淺析蒸壓粉煤灰磚裂縫

摘要:文章結(jié)合具體實例,分析了蒸壓粉煤灰磚砌體裂縫的產(chǎn)生原因,從設(shè)計、施工及生產(chǎn)方面提出了裂縫防治措施。

關(guān)鍵詞:蒸壓粉煤灰磚;裂縫防治;溫差效應(yīng);構(gòu)造設(shè)計;砌筑方法

中圖分類號:TU522文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)10-0159-02

隨著我國建筑材料的不斷發(fā)展與創(chuàng)新,新材料、新工藝層出不窮,粉煤灰磚作為新型建筑材料,是以石灰、消石灰(如電石渣)或水泥等鈣質(zhì)材料與粉煤灰等硅質(zhì)材料及集料(砂等)為主要原料,摻加適量石膏,經(jīng)攪拌混合、多次排氣壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而制成的非燒結(jié)磚磚。主要包括蒸壓粉煤灰實心磚、蒸壓粉煤灰多孔磚兩大類。粉煤灰磚替代國家禁用的粘土磚,符合我國節(jié)能減排、墻材革新的產(chǎn)業(yè)政策要求,符合節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地、利廢及充分利用地方資源的原則。粉煤灰磚表面規(guī)整、色澤淡雅,價格與粘土磚基本相同,具有較高的抗壓強(qiáng)度,即可滿足結(jié)構(gòu)承載力要求,也可有效節(jié)約裝修成本,因此被廣泛使用,設(shè)計、生產(chǎn)、施工等方面也日趨成熟。但是在工程使用過程中,還是存在一些不足,墻體裂縫就是其中之一。本文著重從粉煤灰磚的生產(chǎn)、構(gòu)造設(shè)計及施工等方面,結(jié)合應(yīng)用實際,闡述幾點意見。

一、工程使用情況

近年來,粉煤灰磚被廣泛應(yīng)用于房屋建筑施工,建筑形式多為磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu),有單層、多層,以單層、低層為主,設(shè)計室內(nèi)采暖,粉煤灰磚標(biāo)號MU15,M5混合砂漿砌筑。工程建成投入使用后,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多數(shù)房間窗臺中間位置出現(xiàn)豎直裂縫,并延伸至窗臺下的地梁或圈梁位置,個別圈梁下部出現(xiàn)水平裂縫,另外還有零星的斜裂縫、“八”字形裂縫等。裂縫寬度經(jīng)實測0.1mm～1.0mm不等,裂縫中間寬、兩端窄,裂縫位置遇灰縫拉裂、遇磚拉斷,室外觀察較為明顯,裂縫較寬時室內(nèi)抹灰面開裂,裂縫較窄時,室內(nèi)觀察不太明顯。破壞了室內(nèi)裝飾效果,使用過程中給人們帶來不安全感。

二、原因分析

結(jié)合蒸壓粉煤灰磚的自身特點及性能指標(biāo),通過多角度綜合性調(diào)查與分析,筆者認(rèn)為主要存在以下幾點:

1.對蒸壓粉煤灰磚的認(rèn)識不足。蒸壓粉煤灰磚作為普通粘土磚的替代材料,是非燒結(jié)磚,與普通粘土磚(燒結(jié)磚)相比,除外形尺寸相同外,其化學(xué)組成、生產(chǎn)工藝、外觀均不一樣,人們用完全屬于粘土磚的砌筑工藝砌筑粉煤灰磚,是導(dǎo)致蒸壓粉煤灰磚砌體產(chǎn)生裂縫的直接原因。

2.溫差效應(yīng)。冬季供暖時,室內(nèi)溫度高,室外溫度低,夏季外墻面受太陽照射,吸收熱量,但室內(nèi)涼爽,溫度低,溫差的存在導(dǎo)致產(chǎn)生溫度應(yīng)力。由于受開間之間有鋼筋混凝土構(gòu)造柱、窗上方鋼筋混凝土圈梁約束的影響,至高溫側(cè)膨脹受壓、低溫側(cè)收縮受拉,窗洞下磚砌體作為薄弱部位,當(dāng)拉力超過砌體所能承受的拉應(yīng)力時,即產(chǎn)生了豎直或斜向裂縫。

3.干縮變形。粉煤灰磚自然收縮主要集中在早期,出釜5～7d收縮率為總收縮率的50%,試驗顯示,出釜頭3d,每天收縮0.019mm/m,3～30d每天平均收縮0.005mm/m,30d后,收縮值為0.003mm/m。為防止早期干縮開裂,蒸壓粉煤灰磚自生產(chǎn)之日起,須放置至少一個月后方可用于砌筑施工。粉煤灰磚砌體,在完成砌筑后,由潮濕到干燥狀態(tài)的過程中,產(chǎn)生干縮變形,因受到圈梁、構(gòu)造柱、地梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的約束,砌體內(nèi)部產(chǎn)生收縮拉應(yīng)力,當(dāng)主拉應(yīng)力超過墻體的極限抗拉強(qiáng)度時,即在窗臺位置出現(xiàn)八字形裂縫,底層裂縫較重,上層則較輕。

此外,洞口尺寸過寬也是產(chǎn)生墻體開裂的原因之一,洞口過寬上下無約束或約束較弱,變形自由,從而受溫差及砌體干縮變形出現(xiàn)裂縫。另外,砌體咬槎不好、砂漿不飽滿、磚與砂漿粘結(jié)不好等施工質(zhì)量的原因也是促成砌體出現(xiàn)裂縫的因素。

三、裂縫防治

由于蒸壓粉煤灰磚尺寸規(guī)整、表面光潔,砌體抗拉、抗剪強(qiáng)度較低,理論與實踐證明,砌體溫度收縮變形應(yīng)力較大,一些薄弱部位極易產(chǎn)生裂縫,但是,通過從設(shè)計、施工、生產(chǎn)等方面綜合整體考慮,采取適當(dāng)防治措施,裂縫是可以減少或控制發(fā)生的。

(一)構(gòu)造設(shè)計

1.蒸壓粉煤灰磚砌體的施工和驗收除符合《砌體工程施工及驗收規(guī)范》(GB50203-2002)的有關(guān)規(guī)定外,用于基礎(chǔ)或用于易受凍融和干濕交替作用的建筑部位必須使用MU15及以上強(qiáng)度等級的粉煤灰磚;并不得用于長期受熱(200℃以上)、受急冷急熱和有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位。有酸性侵蝕介質(zhì)的地基土不宜采用蒸壓粉煤灰磚做基礎(chǔ)和地下室。

2.為防止和減輕粉煤灰磚砌體在不同部位產(chǎn)生溫度或干縮裂縫,除滿足一般構(gòu)造要求外,在磚砌體抗拉薄弱部位應(yīng)增設(shè)水平縫鋼筋。在各層門、窗洞口過梁上方水平灰縫內(nèi),設(shè)置3Φ6鋼筋或焊接網(wǎng)片;在窗臺下第一和第二道水平灰縫內(nèi),通長設(shè)置3Φ6鋼筋或焊接網(wǎng)片;當(dāng)采用預(yù)制鋼筋混凝土窗臺板時,嵌入窗間墻每邊不少于250mm;當(dāng)墻長≥5m時,宜在每層墻半高處設(shè)置2～3道通長的3Φ6鋼筋或焊接網(wǎng)片;女兒墻受大氣影響較大,易產(chǎn)生收縮變形,亦應(yīng)在水平縫配置拉結(jié)鋼筋。

3.多層房屋應(yīng)在每層沿外墻及部分內(nèi)墻設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,底層及頂層橫墻上的圈梁可適當(dāng)加密。不得采用磚配筋圈梁和磚配筋過梁。對易受凍融和干濕交替作用的建筑部位,如勒腳、窗臺、封檐、女兒墻等部位,應(yīng)用水泥砂漿或其他膠結(jié)材料加以保護(hù)。另外,房屋的溫度伸縮縫最大間距,也不應(yīng)超過40m。

4.構(gòu)造柱設(shè)計根據(jù)規(guī)范進(jìn)行,結(jié)合建筑物具體情況適當(dāng)增加。構(gòu)造柱與墻連接處砌成馬牙槎,沿墻高每隔500mm設(shè)2Φ6拉結(jié)鋼筋,每邊伸入墻內(nèi)不小于1m;與圈梁連接處,構(gòu)造柱的縱筋需穿過圈梁的主筋,以保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通。

(二)施工方面

1.由于粉煤灰磚的抗剪強(qiáng)度不如燒結(jié)粘土磚,對進(jìn)入現(xiàn)場的粉煤灰磚還應(yīng)有出廠合格證,并在驗收及復(fù)試合格后方可使用。蒸壓粉煤灰磚自生產(chǎn)之日起,放置一個月后,方可用于墻體施工。

2.粉煤灰磚比普通粘土磚表面平整、光滑,與砂漿的粘結(jié)性較差,為保持磚表面潔凈,避免泥土、污物粘附,要求堆放場地要平整、堅實、排水暢通,

3.粉煤灰磚的吸水率比粘土磚大,但吸水速度較慢,過高的含水率會引起砌體干縮值加大,因此,粉煤灰磚砌筑時,適當(dāng)控制磚的含水率,宜為8%～12%,不得使用干磚或含水飽和的磚砌筑,至少提前12～24h澆水,不能隨澆隨砌。雨天對磚堆要進(jìn)行遮蓋,不宜砌筑,防止雨水浸濕,對于雨水浸泡過的磚,不得立即上墻使用。

4.為使砂漿和粉煤灰磚膨脹系數(shù)在受力后變形性能接近,防潮層以上的磚砌體,宜采用M5以上混合砂漿,砂漿稠度宜為50～70mm,砂漿飽滿度:水平灰縫≥80%,豎直灰縫≥60%,以提高粉煤灰磚砌體彈性模量和抗剪、抗拉強(qiáng)度,豎縫采用擠漿或加漿的方法,并不得出現(xiàn)透明縫。基礎(chǔ)、地下室、暖氣溝、勒腳等部位采用水泥砂漿砌筑,強(qiáng)度等級提高一級。

5.砌筑方法。采用“三一”砌筑法,即一鏟灰、一塊磚、一揉壓的砌筑方法。上下錯縫、內(nèi)外搭砌,嚴(yán)禁包心砌法。粉煤灰磚吸水(失水)速度慢,砂漿浸潤性差,砌體易產(chǎn)生塑性變形、穩(wěn)定性差,因此日砌筑高度不宜超過一步腳手架高度或1.5m高度。墻厚370mm以上的砌筑時須采用雙面掛線砌筑。

6.粉煤灰磚與粘土磚不宜混用。粉煤灰磚與粘土磚的線膨脹系數(shù)不同,即在相同溫度條件下的變形不同,脹縮不同步,一旦混用,導(dǎo)致產(chǎn)生砌體裂縫就是必然的。

7.粉煤灰磚砌體的法向粘結(jié)力和切向粘結(jié)力較低,在砌體中的過梁均須采用鋼筋混凝土過梁。

8.冬期施工時,粉煤灰磚不得采用凍結(jié)法施工。

(三)生產(chǎn)方面

1.配合比問題。粉煤灰磚的成品質(zhì)量和抗拉、抗剪等物理力學(xué)性能與原材料配合比有著密切關(guān)系,應(yīng)嚴(yán)格控制,進(jìn)廠材料須經(jīng)常化驗、檢查,針對不同批次的材料,配合比也應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整,以與實際情況相適應(yīng),不能常年使用一個不變的配合比。要從生產(chǎn)上嚴(yán)格控制磚的干收縮變形。

2.外形問題。粉煤灰磚是經(jīng)坯體制備、壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成,為非燒結(jié)磚,表面光潔平整,與砂漿粘結(jié)力差,自身抗拉、抗剪強(qiáng)度較低。為提高與砂漿的粘結(jié)力,提高砌體抗拉、抗剪強(qiáng)度,可以通過更改模具,將粉煤灰磚大面一側(cè)加工成麻面或槽面。

3.干縮變形。通過調(diào)整、優(yōu)化粉煤灰磚配合比設(shè)計,采取添加外加劑等措施,從自身減少干縮變形。

4.滿足磚的質(zhì)量指標(biāo)要求。強(qiáng)度等級為MU25、MU20、MU15三級,承重磚折壓比≥0.25,重量吸水率≤20%,出廠時的干燥收縮值≤0.5mm/m,碳化系數(shù)≥0.85,抗凍融循環(huán)次數(shù)非采暖地區(qū)為25次,采暖地區(qū)為50次。

5.磚自出釜之日起,至少放置7天方可出廠。在儲藏、運(yùn)輸及施工過程中,應(yīng)有可靠的防雨措施。

為方便施工、規(guī)范砌筑工藝,生產(chǎn)廠家在供貨時,應(yīng)附帶產(chǎn)品使用說明書,詳細(xì)介紹現(xiàn)場施工方法和工藝要求,不斷加深人們對粉煤灰磚的認(rèn)識和了解。只要生產(chǎn)、設(shè)計、施工等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)管理科學(xué)化和操作流程化,粉煤灰磚必然會被廣泛使用,為促進(jìn)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

作者簡介:陳利軍(1973-),男,安徽池州人,大屯煤電公司建設(shè)管理部工程師。