加氣混凝土墻面抹灰層空裂原因分析及解決方案

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隨著我國墻體材料改革工作的不斷深化，做為新型墻體材料主力軍之一的加氣混凝土材料，正被越來越多地采用。它具有質(zhì)輕、隔熱、保溫、防火、吸聲、可鋸、可刨等多種特性，是一種能充分利用“三廢”資源的新型節(jié)能型墻體材料。做為結(jié)構(gòu)材料和保溫材料，加氣混凝土砌塊被廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的內(nèi)外墻體中，然而在加氣混凝土墻面抹灰施工后往往出現(xiàn)裂縫、空鼓甚至大面積脫落等現(xiàn)象，嚴重影響了加氣混凝土砌塊的應(yīng)用前景，在相當程度上阻礙了加氣混凝土砌塊的發(fā)展。
毋庸置疑，解決加氣混凝土材料發(fā)展的瓶頸，首先要解決好在加氣混凝土墻面上抹灰后出現(xiàn)空鼓、脫落和開裂等技術(shù)難題，其關(guān)鍵是要弄清出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因。在這方面許多專家從不同角度進行了分析研究。本文參考綜合各方面意見，結(jié)合在實際施工中總結(jié)的經(jīng)驗教訓，對加氣混凝土砌塊墻體抹灰面層的空裂做如下分析論述。
1、 加氣混凝土砌塊墻體抹灰面層空裂產(chǎn)生的原因。
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，他主要包括化學收縮、干燥收縮、自收縮、溫度收縮及塑性收縮。每種收縮都有自身特點，在引起抹灰砂漿開裂時表現(xiàn)也各不相同。
化學收縮，也就是水化收縮。所有膠凝材料水化后都有這種減縮作用。大部分硅酸鹽水泥完全水化后體積減縮量為7％～9％。
干燥收縮是指抹灰砂漿停止養(yǎng)護后，在空氣中失去內(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在初凝后，水泥繼續(xù)水化，在沒有外界水分補充的情況下，抹灰砂漿因干燥作用產(chǎn)生的宏觀體積減小，自收縮從初凝開始，主要發(fā)生在早期。
溫度收縮是由于抹灰砂漿內(nèi)部水泥水化熱溫熱升高，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有關(guān)。
抹灰砂漿的塑性收縮是指抹灰砂漿在硬化前由于表面的水分蒸發(fā)速度大于內(nèi)部從上到下的泌水速度，而發(fā)生塑性干燥收縮。抹灰砂漿表面發(fā)生塑性干燥收縮受時間、溫度、相對濕度及抹灰砂漿自身泌水特征的影響。一但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)生塑性收縮縫，無論是否可見，都會影響抹灰砂漿的耐久性。
由于抹灰砂漿的這些收縮，將使抹灰砂漿中產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過砂漿的抗拉強度時，就會處現(xiàn)裂縫。
1.2、 抹灰砂漿保水性不能滿足加氣混凝土的析水要求。
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，要求砂漿中各組份材料彼此不會發(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，而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。
加氣混凝土塊是一種具有高分散多孔結(jié)構(gòu)的材料，而多孔結(jié)構(gòu)會破壞材料的毛細管的作用，在自然狀態(tài)下加氣混凝土的體積平均含水率僅為1％—3％左右，而且在空氣中的吸濕性小而緩慢。
由于加氣混凝土砌塊的氣孔大部分是“墨水瓶”結(jié)構(gòu)—嘴小肚子大，這種結(jié)構(gòu)吸水多且速度慢，表面澆水不易澆透，所以毛細管作用差，從而造成了加氣混凝土塊吸水多、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，則砂漿還未初凝，砂漿中的水分就被加氣混凝土塊吸走或表面揮發(fā)掉，造成抹灰砂漿中水泥水化所需水分不充足。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，尤其在抹灰砂漿和加氣混凝土相結(jié)合的界面處。當砂漿層的強度增加還不足以抵抗收縮拉力時，砂漿層的過大、過快收縮趨勢必造成開裂。同樣，由于這時砂漿層與加砌混凝土墻面的粘結(jié)力也還未達到足以抵抗由于砂漿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砌混凝土墻進行抹灰時，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塊導熱系數(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0.081～0.29w／m.k，因溫變的線膨脹系數(shù)為8×10ˉ6mm/m.℃。而砂漿導熱系數(shù)為0.93 w／m.k，線膨脹系數(shù)為10ˉ4 mm/m.℃左右.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砌混凝土快很多，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)生較大的溫差。這種溫差使得抹灰砂漿的變形速度比加氣混凝土的變形速度要快很多，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，加氣混凝土與砌筑砂漿之間產(chǎn)生巨大的溫度變形應(yīng)力，因此就不可避免地出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。同時，當受溫度變化，熱脹冷縮產(chǎn)生的應(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在一兩年之后出現(xiàn)大面積開裂及脫落現(xiàn)象。
1.4、 抹灰砂漿和加氣混凝土塊的強度相差較大。
加氣混凝土塊的強度比較低，抗壓強度一般在5Mpa左右，彈性模量在2.3×103MPa左右，是一種彈塑性材料.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都在幾十兆帕以上,彈性模量一般為2.3×104～2.6×104MPa,其適應(yīng)變形能力較弱，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征。相反，抹灰層越薄，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很高。
所以，當加氣混凝土塊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)，在其結(jié)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，在相同荷載作用下，加氣混凝土的變形量較大，而抹灰砂漿的變形量較小，由于兩者的抵抗變形能力不一致，也會導致應(yīng)力比較集中處產(chǎn)生空鼓及裂縫。
1.5、 加氣混凝土塊質(zhì)量因素的影響。
其一、加氣混凝土切割表面呈魚鱗狀，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、脫落等。
其二、由于加氣混凝土砌塊強度較低，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)空鼓現(xiàn)象。
其三、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較大，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。
1.6、 施工操作因素的影響。
施工中，加氣混凝土砌塊墻體上留有的腳手架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，或使用不配套的砂漿修補，也會使該處易發(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。
1.7、 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：
1.7.1、未考慮到地基沉陷差異。
1.7.2、拉結(jié)筋未明確設(shè)置在灰縫位置。
1.7.3、建筑物未考慮溫度應(yīng)力的變化。
1.7.4、加氣混凝土砌塊頂部填塞要求不明確。
1.7.5、對電線管及開關(guān)盒的安裝方法無詳細技術(shù)交底。
2、 解決方案
由于加氣混凝土的強度較小，所選用的抹灰砂漿要與加氣混凝土材料相適應(yīng)，要求這些砂漿的密度小，吸水性、吸濕性強，保水性好，隔熱保溫透氣性好，拉應(yīng)變大，彈性模量及線膨脹系數(shù)小，強度低，和易性、親和性好。
施工前，先用鋼絲刷將墻面松散灰皮刷掉，再澆水充分潤濕?？刂萍託饣炷恋暮试?5％左右，然后選用專用界面劑作基層處理，處理好加氣混凝土表面的封閉氣孔，減少吸水率并使抹灰層與加氣混凝土有很好的粘結(jié)力。如果無條件使用專用界面劑，也可以使用水泥漿內(nèi)摻水重的10％的107膠用掃把粘漿,甩到墻面上,增加墻面粘結(jié)度,但必須要等到水泥漿干燥后才可打底抹面。
等抹灰層固化后,可涂刷彈性底層涂料或刮柔性耐水膩子以及進行飾面處理,在選材時注意,使外層材料的柔性要大于內(nèi)層材料的柔韌性,同時外層材料的變形能力要比內(nèi)層材料的變形能力強,這樣才能保證加氣混凝土墻面抹灰長期不空鼓。