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1.1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、 枯燥收縮、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.化學減縮,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.大局部硅酸鹽水泥漿體完全水化后體積減縮量為7%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形成許多毛細孔縫

2、,影響了抹灰砂漿的性能.枯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,抹灰砂漿因白枯燥作用產(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.抹灰砂漿的塑性收縮是指抹灰砂漿硬化前由于外表的水分蒸發(fā)速度大于內(nèi)部從上至下 的泌水速度,而發(fā)生塑性枯燥收縮.抹灰砂漿外表發(fā)生塑性干縮受時間、溫度、相對濕度及抹

3、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,強度增長周期比擬短, 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)調是導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,將不可防止地會產(chǎn)生拉應力,當拉應力超過抹灰砂漿的抗拉強度時,就會出現(xiàn)裂縫.1. 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水平.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計要求的抹灰砂漿層.在施工過程中,要求砂

4、漿中各組分材料彼此不發(fā)生別離而產(chǎn)生析水和泌水現(xiàn)象.假設砂漿在使用過程中發(fā)生泌水、流漿等現(xiàn)象時,那么會使砂漿與砌體基層之間粘結不牢,并且由于失水而影響砂漿正常凝結和硬化,使砂漿強度降低.加氣混凝土是一種具有高分散多孔結構的硅酸鹽建筑材料,其結構主要由托貝莫來石(Tobermori-te , 5CaO 6SiO2 - 6H2O)C-S-H凝膠和水石榴子石組成,整個結構總體構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%80%,其中由鋁粉在堿溶液中斷化學反響產(chǎn)生的氫氣造成的氣孔約占40%50%,這局部氣孔大部為閉氣孔；由水分蒸發(fā)留下的毛細孔造成的氣孔約20%40%

5、,大局部氣孔的孔徑為0. 52mm平均孔徑約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)量和結晶度,直接影響著其物理力學性能.表1是采用顯微鏡觀察法對 05級加氣混凝土宏觀氣孔的測定結果.0b吸加氣混28土宏觀孔分布表里信件騙號孔雀分布5m)孔隙率 0:抗壓強度0 - 5111 7 51 . S-2>2116 . 2Z47 . IX32.耽3.3K0 .既75. 24. 10249 .工25.毗5.5Z4.75. 43. 60314 . 1Z36 . Ox33, TZa. iz7 .政T7 . 42. 4D測試結果說明,孔徑為 0. 51. 5mm勺宏觀氣孔達總氣

6、孔量的 74. 4%,小于0. 5mm的微孔和毛細孔為 16.7%;立方體抗壓強度指標為 3.43MPa05級加氣混凝土的比重約 2.3,孔隙率高達76%,多孔結構會破壞材料的毛細管作用,在自然狀態(tài)下加氣混凝土的體積平均含濕率僅為1 %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構根本上為分散獨立的多孔結構,而不是像粘土磚那樣的毛細孔管結構,有人把加氣混凝土的孔形結構比作“墨水瓶結構一一嘴小肚子大.這種孔形結構吸水多而且速度慢,外表澆水不易澆透.根據(jù)對05級加氣混凝土吸水試驗結果,在浸水后1h內(nèi)吸水速度很快,可達總體積含水率的50% (總體積飽和吸水率約為 45%左右),

7、10h后吸水速度極其緩慢,要到達飽和吸水率大概需要30d.由于加氣混凝土的氣孔大局部是“墨水瓶結構的氣孔,只有少局部是水分蒸發(fā)形成的毛細孔,所以,毛細管作用較差,從而造成了加氣混凝土吸水多、吸水導濕緩慢的特性.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,那么砂漿還未初凝,砂漿中的水分就被加氣混凝土墻面吸走或外表揮發(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、粘結力下降以及使抹灰砂漿收縮太快,尤其在抹灰砂漿砂漿層與加氣混凝土相結合的界面處.當砂漿層的強度增長還缺乏以反抗收縮拉力的時候,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

8、結力,也還未到達足以反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、強度和粘結力 均受到影響,從而導致抹灰層出現(xiàn)空鼓、裂縫甚至脫落現(xiàn)象.1.3抹灰砂漿與加氣混凝土墻面導熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)相差過大加氣混凝土的導熱系數(shù)一般約為0. 0810. 29w/(m- K),因溫變的線膨脹系數(shù)為8X10-6mnZ(m C )；而普通抹灰砂漿的導熱系數(shù)約為0. 93W(m, K),普通抹灰砂漿的線膨脹系數(shù)為10-4mm/(m-C)左右

9、.由此可見,普通抹灰砂漿的導熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)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)生比擬大的溫差.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力,而加氣混凝土制品的抗拉強度一般約為0. 25MPa右.因此當溫差變形應力 b>0.

10、 25MPa時,就不可防止地會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象；同時,當受溫度變化,熱脹冷縮產(chǎn)生的應力差大于抹灰砂漿抗拉強度和粘結力時,抹灰層也會出現(xiàn)空鼓以及開裂現(xiàn)象,尤其在應力比擬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)生的溫度應力,會使加氣混凝土墻面抹灰層,在經(jīng)過反復的年溫差形變影響后,出現(xiàn)開裂及脫落現(xiàn)象.1. 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,枯燥收縮,其枯燥收縮系數(shù)比普通抹灰砂漿大.加氣混凝土的線收縮為0. 8mmzm左右,普通抹灰砂漿的線收縮在0. 03mmzm左右.當加氣混凝土的

11、收縮應力超過制品抗拉強度或砌體粘結強度時,砌塊本 身或墻體接縫處就會出現(xiàn)裂縫.有關資料說明,加氣混凝土在20C、不同環(huán)境相對濕度條件下的枯燥收縮值變化很大,詳見表2.加氣混黃土干盤收縮值表2相對濕度 > 工954330畤0干爆收縮值i mm,m0, 330, 370. 400 . 680.97同時,加氣混凝土解濕時間長, 導濕速度慢,其外表水分蒸發(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,當抹灰層已硬化枯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),枯燥收縮不同步,使得抹灰層枯燥收縮應力過大, 抹灰基層與抹灰層枯燥收縮變形量不一致而使抹灰面層開裂或空鼓

12、.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,那么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. 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擬低,抗壓強度一般在5MP必右,抗折強度在 0. 5MPa左右,彈性模量在2.3X103MPa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倍,因此在受力后加氣混凝土適應變形的水平較強；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. 3X1042.6 X104MPa其適應變形的水平較弱.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

13、高, 抹灰層越厚,剛性越大就越不適應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加氣混凝土的變形水平就會提升.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,在其接合面處產(chǎn)生剪切力,而加氣混凝土適應變形水平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擬小,由于兩者的反抗變形水平不一致,也會導致在應力比擬集中處產(chǎn)生空鼓及裂紋.1. 6框架梁柱處變形差引起的開裂在框架結構中采用加氣混凝土砌塊進行填充時,由于框架柱、構造柱、橫

14、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異,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異,所以在鋼筋混凝土與加氣混凝土這兩種材料結合處存在著較大的變形差,而變形差引起的應力應變大于抹灰砂漿的抗拉強度時,那么必然會在框架梁柱處等部位出現(xiàn)開裂空鼓現(xiàn)象.在實際工程應用當中,框架梁柱等鋼筋混凝土與加氣混凝土結合部位,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,導致了這些部位的開裂.1. 7砌筑砂漿沒用專用砂漿加氣混凝土假設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熱系數(shù)、 強度、收縮率等都不一致,而且可

15、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. 8加氣混凝土砌塊本身質量因素的影響其一,加氣混凝土切割外表呈魚鱗狀,砌體外表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,所以容易在其外表層出現(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,砌塊質量不合格,會造成砌體的灰縫寬窄不一,抹灰層厚薄不均,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

16、大,相應產(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. 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)那么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.外表浮灰沒有清理干凈,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.在外墻的同一外表采用不同強度和收縮值的材料進行抹灰,這樣,抹灰后容易在兩種不同材料界面間發(fā)生開裂.1. 10設計因素的影響設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)未考慮到地基沉降差異.(2)框架結構

17、柱的拉結筋未明確設在灰縫位置,拉結筋部位的砂漿未說明強度要求.(3)建筑物未考慮溫度應力的變化.(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)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)對電線管及開關盒的安裝方法無詳細技術交底.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擬小,即加氣混凝土內(nèi)墻面抹灰層空裂受導熱系數(shù)差異、強度差異、線膨

18、脹及線收縮差異的影響比擬小. 所以,在正確設計、 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系,是多方面因素共同作用的結果.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)、 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,一定要選用導熱系數(shù)比擬小的抹灰材料對鋼筋混凝土與

19、加氣混凝土結合處進行均質 化處理,即對這些易開裂的薄弱部位進行補充保溫,使結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.3.1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,限制加氣混 凝土的含水率在15%左右.然后用界面劑作基層處理,處理好加氣混凝土外表的封閉氣孔, 減小吸水率,并使抹灰層與加氣混凝土有很好的粘結力.這種界面劑要有很強的柔韌性和粘結強度,而且憎水性好.界面劑到達強度后再進行粉刷施工.3. 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的專用抹灰砂漿進行粉刷,這種抹灰砂漿的強度、導熱系數(shù)、彈性模量、線膨脹系數(shù)、線收縮系數(shù)等性質都要與加氣混凝土相適應,同時還要有很強的保水性和吸水性,和易性、親和性好.實踐證實,為了防裂,選用的抹灰砂漿的變形水平應大于加氣混凝土的變形水平,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水平及柔韌性也要逐層增強,逐層漸變.也就是說,整個抹灰材料體系采用允許變形、誘導變形的柔性漸變技術,使各構造層 的柔韌變形量高于內(nèi)層的變形量,