加氣混凝土砌體的墻面抹灰開裂原因

1、加氣混凝土砌體的墻面抹灰開裂原因1加氣混凝土墻面抹灰層空裂產(chǎn)生的主要原因1.11.1 抹灰砂漿自身收縮引起開裂抹灰砂漿收縮是引起裂縫最常見的因素之一，它主要包括化學減縮、干燥收縮、自收縮、溫度收縮及塑性收縮。每種收縮各有特點，在引起抹灰砂漿開裂時表現(xiàn)各不相同?；瘜W減縮，又稱水化收縮，水泥水化會產(chǎn)生水化熱，使固相體積增加，但水泥一水體系的絕對體積減小。所有膠凝材料水化后都有這種減縮作用。大部分硅酸鹽水泥漿體完全水化后體積減縮量為 7%7%9%,9%,在硬化前， 抹灰砂漿水化所增加的固相體積填充原來被水所占據(jù)的空間， 使水泥石密實，而宏觀體積減縮；硬化后的抹灰砂漿宏觀體積不變，而水泥一水體系減縮后

2、形成許多毛細孔縫，影響了抹灰砂漿的性能。干燥收縮是指抹灰砂漿停止養(yǎng)護后，在不飽和空氣中失去內(nèi)部毛細孔和凝膠孔的吸附水而發(fā)生的不可逆收縮。自收縮是指抹灰砂漿初凝后，水泥繼續(xù)水化，在沒有外界水分補充的情況下，抹灰砂漿因白干燥作用產(chǎn)生負壓引起的宏觀體積減小。自收縮從初凝開始，主要發(fā)生在早期。抹灰砂漿的溫度收縮又稱冷縮，是抹灰砂漿內(nèi)部由于水泥水化溫度升高，最后又冷卻到環(huán)境溫度時產(chǎn)生的收縮。溫度收縮的大小與熱膨脹系數(shù)、抹灰砂漿內(nèi)部最高溫度和降溫速率等因素有關(guān)。抹灰砂漿的塑性收縮是指抹灰砂漿硬化前由于表面的水分蒸發(fā)速度大于內(nèi)部從上至下的泌水速度，而發(fā)生塑性干燥收縮。抹灰砂漿表面發(fā)生塑性干縮受時間、溫度、相

3、對濕度及抹灰砂漿自身泌水特征的影響。一旦抹灰砂漿具有一定的強度，不能通過塑性流動來適應(yīng)塑性收縮，此時就會發(fā)生塑性收縮開裂，抹灰砂漿的塑性收縮縫，無論是否可見，都會影響抹灰砂漿的耐久性。通常，由于抹灰砂漿早期強度增長很快，強度增長周期比較短，而其各種收縮周期卻很長，這種強度增長周期與收縮周期的不協(xié)調(diào)是導(dǎo)致抹灰層開裂的一個重要原因。由于抹灰砂漿存在這些收縮，將不可避免地會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過抹灰砂漿的抗拉強度時，就會出現(xiàn)裂縫。2 2 抹灰砂漿保水性不能滿足加氣混凝土的吸水要求保水性是指砂漿保持水分的能力。膠凝材料要有足夠的水分進行水化、凝固，這樣才能形成滿足設(shè)計要求的抹灰砂漿層。在施工過程中，

4、要求砂漿中各組分材料彼此不發(fā)生分離而產(chǎn)生析水和泌水現(xiàn)象。若砂漿在使用過程中發(fā)生泌水、流漿等現(xiàn)象時，則會使砂漿與砌體基層之間粘結(jié)不牢，并且由于失水而影響砂漿正常凝結(jié)和硬化，使砂漿強度降低。加氣混凝土是一種具有高分散多孔結(jié)構(gòu)的硅酸鹽建筑材料，其結(jié)構(gòu)主要由托貝莫來石(Tobermori-te(Tobermori-te, ,5CaO6SiO2-6H2O)C-S-H5CaO6SiO2-6H2O)C-S-H 凝膠和水石榴子石組成，整個結(jié)構(gòu)總體構(gòu)成堅固的多孔人造石。多孔性是加氣混凝土最主要的特性。加氣混凝土的孔隙率一般達 70%70%80%,80%,其中由鋁粉在堿溶液中斷化學反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣造成的氣孔約占 4

5、0%40%50%,50%,這部分氣孔大部為閉氣孔；由水分蒸發(fā)留下的毛細孔造成的氣孔約 20%20%40%,40%,大部分氣孔的孔徑為 0.0.5 52mm2mm 平均孔徑約 1mm&1mm&右。氣孔總量、氣孔分布、氣孔壁厚度及其水化產(chǎn)物種類數(shù)量和結(jié)晶度，直接影響著其物理力學性能。表 1 1 是采用顯微鏡觀察法對 0505 級加氣混凝土宏觀氣孔的測定結(jié)果。0b0b 吸加氣混 2828 土宏觀孔分布表里信件騙號孔雀分布5m)5m)孔隙率0:0:抗壓強度0 0- -1 111117 75 51 1. .52211616. .2Z2Z47.IXIX32.32.耽3 3. .3K3K0 0. .既75.

6、75.2 24.4.101024949. .皿25.25.毗5 5.5Z.5Z4 4. .75.75.4 43.3.60603 31414. .1Z1Z3636.Ox.Ox3333, ,TZTZa.iza.iz7 7. .政T7.T7.4 42.4D4D測試結(jié)果表明，孔徑為 0.0.5 51.5mm1.5mm 勺宏觀氣孔達總氣孔量的 74.74.4%,4%,小于 0.5mm0.5mm的微孔和毛細孔為 16.7%;16.7%;立方體抗壓強度指標為 3.43MPa3.43MPa0505 級加氣混凝土的比重約 2.3,2.3,孔隙率高達 76%,76%,多孔結(jié)構(gòu)會破壞材料的毛細管作用，在自然狀態(tài)下加

7、氣混凝土的體積平均含濕率僅為 1%1%3%3%左右，而且在空氣中的吸濕性小而緩慢。針對加氣混凝土材料的孔形結(jié)構(gòu)基本上為分散獨立的多孔結(jié)構(gòu)，而不是像粘土磚那樣的毛細孔管結(jié)構(gòu)，有人把加氣混凝土的孔形結(jié)構(gòu)比作“墨水瓶”結(jié)構(gòu)一一嘴小肚子大。這種孔形結(jié)構(gòu)吸水多而且速度慢，表面澆水不易澆透。根據(jù)對 0505 級加氣混凝土吸水試驗結(jié)果，在浸水后 1h1h 內(nèi)吸水速度很快，可達總體積含水率的 50%50%(總體積飽和吸水率約為 45%45%左右)，10h10h 后吸水速度極其緩慢，要達到飽和吸水率大概需要 30d30d。由于加氣混凝土的氣孔大部分是“墨水瓶”結(jié)構(gòu)的氣孔，只有少部分是水分蒸發(fā)形成的毛細孔，所以，

8、毛細管作用較差，從而造成了加氣混凝土吸水多、吸水導(dǎo)濕緩慢的特性。因此，當新抹灰砂漿上墻后，如果它的保水性不大，水分散失太快，則砂漿還未初凝，砂漿中的水分就被加氣混凝土墻面吸走或表面揮發(fā)掉，造成抹灰砂漿中水泥水化所需的水分不充足。這樣會造成砂漿強度不高、粘結(jié)力下降以及使抹灰砂漿收縮太快，尤其在抹灰砂漿與加氣混凝土相結(jié)合的界面處。當砂漿層的強度增長還不足以抵抗收縮拉力的時候,砂漿層的過大、過快收縮勢必造成開裂。同樣，由于這時砂漿層與加氣混凝土墻面的粘結(jié)力，也還未達到足以抵抗由于砂漿層的收縮而造成的砂漿層在加氣混凝土墻面上的滑動，因而會發(fā)生空鼓現(xiàn)象。所以，當使用普通水泥砂漿對加氣混凝土墻進行抹灰處理

9、時，由于其保水性差，必然達不到加氣混凝土吸水量大、“吸水先快后慢時間長”的特點，使砂漿的硬化、強度和粘結(jié)力均受到影響，從而導(dǎo)致抹灰層出現(xiàn)空鼓、裂縫甚至脫落現(xiàn)象。1.31.3 抹灰砂漿與加氣混凝土墻面導(dǎo)熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)相差過大加氣混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)一般約為 0.0.0810810.29w/(m-K),0.29w/(m-K),因溫變的線膨脹系數(shù)為8X10-6mnZ(m8X10-6mnZ(m C C) )；而普通抹灰砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)約為 0.0.93W(m,K)(m,K), ,普通抹灰砂漿的線膨脹系數(shù)為 10-4mm/(m-C)10-4mm/(m-C)左右。由此可見，普通抹灰砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)

10、都比加氣混凝土材料的大很多。所以，隨著環(huán)境溫度發(fā)生變化時，普通抹灰砂漿吸收或釋放熱量都比加氣混凝土要快許多，這樣就造成普通抹灰砂漿溫度變化比加氣混凝土要大，從而在兩種材料之間產(chǎn)生比較大的溫差。這種溫差使得普通抹灰砂漿的變形速度比加氣混凝土的變形速度要快許多，同時，由于線膨脹系數(shù)的不一致，使得普通抹灰砂漿隨溫度變化發(fā)生的熱脹冷縮變形量也要比加氣混凝土的變形量大許多，從而會在加氣混凝土墻面和抹灰砂漿之間、加氣混凝土砌塊與砌筑砂漿之間產(chǎn)生巨大的溫差變形應(yīng)力，而加氣混凝土制品的抗拉強度一般約為 0.25MPa0.25MPa右。因此當溫差變形應(yīng)力 b0.25MPab0.25MPa 時，就不可避免地會出現(xiàn)

11、開裂現(xiàn)象；同時，當受溫度變化，熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力差大于抹灰砂漿抗拉強度和粘結(jié)力時，抹灰層也會出現(xiàn)空鼓以及開裂現(xiàn)象，尤其在應(yīng)力比較集中的加氣混凝土砌塊之間、墻頂處、門窗洞口四周等處。這種由于導(dǎo)熱系數(shù)差異和線膨脹系數(shù)差異引起的熱脹冷縮而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，會使加氣混凝土墻面抹灰層，在經(jīng)過反復(fù)的年溫差形變影響后，出現(xiàn)開裂及脫落現(xiàn)象。4 4 抹灰砂漿與加氣混凝土的線收縮相差過大加氣混凝土的體積安定性受濕度影響變化較大，它吸濕膨脹，干燥收縮，其干燥收縮系數(shù)比普通抹灰砂漿大。加氣混凝土的線收縮為 0.8mm0.8mmz zm m 左右，普通抹灰砂漿的線收縮在0.03mm0.03mmz zm m 左右。當加氣混

12、凝土的收縮應(yīng)力超過制品抗拉強度或砌體粘結(jié)強度時，砌塊本身或墻體接縫處就會出現(xiàn)裂縫。有關(guān)資料表明，加氣混凝土在 20C20C、不同環(huán)境相對濕度條件下的干燥收縮值變化很大，詳見表 2 2。加氣混黃土干盤收縮值表 2 2相對濕度工959543433030畤0 0干爆收縮值immmm，m m33330 0,37,370.0.40400 0. .6868同時，加氣混凝土解濕時間長，導(dǎo)濕速度慢，其表面水分蒸發(fā)較快，內(nèi)部水分蒸發(fā)緩慢，形成沿厚度方向含濕率差很大，當抹灰層已硬化干燥時而加氣混凝土基層仍然含濕較大，造成抹灰基層與抹灰層水分不能同步蒸發(fā)，干燥收縮不同步，使得抹灰層干燥收縮應(yīng)力過大，抹灰基層與抹灰層

13、干燥收縮變形量不一致而使抹灰面層開裂或空鼓。加氣混凝土和抹灰砂漿兩種材料存在著較大的變形差，在兩種材料受到冷熱干濕作用時，則其變形量和變形速度也會不一致，這必然會造成加氣混凝土與抹灰層接觸處出現(xiàn)空鼓開裂。1.1.5 5 抹灰砂漿和加氣混凝土的強度相差較大加氣混凝土的強度比較低，抗壓強度一般在 5MP5MP 必右，抗折強度在 0.5MPa0.5MPa 左右，彈性模量在 2.3X103MPa2.3X103MPa 左右，是一種彈塑性材料，極限拉伸變形值比普通混凝土約大 4 4 倍,因此在受力后加氣混凝土適應(yīng)變形的能力較強；而普通抹灰砂漿的強度一般在幾十兆帕以上，彈性模量一般為 2.3X1042.3X

14、1042.6X104MPa2.6X104MPa 其適應(yīng)變形的能力較弱。加氣混凝土與普通抹灰砂漿二者受力變形差較大，當水泥砂漿抹灰強度越高，抹灰層越厚，剛性越大就越不適應(yīng)加氣混凝土的變形特性；相反，抹灰層較薄，強度較低，在改善粘附條件的情況下適應(yīng)加氣混凝土的變形能力就會提高。所以，當加氣混凝土與普通抹灰砂漿受濕度變化時吸水膨脹、脫水收縮以及當受溫度變化時熱脹冷縮都會引起變形不協(xié)調(diào)，在其接合面處產(chǎn)生剪切力，而加氣混凝土適應(yīng)變形能力又比普通抹灰砂漿強許多，因而會引起抹灰層空鼓、掉皮及開裂。同時，在相同荷載的作用下，加氣混凝土的變形量較大，而抹灰砂漿的變形量比較小，由于兩者的抵抗變形能力不一致，也會導(dǎo)

15、致在應(yīng)力比較集中處產(chǎn)生空鼓及裂紋。1.1.6 6 框架梁柱處變形差引起的開裂在框架結(jié)構(gòu)中采用加氣混凝土砌塊進行填充時，由于框架柱、構(gòu)造柱、橫梁等處采用的是鋼筋混凝土，其強度、熱工性能、脹縮性能等都與加氣混凝土有較大的差別，因而在受到冷熱干濕等作用時，兩種材料的變形速度和變形量也有較大的差別，所以在鋼筋混凝土與加氣混凝土這兩種材料結(jié)合處存在著較大的變形差，而變形差引起的應(yīng)力應(yīng)變大于抹灰砂漿的抗拉強度時，則必然會在框架梁柱處等部位出現(xiàn)開裂空鼓現(xiàn)象。在實際工程應(yīng)用當中，框架梁柱等鋼筋混凝土與加氣混凝土結(jié)合部位，通常是開裂最嚴重的部位，其主要原因也就在于這兩種材料不同的變形差，導(dǎo)致了這些部位的開裂。1

16、.1.7 7 砌筑砂漿沒用專用砂漿加氣混凝土若采用普通水泥砂漿砌筑，砌體、砌縫材料與加氣混凝土材料的導(dǎo)熱系數(shù)、強度、收縮率等都不一致，而且可操作性不好，砌縫飽滿度差，所以易在砌縫處造成抹灰層開裂。1.1.8 8 加氣混凝土砌塊本身質(zhì)量因素的影響其一，加氣混凝土切割表面呈魚鱗狀，砌體表面受損氣孔及切割過程中殘渣余屑的存在，對砌體及抹灰層會起隔離作用，影響砌體與砂漿的粘結(jié)力，使墻體易出現(xiàn)墻皮空鼓、開裂和脫落等。其二，由于加氣混凝土含水量大，解濕時間緩慢，抗凍性能較差，所以容易在其表面層出現(xiàn)空鼓及開裂現(xiàn)象。其三，由于砌塊強度較低，有的外形尺寸偏差較大，砌塊質(zhì)量不合格，會造成砌體的灰縫寬窄不一，抹灰層

17、厚薄不均，引起收縮變形不一，從而使抹灰層出現(xiàn)空裂現(xiàn)象。其四，因砌塊堆放條件、氣候、澆水及出廠時間、施工周期等原因，使加氣混凝土的含水率差異大，相應(yīng)產(chǎn)生變形差異也大；另外，加氣混凝土的密度大小不一，所產(chǎn)生的變形也不一致。這也會引起抹灰后空裂。1.1.9 9 施工操作因素的影響施工中，砌塊墻體上留有的腳手眼以及面層的損壞部位等，要用不規(guī)則砌塊或異物進行填塞，或使用不配套的漿料修補，會使該處易發(fā)生開裂。表面浮灰沒有清理干凈，沒有充分濕潤，砌體灰縫飽滿度達不到設(shè)計要求，砌塊有嚴重損壞，操作程序不標準等都會引起抹灰層出現(xiàn)空裂現(xiàn)象。在外墻的同一表面采用不同強度和收縮值的材料進行抹灰，這樣，抹灰后容易在兩種

18、不同材料界面間發(fā)生開裂。1.1.1010 設(shè)計因素的影響設(shè)計存在缺陷也會造成墻體開裂，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。(1)(1)未考慮到地基沉降差異。(2)(2)框架結(jié)構(gòu)柱的拉結(jié)筋未明確設(shè)在灰縫位置，拉結(jié)筋部位的砂漿未表明強度要求。(3)(3)建筑物未考慮溫度應(yīng)力的變化。(4)(4)在梁底下口與加氣混凝土砌塊接觸處塞填要求不明確。(5)(5)未考慮采用與加氣混凝土性能接近的砌筑砂漿和抹灰砂漿。(6)(6)對電線管及開關(guān)盒的安裝方法無詳細技術(shù)交底。2加氣混凝土內(nèi)、外墻面抹灰層空裂原因差異分析對加氣混凝土建筑內(nèi)、外墻進行抹灰，抹灰層產(chǎn)生空鼓裂縫的原因存在一定的差異。在加氣混凝土內(nèi)墻面上進行抹灰，由于加氣

19、混凝土保溫隔熱作用，室內(nèi)溫度及濕度變化不大，所以由加氣混凝土和抹灰材料導(dǎo)熱系數(shù)差異、線膨脹及線收縮差異所引起的二者變形差異比較小，即加氣混凝土內(nèi)墻面抹灰層空裂受導(dǎo)熱系數(shù)差異、強度差異、線膨脹及線收縮差異的影響比較小。所以，在正確設(shè)計、正確選用材料進行合理的施工時，引起加氣混凝土內(nèi)墻面抹灰層空裂的主要原因，就是由于抹灰砂漿的自收縮以及抹灰砂漿保水性，不能滿足加氣混凝土的吸水要求。而加氣混凝土外墻面抹灰層空裂的原因，與上面分析的所有因素都有關(guān)系，是多方面因素共同作用的結(jié)果。3解決方案砌筑時，要選用專用的砌筑材料對加氣混凝土進行砌筑，灰縫砂漿力求飽滿，嵌縫要用全柔性的材料。抹灰時，由于加氣混凝土內(nèi)、

20、外墻抹灰空裂的原因存在差異，所以要選用不同的材料并采用不同的施工方案對加氣混凝土建筑內(nèi)、外墻面進行抹灰防裂。特別是對外墻抹灰時，一定要選用導(dǎo)熱系數(shù)比較小的抹灰材料對鋼筋混凝土與加氣混凝土結(jié)合處進行均質(zhì)化處理，即對這些易開裂的薄弱部位進行補充保溫，使結(jié)合處的兩種材料受溫度變化的影響減小，這樣鋼筋混凝土與加氣混凝土之間的變形差也會減小，因而出現(xiàn)開裂的幾率也就大大降低了。3.13.1 加氣混凝土內(nèi)墻面施工時，先用鋼絲刷將墻面松散灰皮刷掉，用棉絲擦凈，再澆水充分潤濕，控制加氣混凝土的含水率在 15%15%左右。然后用界面劑作基層處理，處理好加氣混凝土表面的封閉氣孔，減小吸水率，并使抹灰層與加氣混凝土有

21、很好的粘結(jié)力。這種界面劑要有很強的柔韌性和粘結(jié)強度，而且憎水性好。界面劑達到強度后再進行粉刷施工。3.3.2 2 加氣混凝土外墻面要解決加氣混凝土外墻面抹灰層空裂的技術(shù)難題，除了要選用專用的砌筑砂漿進行施工外，最好還能選用與加氣混凝土材料相適應(yīng)的專用抹灰砂漿進行粉刷，這種抹灰砂漿的強度、導(dǎo)熱系數(shù)、彈性模量、線膨脹系數(shù)、線收縮系數(shù)等性質(zhì)都要與加氣混凝土相適應(yīng)，同時還要有很強的保水性和吸水性，和易性、親和性好。實踐證明，為了防裂，選用的抹灰砂漿的變形能力應(yīng)大于加氣混凝土的變形能力，其柔韌性要比加氣混凝土好，強度和加氣混凝土相差不大；同時抹灰層外面的抗裂層材料和飾面層材料的變形能力及柔韌性也要逐層加強，逐層漸變。也就是說，整個抹灰材料體系采用允許變形、誘導(dǎo)變形的柔性漸變技術(shù)，使各構(gòu)造層的柔韌變形量高于內(nèi)層的變形量，其彈性模量變化指標相互匹配逐層漸變，滿足允