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    試論蒸壓加氣磚墻體開裂機理
    來源:www.aperoblog.com發布時間:2020年01月16日

      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,但使用后會遇到墻體開裂、滲水,抹灰脫落從而污染、損壞室內裝修等問題。但并不是只有使用蒸壓加氣磚的框架或框剪結構的填充墻會出現開裂或滲漏現象,使用紅磚的也會出現,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出現裂漏,而且出現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問題的機率大,最頂層的外墻出現裂漏的情況比其它位置較為嚴重。實際上,墻體出現裂漏的根本原因并不是因為使用了蒸壓加氣磚,而是由于把新墻材錯誤地理解成是一種比紅磚輕的“輕質磚”,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特性與紅磚有著本質上的區別: 
    (一)干燥收縮值:紅磚的標態干縮值在0.1mm/m以下,且實際干縮值一般只是比標態干縮值稍小,但任何狀態下都非常接近。對蒸壓加氣磚,它們的標態干縮值一般為紅磚的3~6倍。若要將它們的實際干縮值控制在0.1mm/m,則它們的相應含水率分別約在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,當硅酸鹽制品的實際含水率與平衡含水率接近時,其實際干縮值與紅磚相差不大。在實際應用中,只要經過一定的干燥期,我們一般可以把它們的實際干縮值控制在0.1~0.3mm/m的范圍,這充分表明嚴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,它們的實際含水率可接近各自的吸水率。如前所述,紅磚的實際含水率對其實際干縮值影響極小,而硅酸鹽制品的實際干縮值卻隨制品實際含水率的變化而發生很大的變化。

      (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,同時它們蒸發含水的速度也比紅磚要慢得多,也就是說它們在大量吸水后在很長時間內都會具有一個很大的實際干縮值。有關試驗數據表明,在溫度為20±1℃、相對濕度60±10%的條件下進行測試,紅磚在3天內干縮完成約90%,水分去掉約60%,而灰砂磚在3天內干縮完成約15%,水分去掉約50%,在7天內干縮完成約35%,水分去掉約60%,在16天內干縮完成約60%,水分去掉約70%。
    二、蒸壓加氣磚墻體開裂的機理分析
      對于框架結構和框剪結構來說,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,都是一個有機結合的 “整體墻”。在這個“整體墻”中,由于許多的內在因素的影響,從而產生多樣的內應力,這些內應力從墻體砌筑完成便已開始形成并慢慢在墻體中發生變化。當變化過程中較大的內應力集中在墻體的某一部位,而該處的抗拉強度不足以抗衡的情況下,則會產生裂縫從而釋放應力。引起“整體墻”產生內應力的因素很多,其中主要表現在以下幾方面:

    (一)墻體材料及砂漿等產品(材料)的干縮變形而產生的內應力   內應力的大小與實際干縮值成正比,而實際干縮值的大小則與新墻材的標態干縮值、實際含水率是同方向變化,與產品的齡期是反方向變化。 

    (二)砌體的沉縮而產生內應力。砌體在砌筑過程及砌筑完成后都會形成沉降收縮,它包括砌體在自重作用下產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。其內應力的大小與砌體的沉縮量成正比。

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

      當作用于構件的溫度應力超過鋼筋混凝土與砌體的抗拉強度時,將出現裂縫。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。對于墻體來說,門、窗洞口就是應力集中的部位。當溫度變化時,混凝土和砌體產生溫度應力,而頂層砌體門、窗洞口的角部又是正應力、溫度應力都比較大的部位,這樣,就出現了頂層砌體門、窗洞口的八字裂縫。

    (四)建筑物構造不合理引起的內應力 。建筑物某些部位如果設計時剛性不足,則由于其自身的變形而產生內應力,而這些內應力最終作用在墻體上。
    三、墻體出現開裂的原因分析    
      墻體出現開裂都必然有它的內在原因,根據“整體墻”開裂的機理,墻體要產生較大的開裂則會經過下面三個步驟:
    (一)“整體墻”內部形成了較大的內應力;
    (二)內應力在墻體的某一部位出現應力集中;
    (三)在應力集中的部位,砌體的抗拉強度不足以抗衡集中應力的作用,以產生裂縫的形式表現,同時并將這部份的集中應力不斷釋放,逐步形成較大的裂縫。    
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