硅酸鈣板輕質(zhì)水泥基墻板墻體的開(kāi)裂問(wèn)題原因分析及防裂措施

王藝霖，趙洪凱，李廣寧（山東建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101）

0 前言

目前墻體材料的發(fā)展趨勢(shì)為從小型的磚到中型的砌塊，再到大型的墻板。大型墻板具有工業(yè)化程度高、施工快速、免抹灰、節(jié)省人工、綜合成本低等優(yōu)勢(shì)，但由于體量較大，重量容易過(guò)大，所以一般都采用輕質(zhì)材料來(lái)制作，同時(shí)使它兼具了節(jié)能的功能。隨著人工費(fèi)用的急劇增加、綠色建筑概念的深入人心，輕質(zhì)墻板得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

目前常用的輕質(zhì)墻板有砂加氣條板（ALC板）[1]、硅酸鈣板與輕質(zhì)水泥內(nèi)芯組合板、硅鈣板-泡沫混凝土板[2]、硅鈣板-聚苯乙烯輕質(zhì)混凝土墻板[3]、灰渣混凝土輕質(zhì)墻板[4]、硅鈣板-EPS輕質(zhì)混凝土復(fù)合墻板[5]、GRC輕質(zhì)隔墻條板[6]、發(fā)泡混凝土輕質(zhì)隔墻板[7]、玻鎂板內(nèi)隔墻等。但這類墻板組成的墻體在使用過(guò)程中經(jīng)常暴露出開(kāi)裂的問(wèn)題，影響到長(zhǎng)期工作性能[8-9]。為此，相關(guān)學(xué)者從產(chǎn)品質(zhì)量、施工技術(shù)、工藝控制等方面進(jìn)行了很多的研究。例如，周國(guó)森等[10]針對(duì)ALC板、楊晉華[6]和翁炯[11]針對(duì)GRC板、孫新敏等[12]針對(duì)玻鎂板組成的墻體研究了裂縫防治技術(shù)；蔣亞清等[13]提出對(duì)各類石膏基墻板可選用PAE水泥砂漿做膠結(jié)材料并采取灌漿膠接，可有效抑制墻板接縫處的開(kāi)裂；張?jiān)俾返萚14]提出了一種新型連接方式來(lái)有效防治輕質(zhì)墻板的施工裂縫。但由于開(kāi)裂問(wèn)題的復(fù)雜性，目前在實(shí)際工程中仍然經(jīng)常出現(xiàn)墻體開(kāi)裂的現(xiàn)象，仍需加強(qiáng)理論分析與技術(shù)措施研究。

本文將針對(duì)一種組合型墻板組成的墻體展開(kāi)開(kāi)裂問(wèn)題分析。本墻板屬于一種比較新型的墻板材料，采用了夾芯式結(jié)構(gòu)，外層為硅酸鈣板、內(nèi)芯為聚苯顆粒水泥基輕質(zhì)材料。本墻板在兩個(gè)外層采用了強(qiáng)度、硬度、抗裂性都較好的硅酸鈣板，內(nèi)芯層采用了聚苯顆粒與水泥漿體混合后硬化而成的輕質(zhì)材料，聚苯顆粒占據(jù)了內(nèi)芯層的大部分體積，使得整個(gè)墻板達(dá)到了輕質(zhì)、保溫隔熱的效果。同時(shí)，內(nèi)芯層與硅酸鈣板具有良好的協(xié)同工作性，使得整個(gè)墻板的力學(xué)性能也滿足國(guó)標(biāo)的要求[15]。本墻板用于某鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)隔墻，但在施工中也出現(xiàn)了一些開(kāi)裂現(xiàn)象。本文將以此為實(shí)例，詳細(xì)分析各開(kāi)裂現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的原因，并提出防裂措施建議。

1 墻體開(kāi)裂現(xiàn)象及原因分析

1.1 板縫處的豎向開(kāi)裂

在工地現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)有一類開(kāi)裂現(xiàn)象為板縫間的豎向開(kāi)裂，如圖1所示。

圖1 板縫間的豎向開(kāi)裂

出現(xiàn)這類開(kāi)裂的基本原因有兩個(gè)：

（1）板材與嵌縫砂漿的線膨脹系數(shù)不一致。也就是溫度引起的熱脹冷縮效應(yīng)。

（2）板材的干縮變形。具體如圖2所示。

圖2 板材的干縮變形效應(yīng)

一般來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)因素是共同作用的，導(dǎo)致板材和嵌縫砂漿脫離，也就是形成了板縫之間的豎向開(kāi)裂。

1.2 隔墻頂部的橫向裂縫

在某面隔墻頂部出現(xiàn)了橫向裂縫，如圖3所示。

圖3 某面隔墻頂部的橫向裂縫

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求[16]，條板施工時(shí)，應(yīng)在直立后先用木楔將條板底部背緊，后用砂漿或C20細(xì)石混凝土填塞固定。此時(shí)，板的頂部及與結(jié)構(gòu)接觸的側(cè)面承受了較大的擠壓應(yīng)力。當(dāng)板中的水分逐漸蒸發(fā)、板面整體產(chǎn)生收縮時(shí)，這部分應(yīng)力得以釋放，擠壓產(chǎn)生的變形恢復(fù)補(bǔ)償了板材失水產(chǎn)生的收縮，在板與結(jié)構(gòu)接觸的部位不容易開(kāi)裂。實(shí)踐中，條板墻體的高度越低，擠壓作用的效果越好。但是，當(dāng)墻高比較大時(shí)，容易在最上部的板頂出現(xiàn)橫向開(kāi)裂，原因如圖4所示。

1.3 施工節(jié)奏的問(wèn)題

輕質(zhì)條板兩邊一般為凹凸企口，施工時(shí)板的頂部及側(cè)面與結(jié)構(gòu)連接部位都要用連接件固定，板與板凹凸企口嵌漿粘結(jié)背緊，底部用砂漿或細(xì)石混凝土填塞固定，最后在所有的接縫處嵌貼接縫帶。

這個(gè)操作流程是詳實(shí)周密的，但期間如果節(jié)奏把握不好的話，也會(huì)導(dǎo)致輕質(zhì)條板墻體開(kāi)裂。本工地的三樓就出現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題：施工節(jié)奏太快，嵌縫之后直接粘貼了網(wǎng)格布，過(guò)早固定的各個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)條板日后的干燥收縮產(chǎn)生約束。當(dāng)板材中水分蒸發(fā)時(shí)，所有的收縮應(yīng)力都集中在一起，當(dāng)這種應(yīng)力超過(guò)了某個(gè)節(jié)點(diǎn)的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在強(qiáng)度薄弱部位就產(chǎn)生了裂縫。

圖4 隔墻頂部出現(xiàn)橫向裂縫的原因

1.4 板材存放的問(wèn)題

在板材運(yùn)輸和存放過(guò)程中要注意存放環(huán)境的影響，不能暴露在露天環(huán)境下，避免由于風(fēng)吹日曬雨淋等因素而影響板材日后的濕脹變化。

有條件的工地可以在板材進(jìn)場(chǎng)后提供一處恒溫的儲(chǔ)藏間專門用來(lái)儲(chǔ)存條板，最低也要搭設(shè)專門的材料存放工棚。但是實(shí)際中經(jīng)常露天堆放。

1.5 與外墻、門窗的關(guān)系

隔墻應(yīng)盡量和建筑外墻、門窗施工同步進(jìn)行，以形成建筑的整體性，減少風(fēng)力等外力帶來(lái)的影響。但本工地在墻板施工時(shí)，外墻尚未安裝或相當(dāng)于未安裝（無(wú)門窗），風(fēng)力影響明顯，加劇干縮和變形。

1.6 整面墻體的連續(xù)化施工

對(duì)于長(zhǎng)度大于3 m的墻體，在施工中應(yīng)每隔2.40m左右預(yù)留一道凹凹板縫，暫不膠接。否則，板中的水分不能自由蒸發(fā)，收縮應(yīng)力不能充分釋放。而在本工地中，沒(méi)有預(yù)留不膠接的板縫，直接進(jìn)行了連續(xù)化施工，導(dǎo)致普遍是在一邊開(kāi)始數(shù)到第6個(gè)縫處，開(kāi)裂明顯。

2 防裂措施建議

2.1 待板材充分干燥后再使用

所謂充分干燥，指的是含水率降低到12%以下。具體建議措施如下：盡可能的爭(zhēng)取更長(zhǎng)的定貨時(shí)間；注意板材在堆放、運(yùn)輸中的防水防潮問(wèn)題；避免采用養(yǎng)護(hù)、風(fēng)干時(shí)間較短的含水率較高的板。

2.2 控制施工節(jié)奏

（1）0在做完板墻之后最好一個(gè)月后（使其充分完成收縮）再做后續(xù)工序（貼網(wǎng)格布、抹抗裂砂漿等）；

（2）0在長(zhǎng)度大于3m的墻體的施工中，每隔2.4 m左右預(yù)留一道凹凹板縫，暫不膠接。間歇時(shí)間的長(zhǎng)短視施工環(huán)境條件、季節(jié)以及板材的含水率而定。一般控制同條件養(yǎng)護(hù)的樣板含水率≤3%即可。

然后再將預(yù)留的凹凹接口灌注連接，進(jìn)行底部加固。

2.3 注意施工細(xì)節(jié)

（1）嵌縫處的處理要點(diǎn)。用毛刷略微濕潤(rùn)后對(duì)接縫部位進(jìn)行清洗，等待接縫無(wú)明顯粉塵或積水后方可進(jìn)行填縫處理（使用白乳膠在填縫部位清掃則效果更佳）；若采用擠漿法，板安上之后要用專用釬子將縫子用力抹壓并刮去2～3cm，然后對(duì)縫進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)，待灌漿基本干燥后再視情況分1～2次將板縫抹壓平，并注意養(yǎng)護(hù)；待整個(gè)嵌縫基本完成干縮后如果無(wú)裂紋再刷表面砂漿和壓入網(wǎng)格布。

（2）網(wǎng)格布的搭接寬度。參考脫硫石膏輕質(zhì)條板的相關(guān)要求[17]，這一加強(qiáng)帶的搭接寬度要求：在板與板之間：搭接寬度不應(yīng)小于100 mm，最好為150 mm；在板與結(jié)構(gòu)部位之間：搭接寬度不應(yīng)小于150 mm。另外，網(wǎng)格布之間的搭接長(zhǎng)度應(yīng)＞100mm。

（3）條板與結(jié)構(gòu)連接的部位采用柔性連接方式。目的是適應(yīng)條板的溫度、干縮變形，釋放內(nèi)應(yīng)力。具體來(lái)說(shuō)，可采用聚氨酯等柔性材料進(jìn)行連接，表面再用膨脹砂漿等防火性材料進(jìn)行封堵。

3 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)外層為硅酸鈣板、內(nèi)芯為聚苯顆粒水泥基材料的輕型墻板組成的墻體，結(jié)合工程實(shí)例研究了施工中的開(kāi)裂問(wèn)題。首先從六個(gè)方面歸納了開(kāi)裂現(xiàn)象并給出了對(duì)應(yīng)的原因分析，然后從三個(gè)方面給出了具體的防裂措施建議，對(duì)此類墻板的抗裂研究與應(yīng)用提供了有價(jià)值的參考。