煤渣空心磚填充墻體裂縫分析與預(yù)防

摘要：在粉煤灰磚、煤渣磚、加氣砼砌塊逐步代替粘土磚的今天，如何提高新型材料的施工質(zhì)量，解決好新出現(xiàn)的問題，減少用戶對質(zhì)量的質(zhì)疑是近年來施工、設(shè)計單位在不斷探索研究的問題，文章對煤渣空心磚填充墻體裂縫的原因進行了分析，提出了預(yù)防和解決方法，以期有更多的專業(yè)人士對新型建筑材料作深入研究。

關(guān)鍵詞：煤渣空心磚；煤渣磚墻體裂縫；新型建筑材料

中圖分類號：TQ172文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2009）05-0056-02

近十年來，由于國家對粘土磚限制使用，粉煤灰磚、煤渣磚、加氣砼砌塊及其它小型砌塊已逐步代替粘土磚，并得到廣泛應(yīng)用。但由于設(shè)計與施工方面對煤渣磚使用經(jīng)驗不足，致使這些新材料在應(yīng)用時出現(xiàn)了一些墻體裂縫問題。為此，本文對煤渣磚墻體裂縫實例事故進行分析，并提出一些預(yù)防技術(shù)措施。

一、煤渣磚墻體裂縫概況

某綜合辦公樓和某單身樓均為六層鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，填充墻為煤渣磚，磚強度等級為MUl0，砂漿為M5，房間進深為6m，層高3.3m，煤渣磚厚為240mm與200mm兩種。砌體施工時間為去年9月～10月，今年5月份發(fā)現(xiàn)墻面抹灰砂漿有豎向裂縫，但無水平裂縫，裂縫兩頭細、中間寬，裂縫部位在墻中間，t離框架柱1m左右開始有裂縫，間距一般在500～1500mm之間，上下兩端離框架梁500mm左右消失，裂縫寬在0.1～0.5mm之間，寬的裂縫墻體己貫通，基本上每片墻均有裂縫。不論內(nèi)墻還是外墻，墻面兩側(cè)均有裂縫，但框架梁與樓板無裂縫。

二、煤渣磚墻體裂縫原因分析

1．煤渣磚材料本身是由煤渣與水泥砂漿摻合澆筑而成，其本身干收縮值較大，大約為0.5～0.8mm/m，用于輕質(zhì)墻體的煤渣磚材料大都采用蒸汽養(yǎng)護生產(chǎn)工藝，出釜時砌塊的含水率高達35%以上。在自然狀態(tài)下，這些材料的含水率會逐漸降低，1年后從墻中取樣測得含水率穩(wěn)定在6%左右，此時干縮變形也已穩(wěn)定。在這一過程中，輕質(zhì)墻體材料出釜后早期含率降低較快，變形也大，若此時上墻砌筑，材料和墻體干縮值都較大，不僅會引起墻體的開裂，而且會導(dǎo)致墻體與主體結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生裂縫，但是往往由于煤渣磚生產(chǎn)廠家無存放場地，施工現(xiàn)場也由于施工進度和現(xiàn)場堆放場地限制，將運來的煤渣磚堆放至多1～3天就砌筑墻體，造成砌體干縮值加大而造成墻體開裂。煤渣磚干收縮值以0.5～0.8mm/m，平均值0.6mm/m考慮，10d以內(nèi)開始砌筑墻體，其收縮值為總收縮值50%計算，間距為500、1000、1500mm，裂縫寬度分別為0.15、0.30、0.45mm，這與現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)裂縫寬度基本相符合。另外，由于煤渣磚生產(chǎn)廠家一般均是中小型企業(yè)，生產(chǎn)煤渣磚工藝控制不嚴，骨料與水灰比控制不嚴，煤渣磚生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定，也是造成砌體裂縫普遍發(fā)生的潛在原因。

2．溫度應(yīng)力。由于框架梁柱與填充墻施工時間不同，并經(jīng)過一個冬季降溫過程，填充墻與框架之間因溫度變化產(chǎn)生拉應(yīng)力。我們采用王鐵夢先生的計算公式，分析這種裂縫產(chǎn)生原因，由于框架承載所有荷載，砌體的垂直應(yīng)力（自重產(chǎn)生）很小，因此可認為砌體的主拉應(yīng)力接近于剪應(yīng)力，通過計算求得，墻體的拉應(yīng)力達到0.2N/mm2。查《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GBJ3-88中表2.2.2-1砂漿強度M5時，粘土空心磚抗拉強度為0.12N/mm2，砼小型空心砌塊為0.06N/mm2，粉煤灰實心砌體為0.03N/mm2，煤渣空心磚抗拉強度遠小于粘土空心磚，與粉煤灰磚砌體相近，因此煤渣磚砌體抗拉強度遠小于實際拉應(yīng)力T=0.2N/mm2，這是導(dǎo)致砌體出現(xiàn)裂縫主要原因之一。

3．填充墻周邊約束。填充墻上下有框架梁約束，阻止煤渣磚砌體水平收縮，墻體左右有框架柱，柱中每隔500mm設(shè)置由2φ6拉結(jié)鋼筋，長為1000mm，足以抵抗砌體收縮應(yīng)力，故填充墻四周無裂縫出現(xiàn)，而中間部分墻體，本身抗拉性能差，砌體收縮應(yīng)力大于其抗拉能力，故砌體中部出現(xiàn)豎向裂縫。

4．設(shè)計原因。一是對煤渣磚力學(xué)性能不熟悉；二是對煤渣磚與粘土磚線膨脹系數(shù)不同干燥收縮值不同缺乏了解，誤認為兩者基本相同，認為填充墻不受力，不影響結(jié)構(gòu)安全，忽視設(shè)計細節(jié)方面的考慮。

5．施工原因。煤渣磚進場時缺乏必要檢查，特別是煤渣磚生產(chǎn)時間和含水率測定疏忽，忽視煤渣磚干縮值對

砌體裂縫產(chǎn)生影響。空心煤渣磚砌筑比粘土磚難，故砂漿飽滿性較差，降低砌體整體抗拉能力。

三、預(yù)防措施

1．設(shè)計。（1）由于煤渣磚干縮值較大，砌體縫內(nèi)通長設(shè)置水平鋼筋2φ4，間距500，或者墻體豎向每隔2m設(shè)置后澆帶(如同高層建筑為防止不均勻沉降，而設(shè)置砼后澆帶)，寬20mm，砌體施工一個月后再抹灰，防止墻體裂縫出現(xiàn)。（2）其他原因：煤渣磚強度等級不應(yīng)低于MU10，砂漿不應(yīng)低于M5；煤渣磚與粘土磚的線膨脹系數(shù)不同，干燥收縮值不等，設(shè)計時不應(yīng)混用；煤渣磚砌體抗拉、抗剪能力差，砌體長度和高度應(yīng)加以控制，盡量縮小，墻體水平長度超過5m應(yīng)增設(shè)構(gòu)造柱，高度超過4m應(yīng)增設(shè)圈梁。

2．施工。（1）進場時應(yīng)加強驗收力度，出釜磚一般存放時間應(yīng)不少于2周，最少不得少于10d，才能砌筑墻體，以使其干縮在自然狀態(tài)中完成一半左右，減少磚上墻后砌體的干縮值。（2）煤渣磚的吸水率為25%左右，比粘土磚高，但吸水速度慢。過高的含水率會加大干縮值，故上墻磚含水率以10%～15%為宜，應(yīng)提前12～24h澆水濕潤（雨天施工不宜澆水，并應(yīng)適當遮蓋磚垛）。

3．構(gòu)造措施。（1）按規(guī)范規(guī)定，主體結(jié)構(gòu)與墻體的拉結(jié)筋為2φ6其間距不大于500mm，但在實際施工中的預(yù)埋鋼筋不對準材料的灰縫，無法發(fā)揮拉結(jié)筋的作用。砌筑時可將拉結(jié)筋根部用混凝土澆筑一個齒槎，使墑體與主體結(jié)成為鍵槽連結(jié)，改善墻體與主體的聯(lián)系，達到消除主體與墻體之間抹灰裂縫的目的。（2）施工中發(fā)現(xiàn)有些窗臺與窗間墻交接處抹灰發(fā)生裂縫窄鼓，這是由于該處墻體受力產(chǎn)生壓縮變形，加上輕質(zhì)墻體材料產(chǎn)生干縮而造成的，因此宜在窗臺處設(shè)置鋼筋混凝土現(xiàn)澆帶以抵抗變形。在未設(shè)置圈梁的門窗洞口上部的邊角處也易發(fā)生裂縫和空鼓，主要是因輕質(zhì)材料局部承壓能力低而造成的，因此宜用圈梁取代過梁的方法。

4．砌筑要求。（1）砌筑砂漿宜采用混合砂漿，強度宜取M5，砂漿稠度宜為50～70mm。砌筑砂漿必須坐漿飽滿，粘結(jié)率高，以增強抗折、抗拉、抗剪強度，同時須除去表面浮灰。（2）保證砌筑質(zhì)量，為抹灰過程打下良好基礎(chǔ)。砌筑前澆水要適當，材料太干會吸去砂漿中的水分，影響砂漿硬化，降低砌筑強度；澆水過度，也會增加砌塊的膨脹，從而產(chǎn)生干縮變形。（3）砂漿要有良好的和易性，使水分不致很快被砌塊吸走，保證強度正常增長。（4）材料組砌應(yīng)合理，要求搭接縫為材料塊長的1/3。砂漿要飽滿，特別是砌體豎縫要盡量擠滿，墻頂與梁底或板底之間用標準磚斜向頂壓牢固，使墻體與四周嵌固良好，為抹灰提供良好的條件。（5）由于墻體剛砌筑后強度較低，因此在砌筑后7內(nèi)要避免撞擊、振動，為砌體強度正常增長創(chuàng)造條件。

5．抹灰工藝。（1）制定切實可行的施工操作工藝是保證抹灰質(zhì)量的關(guān)鍵。（2）用鋼絲刷將墻面滿刷一遍，清除影響砂漿與墻面粘附力的松散物、浮灰和污物，隨后澆水潤濕墻面，將剩余的粉狀物沖掉。為避免抹灰砂漿厚薄差異太大而引起開裂、空鼓，應(yīng)將墻面低凹處修正補平。抹灰前墻體表面應(yīng)保持潤濕，在抹底灰前刷一遍107膠水泥漿（膠：水=1：4～5），其作用在于封閉輕質(zhì)材料的氣孔，減少墻面的吸水能力，保證砂漿正常硬化。要求隨刷隨抹底灰（因107水泥漿干后表面呈粉狀，會在墻體與抹灰砂漿之間形成一個隔離層，對抹灰極為不利），輕質(zhì)墻體材料抹灰工藝流程：用鋼絲刷清除表面的浮灰→澆水沖洗濕潤→修正補平勾縫→刷107膠水泥漿隨即抹底灰→中層抹灰）。（3）底灰與基層的膨脹系數(shù)應(yīng)相當，否則溫度稍有變化，兩者的變形差異較大，易在界面上產(chǎn)生剪力，使抹灰面產(chǎn)生空鼓和開裂。底灰的強度也應(yīng)同基層接近，若砂漿的強度比輕質(zhì)材料表面強度高得多，會形成底弱面強的情況，不符合抹灰工程的基本要求，因此底灰應(yīng)采用強度較低的1：1：6混合砂漿，同時適當提高砂漿配合比中粗砂或中砂的比率，以減少砂漿的干燥收縮。有條件的工地宜在砂漿中加入2%的羧甲基纖維素溶液，其比例為：水泥：羧甲基纖維素溶液=1：0.2，以提高砂漿的保水性和粘結(jié)能力。底灰要用抹子刮上墻（也稱響灰、響糙），厚底在3mm以內(nèi)，帶有一定壓力的砂漿被擠入或縫內(nèi)形成犬牙交錯的連接，這樣既有利于抹灰層與墻體的共同工作，又能使底灰適應(yīng)基層的變形。（4）底灰經(jīng)檢查無空鼓、裂紋現(xiàn)象后可進行抹灰工序，抹灰應(yīng)分層進行。每層厚度不大于10mm，分層間隔時間宜在24h左右。抹灰總厚度宣控制在20mm左右。中層抹灰可用1：1：4混合砂漿，外墻飾面可用1：1～3水泥砂漿，通過砂漿由低向高過渡，可兼顧基層材料和外部面飾的要求。（5）混凝土面抹灰與此不同的是基層強度等級為C20～C40，因而要求底灰有一定強度，同時又要變形小，一般采用1：2.5～3水泥砂漿，宜用中砂以減小收縮變形，要求底層厚度不大于3mm。（6）輕質(zhì)材料基層用1：1：6混合砂漿，混凝土基層用1：2.5～3水泥砂漿，在中層和面層抹灰可采用相同材料。用底灰作緩沖層，既解決了基層的不同要求，又不會過多增大施工難度。

作者簡介：王向陽，男，浙江東陽人，浙江金廈建設(shè)有限公司工程師。