裝配式施工知識分享:混凝土小型空心砌塊墻體開裂原因分析及控制


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一、原因分析
(一)砌塊材料自身的原因
1、混凝土小型空心砌塊是由混凝土組成的。混凝土是一種復合材料,它是由骨料、水泥石、氣體、水分等所組成的非均質材料膠結而成的,在溫度、濕度變化條件下,混凝土逐步硬化,同時產生體積變形,這種變形是不均勻的;水泥石收縮較大,骨料收縮很小;一般來說,骨料與砂漿具有不同的熱學參數,即它們的熱膨脹系數是不相同的,骨料的熱膨脹系數通常取在0.7×10-5/℃,混凝土的熱膨脹系數通常取為1×10-5/℃,不同類型骨料混凝土的熱傳導系數亦不同。它們之間的變形不是自由的,產生相互約束應力,當水泥砂漿的熱膨脹系數大于骨料熱膨脹系數時,界面上將產生拉應力,由此會造成開裂損傷。混凝土結構內由于水化熱產生的溫變、收縮等引起界面上的拉應力,當拉應力達到界面粘接強度時,界面上的某一薄弱環節將首先開裂,因而造成材料內部的開裂損傷。
2、混凝土中的自由水蒸發會引起混凝土的干縮,從而引起砌塊自身開裂。
3、混凝土中膠凝物質在大氣中CO2的作用下,會引起炭化收縮,導致混凝土自身開裂。砌塊上墻后,由于自身的收縮,會引起墻體內部產生一定的應力,當這種應力大于墻體的抗拉與抗剪強度時,墻體就會產生開裂。
4、砌塊是由混凝土制成的一種空心墻體材料,它具有混凝土脆性屬性,在生產和運輸過程中,因振動會產生細小的裂縫,上墻后在外界因素的作用下就會產生墻體上的宏觀裂縫。
5、由于砌塊自身材料的原因,混凝土砌塊需要成型養護28天,此時砌塊的變形約完成60%,砌塊變形要完全穩定需長達3-5年,而在生產到施工過程中,有時砌塊齡期不到即已出廠,且齡期很難檢查控制,這也是造成墻體開裂的原因之一。
6、砌塊本身強度達不到要求,幾何尺寸誤差太大,缺棱掉角,破碎,也是引起墻體開裂的原因之一。
7、當前,砌塊生產廠家所用設備的質量,良莠不齊,許多小廠的生產設備質量不過關。生產出的砌塊強度低、密實度低、達不到質量要求。這是引起材料質量不過關的主要原因。
(二)溫差作用的原因
混凝土砌塊砌體的線膨脹系數約為10×10-6,是實心粘土磚砌體的兩倍,因此,砌塊墻體對溫度的敏感性比磚砌體高,很容易受溫度變化引起變形導致墻體開裂,溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。
(三)地基沉降的原因
由于建筑物不均勻沉降,引起建筑物的墻體結構內的附加應力,而砌塊砌體的抗剪性能大大低于粘土磚,這是導致墻體產生剪拉斜向開裂或垂直彎曲開裂主要原因。
(四)設計方面的原因 由于設計人員對砌塊墻體材料的性質不夠了解,在設計過程中往往采用傳統的設計方法,且在構造上不采取防裂、抗裂措施,形成“穿新鞋、走老路”的現象,這樣難免使砌塊墻體出現開裂。
(五)施工方面的原因
1、空心砌塊墻體是由人工砌筑的,由于空心砌塊塊體較高和孔洞的存在,使豎縫砂漿不易飽滿,水平縫接觸面積小,不便鋪砌,導致水平及豎向灰縫砂漿飽滿度達不到要求,從而減弱了墻體抗剪、抗拉和抗變形能力,引起墻體開裂。
2、在施工過程中仍沿用傳統的砌磚操作工藝,使用傳統的砌筑砂漿,而不使用專用砌筑砂漿,導致砌塊之間粘結不牢,墻體抗拉、抗剪強度降低,從而引起墻體開裂。
3、現場材料的堆放不采取有效措施,受潮后仍上墻,引起二次干縮。
由于以上原因的存在,如果在各個環節不引起重視,砌塊墻體的開裂是在所難免的。
二、裂縫控制
砌塊墻體的裂縫控制,是一個復雜的系統工程。長期以來人們一直在尋求控制砌體結構裂縫的實用方法,并根據裂縫的性質及影響因素有針對性的提出一些預防和控制裂縫的措施。從防止裂縫的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相結合的構想。這些構想、措施有的已運用到工程實踐中,并取得了較好的效果。
(一) 設計環節的措施
我國新《砌體結構設計規范》GB50003-2001根據住房商品化的要求,較大地加強了砌體結構房屋抗裂措施,特別是對新型墻材砌體結構的防裂、抗裂構造措施,由舊規范的2條增加到9條。為防止或減輕墻體開裂,根據規范并結合實際情況,應采取以下措施:
1、為了防止或減輕房屋在正常使用條件下,由溫差和砌體干縮引起的墻體豎向裂縫,應在墻體中設置伸縮縫。伸縮縫應設在因溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產生裂縫可能性最大的地方。根據規范規定,伸縮縫的間距可按表1采用。
2、 為防止或減輕房屋墻體裂縫,在設計時可根據情況采取下列構造措施:
⑴增大基礎圈梁的剛度;⑵在地基不均勻的情況下,底層窗臺墻體的第2與第4灰縫中各設φ4鋼筋點焊網片或2φ6鋼筋,并伸人兩邊窗間墻內不小于600mm;以控制垂直裂縫的發生。⑶采用鋼筋混凝土窗臺板,窗臺板嵌入窗間墻內不小于600mm;⑷墻體轉角處和縱橫墻交接處宜沿豎向每隔400-500mm設拉結鋼筋,其數量為每120mm墻厚不少于1φ6或焊接鋼筋網片,埋入長度從墻的轉角或交接處算起,每邊不小于600mm.⑸對混凝土砌塊墻體,宜在底層門、窗過梁上方的水平灰縫內及窗臺下第一和第二道水平灰縫內設置焊接鋼筋網片或2φ6鋼筋,焊接鋼筋網片或鋼筋應伸入兩邊窗間墻內不小于600mm.⑹設置灰縫鋼筋 .⑺在建筑物墻體中設置配筋帶。
也可根據建筑物的具體情況,如場地土及地震設防烈度、基礎結構布置型式、建筑物平面、外形等,綜合采用上述抗裂措施。
(二) 砌塊生產環節的措施
在砌塊的生產環節要加大管理力度。目前,在生產領域存在生產設備質量不過關、質量體系不健全等問題,導致產出的砌塊密實度達不到要求、幾何尺寸差、缺棱掉角、含水率高、不進行防潮包裝、齡期達不到要求等以一系列問題。而砌塊本身質量的好壞與墻體開裂有很大的關系。所以,針對生產環節,要采取以下措施:
1、引進高質量的生產設備,淘汰那些手工作坊式的生產工藝,保證砌塊生產質量。
2、把好材料出廠關,砌塊的齡期必須達到28d以上,砌塊的規格、強度等級、含水率等應經嚴格檢驗。符合要求方可進入施工現場使用。砌塊的運輸和堆放要注意防止雨淋,保持堆放場地干凈整潔,不積水,運輸過程嚴禁隨意傾卸。
3、砌塊要進行防潮包裝。
(三)施工環節的措施
1、嚴格控制砌塊28d后才能出廠和上墻砌筑,保證混凝土砌塊保養期。混凝土砌塊建筑的干縮裂縫對建筑物影響很大。而其中一個非常重要的環節就是要控制好混凝土砌塊本身原有的含水率。除了生產企業提高砌塊本身內在質量包括控制其最大吸水率以外,非常重要的一條就是要保證混凝土砌塊的28d齡期再上墻,從實踐來看,保證砌塊齡期一個月以上上墻效果更佳;
2、混凝土砌塊砌體應采用砌塊專用砂漿砌筑,砌筑砂漿須采用和易性好、粘結力強、稠度控制在50mm以下的混合砂漿,嚴禁用水泥砂漿砌筑;
3、墻體水平灰縫和豎縫必須飽滿,水平縫灰漿飽滿度達到90%,豎縫灰漿飽滿度應達到80%,嚴禁砌體出現瞎縫和透明縫;
4、嚴禁雨后砌筑墻體和浸水、受潮砌塊上墻砌筑;
5、保證墻砌體材料質量,同時保證砌筑用砂漿強度和飽滿度,增加砌體灰縫接觸面,才能保證墻體的剛度;
6、為了避免新砌體壓縮變形過大,嚴格控制日砌高度,外墻日砌高度在2m左右為宜;
7、保證頂層或最上兩三層的砌體砂漿強度不小于M7.5,增加墻體的抗剪抗拉能力,保證墻體的整體剛度;
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