可有效地减少裂缝的产生，保证施工的质量。
　　(1)把好材料进场关，保证进场材料质量，使用前应确保材料已达到使用龄期。
　　(2)砌块应按规格堆放，堆放高度一般≯，并应采取防雨措施，砌筑前砌块不宜洒水淋湿。
　　(3)砌筑时应尽量采用主规格砌块，尽量对孔搭砌，不能随意砍凿砌块。砌体的灰缝应横平竖直，灰缝应饱满，以确保墙体质量。
　　(4)对不同材料应严格控制不同的日砌高度，墙顶3m高的砌体必须隔日顶紧砌筑，避免引起接合部位开裂。
　　(5)轻质砌块表面吸水较快，一次铺设砂浆长度不宜过长，而且要求按既定部位正确放置砌块，以免砂浆失水后再拨动而影响墙体强度。
　　(6)砌块与混凝土柱连接处及施工留洞后填塞部位应增加拉结钢筋，锚固钢筋必须展平砌入水平灰缝。
　　(7)严格控制墙体孔洞预留及开槽的处理，避免削弱墙体强度，对洞边空心砌块应填实并加设边框等进行处理，以确保墙体的整体性。
　　(8)在不同材料的接合部、新旧砌体连接处及开槽位置、抹灰层，钉上钢丝网或加防裂网布可减少抹灰层的开裂。
　　(9)每一工作面都应设有专职质监员，跟班监测砌筑质量，以及时发现问题并纠正。