混凝土小型空心砌块墙体开裂原因分析及控制

墙体材料改革，是我国建设领域的一项基本国策，是落实科学发展观的具体体现，是实施可持续发展战略的重大举措，改革的目标是用新型的墙体材料取代传统的实心粘土砖，以达到保护耕地、节约能源、保护环境的目的。随着这项工作的不断推进，越来越多的新型墙体材料应用于各类工程，但随着新型墙体材料的应用，也带来了一些负面影响，如混凝土小型空心砌块墙体的开裂就是最具代表性的问题。墙体的开裂，会带来一系列的问题，如墙体渗漏、墙皮脱落、影响使用、危及安全及影响美观等，由此引发的投诉事件也不断增多，因此也成为社会关注和百姓投诉的新热点。混凝土小型空心砌块墙体开裂的原因是多方面的，也是很复杂的，本文对混凝土小型空心砌块建筑墙体的开裂进行了研究、分析，并提出了防止混凝土小型空心砌块建筑墙体开裂的措施及建议。一、原因分析（一）砌块材料自身的原因1、混凝土小型空心砌块是由混凝土组成的。混凝土是一种复合材料，它是由骨料、水泥石、气体、水分等所组成的非均质材料胶结而成的，在温度、湿度变化条件下，混凝土逐步硬化，同时产生体积变形，这种变形是不均匀的；水泥石收缩较大，骨料收缩很小；一般来说，骨料与砂浆具有不同的热学参数，即它们的热膨胀系数是不相同的，骨料的热膨胀系数通常取在0.7×10-5/℃，混凝土的热膨胀系数通常取为1×10-5/℃，不同类型骨料混凝土的热传导系数亦不同。它们之间的变形不是自由的，产生相互约束应力，当水泥砂浆的热膨胀系数大于骨料热膨胀系数时，界面上将产生拉应力，由此会造成开裂损伤。混凝土结构内由于水化热产生的温变、收缩等引起界面上的拉应力，当拉应力达到界面粘接强度时，界面上的某一薄弱环节将首先开裂，因而造成材料内部的开裂损伤。2、混凝土中的自由水蒸发会引起混凝土的干缩，从而引起砌块自身开裂。3、混凝土中胶凝物质在大气中CO2的作用下，会引起炭化收缩，导致混凝土自身开裂。砌块上墙后，由于自身的收缩，会引起墙体内部产生一定的应力，当这种应力大于墙体的抗拉与抗剪强度时，墙体就会产生开裂。4、砌块是由混凝土制成的一种空心墙体材料，它具有混凝土脆性属性，在生产和运输过程中，因振动会产生细小的裂缝，上墙后在外界因素的作用下就会产生墙体上的宏观裂缝。5、由于砌块自身材料的原因，混凝土砌块需要成型养护28天，此时砌块的变形约完成60%，砌块变形要完全稳定需长达3-5年，而在生产到施工过程中，有时砌块龄期不到即已出厂，且龄期很难检查控制，这也是造成墙体开裂的原因之一。6、砌块本身强度达不到要求，几何尺寸误差太大，缺棱掉角，破碎，也是引起墙体开裂的原因之一。7、当前，砌块生产厂家所用设备的质量，良莠不齐，许多小厂的生产设备质量不过关。生产出的砌块强度低、密实度低、达不到质量要求。这是引起材料质量不过关的主要原因。（二）温差作用的原因混凝土砌块砌体的线膨胀系数约为10×10-6，是实心粘土砖砌体的两倍，因此，砌块墙体对温度的敏感性比砖砌体高，很容易受温度变化引起变形导致墙体开裂，温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。（三）地基沉降的原因由于建筑物不均匀沉降，引起建筑物的墙体结构内的附加应力，而砌块砌体的抗剪性能大大低于粘土砖，这是导致墙体产生剪拉斜向开裂或垂直弯曲开裂主要原因。（四）设计方面的原因由于设计人员对砌块墙体材料的性质不够了解，在设计过程中往往采用传统的设计方法，且在构造上不采取防裂、抗裂措施，形成“穿新鞋、走老路”的现象，这样难免使砌块墙体出现开裂。（五）施工方面的原因1、空心砌块墙体是由人工砌筑的，由于空心砌块块体较高和孔洞的存在，使竖缝砂浆不易饱满，水平缝接触面积小，不便铺砌，导致水平及竖向灰缝砂浆饱满度达不到要求，从而减弱了墙体抗剪、抗拉和抗变形能力，引起墙体开裂。2、在施工过程中仍沿用传统的砌砖操作工艺，使用传统的砌筑砂浆，而不使用专用砌筑砂浆，导致砌块之间粘结不牢，墙体抗拉、抗剪强度降低，从而引起墙体开裂。3、现场材料的堆放不采取有效措施，受潮后仍上墙，引起二次干缩。由于以上原因的存在，如果在各个环节不引起重视，砌块墙体的开裂是在所难免的。二、裂缝控制砌块墙体的裂缝控制，是一个复杂的系统工程。长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法，并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上，形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想。这些构想、措施有的已运用到工程实践中，并取得了较好的效果。（一）设计环节的措施我国新《砌体结构设计规范》GB50003-2001根据住房商品化的要求，较大地加强了砌体结构房屋抗裂措施，特别是对新型墙材砌体结构的防裂、抗裂构造措施，由旧规范的2条增加到9条。为防止或减轻墙体开裂，根据规范并结合实际情况，应采取以下措施：1、为了防止或减轻房屋在正常使用条件下，由温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。根据规范规定，伸缩缝的间距可按表1采用。2、为防止或减轻房屋墙体裂缝，在设计时可根据情况采取下列构造措施：⑴增大基础圈梁的刚度；⑵在地基不均匀的情况下，底层窗台墙体的第2与第4灰缝中各设φ4钢筋点焊网片或2φ6钢筋，并伸人两边窗间墙内不小于600mm；以控制垂直裂缝的发生。⑶采用钢筋混凝土窗台板，窗台板嵌入窗间墙内不小于600mm；⑷墙体转角处和纵横墙交接处宜沿竖向每隔400-500mm设拉结钢筋，其数量为每120mm墙厚不少于1φ6或焊接钢筋网片，埋入长度从墙的转角或交接处算起，每边不小于600mm.⑸对混凝土砌块墙体，宜在底层门、窗过梁上方的水平灰缝内及窗台下第一和第二道水平灰缝内设置焊接钢筋网片或2φ6钢筋，焊接钢筋网片或钢筋应伸入两边窗间墙内不小于600mm.⑹设置灰缝钢筋.⑺在建筑物墙体中设置配筋带。也可根据建筑物的具体情况，如场地土及地震设防烈度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等，综合采用上述抗裂措施。
（二）砌块生产环节的措施在砌块的生产环节要加大管理力度。目前，在生产领域存在生产设备质量不过关、质量体系不健全等问题，导致产出的砌块密实度达不到要求、几何尺寸差、缺棱掉角、含水率高、不进行防潮包装、龄期达不到要求等以一系列问题。而砌块本身质量的好坏与墙体开裂有很大的关系。所以，针对生产环节，要采取以下措施：1、引进高质量的生产设备，淘汰那些手工作坊式的生产工艺，保证砌块生产质量。2、把好材料出厂关，砌块的龄期必须达到28d以上，砌块的规格、强度等级、含水率等应经严格检验。符合要求方可进入施工现场使用。砌块的运输和堆放要注意防止雨淋，保持堆放场地干净整洁，不积水，运输过程严禁随意倾卸。3、砌块要进行防潮包装。
（三）施工环节的措施1、严格控制砌块28d后才能出厂和上墙砌筑，保证混凝土砌块保养期。混凝土砌块建筑的干缩裂缝对建筑物影响很大。而其中一个非常重要的环节就是要控制好混凝土砌块本身原有的含水率。除了生产企业提高砌块本身内在质量包括控制其最大吸水率以外，非常重要的一条就是要保证混凝土砌块的28d龄期再上墙，从实践来看，保证砌块龄期一个月以上上墙效果更佳；2、混凝土砌块砌体应采用砌块专用砂浆砌筑，砌筑砂浆须采用和易性好、粘结力强、稠度控制在50mm以下的混合砂浆，严禁用水泥砂浆砌筑；3、墙体水平灰缝和竖缝必须饱满，水平缝灰浆饱满度达到90%，竖缝灰浆饱满度应达到80%，严禁砌体出现瞎缝和透明缝；4、严禁雨后砌筑墙体和浸水、受潮砌块上墙砌筑；5、保证墙砌体材料质量，同时保证砌筑用砂浆强度和饱满度，增加砌体灰缝接触面，才能保证墙体的刚度；6、为了避免新砌体压缩变形过大，严格控制日砌高度，外墙日砌高度在2m左右为宜；7、保证顶层或最上两三层的砌体砂浆强度不小于M7.5，增加墙体的抗剪抗拉能力，保证墙体的整体刚度；8、外墙内侧设有暗管暗线时，应使用同种材料带纵槽或横槽的异型辅助砌块，施工时要密切和水电施工人员配合，砌墙时确保预留管、线槽位置的正确，禁止在外墙砌好后凿槽、凿孔等。另外外墙砌体不宜吊挂重物，设计上应考虑用跳板、阳台等安放空调设备；9、可在窗台下砌体中增加配筋或砌筑反拱，抵抗基础的反作用；10、墙体与混凝土构造接应采用“马牙搓”连接工并加设拉接筋。因空心砌块壁薄，水平灰缝接触面小、故应选用能保证设计强度，且塑性好的砂浆砌筑。砌筑时，砌块底面朝上，铺灰饱满，竖向灰缝应满灌，挤压严密，搭接合理；11、严格按照砌筑方法，上下错缝要注意水平方面互相诺接，增加结构的强度和刚度；12、严格控制砌块的搬运及堆放环节。砌块的搬运过程必须轻拿轻放，严防野蛮装卸。防止因砌块内伤而产生一时释放不了的应力，并要求堆放整齐，加盖防水物品，严禁遭雨淋；13、在施工前一定要做好砌块的排序方案，施工时要严格执行；14、做好施工工人的培训工作，以提高砌筑质量；
（四）抹灰环节的防裂措施对于砌块墙体，按照普通墙面进行抹灰，很容易造成墙面开裂。所以要改变传统的抹面做法，按照“逐层渐变、柔性抗裂”的原理进行抹灰，与传统的抹面做法不同，这种做法在构造设计上采用了逐层渐变的柔性抗裂技术路线。1、其基本原理是，各构造层满足允许变形与限制变形相统一的原则，各层材料的性能满足随时分散和消解变形应力，各层弹性模量变化指标相匹配逐层渐变，外层的柔韧变形量高于内层的变形量；按照这一原理建立的柔性渐变抗裂体系，能够有效地吸收和消纳应力变形，能够解决外墙表面易出现有害裂缝的技术难题。2、做面层时宜采用抗裂柔性耐水腻子，底层用呼吸性良好的高分子乳液弹性涂料，柔性耐水腻子与弹性底层涂料两者的配套使用，不仅满足面层的变形的要求，而且还具有良好的防水、透气、耐冻融、装饰作用。3、外墙抹灰宜待房屋结构封顶15天后进行，以使墙体有一个干缩稳定的过程，避免日后粉刷开裂；顶层内抹灰应待屋面保温、隔热架空板施工完后再进行，以减少温差效应；外墙抹面宜从次顶层开始往下，最后抹顶层，这对防止干缩裂缝的产生颇有效果。实践证明，采用这种抹灰工艺，对于防止墙体开裂有非常好的效果。
总之，混凝土小型空心砌块墙体裂缝的治理是一个系统工程，只有建设、设计、施工、科研、生产、政府管理等部门协同工作，共同努力，集思广益，墙体开裂的问题才能够得到彻底解决。