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試論蒸壓加氣磚墻體開裂機(jī)理

發(fā)布時(shí)間:2020-01-16        來源:成都騰月銘加氣磚廠

  2020年1月16日,蒸壓加氣磚是近年來使用較多的新型墻體材料,但使用后會(huì)遇到墻體開裂、滲水,抹灰脫落從而污染、損壞室內(nèi)裝修等問題。但并不是只有使用蒸壓加氣磚的框架或框剪結(jié)構(gòu)的填充墻會(huì)出現(xiàn)開裂或滲漏現(xiàn)象,使用紅磚的也會(huì)出現(xiàn),只不過使用新墻材的比使用紅磚的多一些。

  并不是每一堵使用新墻材的墻都會(huì)出現(xiàn)裂漏,而且出現(xiàn)的位置和方式各不相同,向西方向的外墻比其它方向的外墻出現(xiàn)問題的機(jī)率大,最頂層的外墻出現(xiàn)裂漏的情況比其它位置較為嚴(yán)重。實(shí)際上,墻體出現(xiàn)裂漏的根本原因并不是因?yàn)槭褂昧苏魤杭託獯u,而是由于把新墻材錯(cuò)誤地理解成是一種比紅磚輕的“輕質(zhì)磚”,按照使用紅磚的方法來管理和砌筑,而沒有按照新工藝進(jìn)行施工。


一、蒸壓加氣磚與紅磚的差異分析

  蒸壓加氣磚屬于硅酸鹽制品,因此,它們的物理特性和化學(xué)特性與紅磚有著本質(zhì)上的區(qū)別: 
(一)干燥收縮值:紅磚的標(biāo)態(tài)干縮值在0.1mm/m以下,且實(shí)際干縮值一般只是比標(biāo)態(tài)干縮值稍小,但任何狀態(tài)下都非常接近。對(duì)蒸壓加氣磚,它們的標(biāo)態(tài)干縮值一般為紅磚的3~6倍。若要將它們的實(shí)際干縮值控制在0.1mm/m,則它們的相應(yīng)含水率分別約在3.4%和9.8~13.6%。而蒸壓加氣磚的平衡含水率約在3.6~3.8%,這說明,當(dāng)硅酸鹽制品的實(shí)際含水率與平衡含水率接近時(shí),其實(shí)際干縮值與紅磚相差不大。在實(shí)際應(yīng)用中,只要經(jīng)過一定的干燥期,我們一般可以把它們的實(shí)際干縮值控制在0.1~0.3mm/m的范圍,這充分表明嚴(yán)格控制新墻材上墻含水率是非常重要的。

  (二)吸水性能:紅磚的吸水性能要求小于23%,一般在20%以下。蒸壓加氣磚的吸水率一般在65%以下,兩者都與平衡含水率相差很大,如果在下雨天氣沒有很好的防雨措施,它們的實(shí)際含水率可接近各自的吸水率。如前所述,紅磚的實(shí)際含水率對(duì)其實(shí)際干縮值影響極小,而硅酸鹽制品的實(shí)際干縮值卻隨制品實(shí)際含水率的變化而發(fā)生很大的變化。

  (三)干燥和收縮的速度:蒸壓加氣磚的吸水速度比紅磚要慢得多,同時(shí)它們蒸發(fā)含水的速度也比紅磚要慢得多,也就是說它們?cè)诖罅课笤诤荛L(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都會(huì)具有一個(gè)很大的實(shí)際干縮值。有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在溫度為20±1℃、相對(duì)濕度60±10%的條件下進(jìn)行測(cè)試,紅磚在3天內(nèi)干縮完成約90%,水分去掉約60%,而灰砂磚在3天內(nèi)干縮完成約15%,水分去掉約50%,在7天內(nèi)干縮完成約35%,水分去掉約60%,在16天內(nèi)干縮完成約60%,水分去掉約70%。
二、蒸壓加氣磚墻體開裂的機(jī)理分析
  對(duì)于框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)來說,每一堵墻包括梁、柱、門窗洞口和填充墻、抹灰層、外墻裝飾層等,都是一個(gè)有機(jī)結(jié)合的 “整體墻”。在這個(gè)“整體墻”中,由于許多的內(nèi)在因素的影響,從而產(chǎn)生多樣的內(nèi)應(yīng)力,這些內(nèi)應(yīng)力從墻體砌筑完成便已開始形成并慢慢在墻體中發(fā)生變化。當(dāng)變化過程中較大的內(nèi)應(yīng)力集中在墻體的某一部位,而該處的抗拉強(qiáng)度不足以抗衡的情況下,則會(huì)產(chǎn)生裂縫從而釋放應(yīng)力。引起“整體墻”產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的因素很多,其中主要表現(xiàn)在以下幾方面:

(一)墻體材料及砂漿等產(chǎn)品(材料)的干縮變形而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力   內(nèi)應(yīng)力的大小與實(shí)際干縮值成正比,而實(shí)際干縮值的大小則與新墻材的標(biāo)態(tài)干縮值、實(shí)際含水率是同方向變化,與產(chǎn)品的齡期是反方向變化。 

(二)砌體的沉縮而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。砌體在砌筑過程及砌筑完成后都會(huì)形成沉降收縮,它包括砌體在自重作用下產(chǎn)生的砂漿塑性變形而下沉,也包括墻體材料和砂漿的干燥收縮。其內(nèi)應(yīng)力的大小與砌體的沉縮量成正比。

(三)溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。溫度的變化會(huì)引起材料的熱脹、冷縮,鋼筋混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為砌體溫度線膨脹系數(shù)的兩倍。當(dāng)溫度變化時(shí),鋼筋混凝土與砌體的變形不同步,由于建筑物是超靜定結(jié)構(gòu),約束條件下溫度變化引起足夠大的變形時(shí),建筑物將產(chǎn)生溫度應(yīng)力,即在“整體墻”產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的大小與溫度的變化成正比,這種溫度應(yīng)力在紅磚墻體中同樣會(huì)形成。

  當(dāng)作用于構(gòu)件的溫度應(yīng)力超過鋼筋混凝土與砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí),將出現(xiàn)裂縫。所以,在樓梯間圈梁與砌體交接處、混凝土屋蓋與墻體交接處,水平裂縫比較多。對(duì)于墻體來說,門、窗洞口就是應(yīng)力集中的部位。當(dāng)溫度變化時(shí),混凝土和砌體產(chǎn)生溫度應(yīng)力,而頂層砌體門、窗洞口的角部又是正應(yīng)力、溫度應(yīng)力都比較大的部位,這樣,就出現(xiàn)了頂層砌體門、窗洞口的八字裂縫。

(四)建筑物構(gòu)造不合理引起的內(nèi)應(yīng)力 。建筑物某些部位如果設(shè)計(jì)時(shí)剛性不足,則由于其自身的變形而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,而這些內(nèi)應(yīng)力最終作用在墻體上。
三、墻體出現(xiàn)開裂的原因分析    
  墻體出現(xiàn)開裂都必然有它的內(nèi)在原因,根據(jù)“整體墻”開裂的機(jī)理,墻體要產(chǎn)生較大的開裂則會(huì)經(jīng)過下面三個(gè)步驟:
(一)“整體墻”內(nèi)部形成了較大的內(nèi)應(yīng)力;
(二)內(nèi)應(yīng)力在墻體的某一部位出現(xiàn)應(yīng)力集中;
(三)在應(yīng)力集中的部位,砌體的抗拉強(qiáng)度不足以抗衡集中應(yīng)力的作用,以產(chǎn)生裂縫的形式表現(xiàn),同時(shí)并將這部份的集中應(yīng)力不斷釋放,逐步形成較大的裂縫。    
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