浅析新型墙体材料裂缝成因与防护-建筑设计论文发表
浅析新型墙体材料裂缝成因与防护
陈小娟1 苏跃鹏2
[提要] 新型墙体材料具有平整度高、自重轻、节地、节能和环保等优点，在我国应用范围正在逐步扩大。但是，无论采用何种结构形式、何种材料，墙体裂缝现象总是不断发生，而新型墙体材料裂缝的产生又有着自身的特点，鉴于其应用范围的不断扩大，本文将结合新型墙体材料的特点，来分析其裂缝的成因和防护措施。
[关键词] 温度 变形 网片 施工工艺
一、引言
在我国，新型墙体材料品种较多，主要包括砖、块、板，如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。由于材质不同，应用的范围也不同。在砌体结构中仍然以砖为主，如混凝土实心砖、蒸压灰砂砖等。而在框架结构和剪力墙结构中，各种砌块、空心砖以及轻质隔墙板就应用的比较多。下面将按照结构形式不同分别来分析裂缝产生的机理和防护措施。
二、新型墙体材料在砌体结构中的开裂机理和防护措施
对于砌体结构来说，引起墙体开裂的原因主要有以下几方面：
1.不均匀沉降
这对于传统的粘土砖和新型的墙材来说都是一样的，由于地基沉降不均匀而使墙体承受剪力，砌体结构的抗拉和抗剪能力都比较弱，所以容易开裂。采取的防护措施主要有：
（1）合理设置沉降缝，将房屋划分成若干个刚度较好的单元，或将沉降不同的部分隔开一定距离，其间可设置能自由沉降的悬挑结构。
（2）合理布置承重墙，应尽量将纵墙拉通，尽量做到少转折，少断开，使它能起到调整不均匀沉降的作用。同时横墙间距不能过大，以加强房屋的空间刚度，进一步调整沿纵向的不均匀沉降。
（3）加强上部结构的刚度，提高墙体抗剪强度，减少建筑物端部的门窗洞口，设置钢筋混凝土圈梁，尤其是要加强地圈梁的刚度。
（4）加强基槽检验工作，发现有不良地基应及时妥善处理，然后才能进行基础施工。
（5）房屋体形应力求简单规则，横墙间距不宜过大。
（6）合理安排施工顺序，宜先施工体量较大的单元，再施工体量较小的单元。
2.收缩和温度变化
（1）相对于传统粘土砖来说，蒸压灰砂砖和混凝土实心砖自身的干燥收缩值较高，干燥和收缩速度较慢，故容易产生内部应力。
（2）由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩产生的裂缝。由于房屋过长，室内外温差过大，因钢筋混凝土楼盖和墙体温度变形的差异，有可能使外纵墙在门窗洞口附近或楼梯间等薄弱部位发生沿竖向贯通墙体全高的裂缝，这种裂缝有时会使楼盖的相应部位发生断裂，形成内外贯通的裂缝。另外，当房屋层高较大时，墙体因受弯在截面薄弱处（如窗间墙）会出现水平裂缝。
（3）由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同产生的裂缝。当材料随时间发生收缩变形和自然界温度发生变化时，由于钢筋混凝土和墙砌体材料收缩系数和线膨胀系数的不同，会在房屋的墙体及楼盖结构中引起因约束变形而产生的附加应力，当这种附加应力过大时会在墙体上产生局部竖向裂缝。
防护措施主要有：
（1）在墙体中设置伸缩缝。将伸缩缝设在房屋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。
（2）屋面设保温隔热层。屋面的保温隔热层或刚性面层及砂浆找平层应设分隔缝，分隔缝的间距不宜大于6m，并与女儿墙隔开，其缝宽不小于30㎜，屋面施工宜避开高温季节。
（3）楼（屋）面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁，并沿内外墙拉通。
（4）遇有较长的现浇屋面混凝土挑檐、圈梁时，可分段施工，预留伸缩缝，以避免混凝土收缩对墙体的不良影响。
3.对房屋的设计和构造处理不当而引起的裂缝
设计砌体结构的房屋，要做到力学模型准确、传力清楚、荷载统计无误；重视墙体高厚比和局部承压能力的计算，避免因砌体承载力不足而引的各种裂缝；严格按规范要求设置圈梁和构造柱，以提高砌体结构的整体性，避免因地基不均匀沉降以及温差引起的各种裂缝。
4.施工质量以及使用材料不合格而引起的裂缝
施工质量对裂缝有明显影响，因此，必须加强监督，严格检查，确保砌体质量，具体来讲着重做好以下几点：
（1）保证施工用原材料的质量。不得使用质量低劣、强度等级低于规定、稳定性差或含泥量多的水泥和砂浆；不得使用强度等级低、收缩性大、垂直性差、质量不稳定、强度达不到要求的砖砌体。
（2）保证砂浆具有良好的和易性和保水性，拌制砂浆要严格计量，避免砂浆强度波动较大，并保证水平砖缝的砂浆饱满度不小于80%。
（3）砌体施工方法要正确。砌筑前要提前摆砖，砖浇水湿润要适宜，严禁干砖上墙。
（4）窗的钢筋混凝土边框与墙体结合处砌体均要砌成马牙槎，后浇筑砼，以增强边框与墙体的连接。
三、新型墙体材料在框架、剪力墙结构中的开裂机理和防护措施
对于框架、剪力墙结构来说，填充墙基本上属于非受力构件，基本不存在由于沉降不均而引起开裂的可能性。开裂机理和因素基本上也是以温度、干缩和施工质量为主。基于这些特点，采取的防护措施主要有包括：
1.减少墙体中的内应力
1.1尽量减少墙体材料等产品的实际干缩值
（1） 不使用龄期小于30天的墙体材料，保证新型墙体材料在使用前已基本具备较小的实际干缩值和较高的强度。加气混凝土砌块的干燥收缩值应≤0.5mm/m，用于外墙的加气混凝土砌块抗压强度不小于5Mpa，用于内墙的砌块抗压强度不小于3.5Mpa。
（2） 应严格控制新型墙体材料的含水率和含水深度。使用时，应提前1～2天浇水湿润，不得随浇随砌。雨期施工，新型墙体材料不应露天贴地堆放，并应有可靠的防雨淋措施。被雨水淋湿的新型墙体材料不得立即砌筑。
（3） 配制砂浆用的石灰膏必须用孔径大于3mm×3mm的筛网过滤，并使其充分熟化。砂浆应采用机械搅拌和随伴随用，保证搅拌时间不能太短和使用时间不能过长，严禁使用隔夜灰。
1.2让砌体大部分的沉缩变形发生在墙体压顶及抹灰之前
（1） 日砌高度不宜大于1.4m，对于加气混凝土砌块，因其自重太轻，容易造成与砂浆的胶结不充分而产生裂缝，故在停砌时，最高一皮砖以一皮浮砖压顶，第二天继续砌筑时再将其取走。墙体塞顶宜在7天后，且以60°角顶紧。抹灰又应在7天后。
（2） 应采取有效措施控制灰缝的厚度和饱满度。宜用“三一”砌砖法砌筑墙体。当采用铺浆法砌筑时，应限制铺浆长度。
1.3从设计方面减少温度应力。如在顶层砌体中配置一定数量的抗裂钢筋，与拉结筋搭接，其配筋率从0.03％～0.2％，该配筋率既能抗裂，又能保证砌体具有一定的延性，其中一道应设在窗洞底部的窗台压顶处。屋面设置具有防水性能的保温隔热层，女儿墙与保温隔热层宜软连接（设伸缩缝），屋面应设置分割缝。顶层砌体门、窗洞口加小构造柱、小圈梁，与建筑物框架、剪力墙连接为整体；同时增加配筋，钢筋间距为250～300mm，通长放置，并在洞口内外粘贴L形钢筋网片，加强墙体的整体性。
1.4避免建筑物构造设计不合理引起的内应力。
2. 尽量避免在墙体的某一部位出现应力集中，并在有可能出现应力集中的部位，采取有效的技术措施以增加砌体的抗拉强度。
（1）采用粘结性好的砂浆砌筑墙体。
（2）抹灰砂浆强度应与墙体材料强度相适应，外墙、厨厕等有防水要求的位置应采用防水砂浆。墙体与混凝土交界处宜加挂防裂网，对高层建筑八层以上外墙或要求较高的外墙宜满挂网。也可以在外（内）墙抹灰砂浆中加入杜拉纤维等材料，改善砂浆的抗裂、抗渗性能。抹灰前必须先进行基层界面处理。墙面抹灰应分次成活，每次厚度在8mm左右。
（3）外墙面设计应包括：基体处理、找平层、结合层、粘结层和面层。当外墙镶贴饰面砖时，砂浆的粘结强度应满足有关强制性条文的要求。
（4）墙体长度超过5m应设置构造柱，墙体高度超过4m，应设置腰梁，其梁高不小于1/30梁长，且不小于120mm。女儿墙、阳台栏杆及较长的窗台下砌体，应加设现浇钢筋混凝土构造柱及压顶，构造柱间距不宜大于4m，构造柱应伸入压顶并与钢筋混凝土压顶整体浇在一起。
（5）按设计和有关规范要求设置墙柱拉结筋，并砌入墙内。填充墙与主体结构构件之间的缝隙应采用砂浆填满。
（6）墙内预埋管线应在弹线定位后，用机械刨坑开凿，并应在砌体砂浆强度达到75％以上方可进行。管线安装后，坑槽应用砂浆分层填塞严密，并在抹灰层内沿缝长加挂宽度不小于300mm的纤维网布或钢丝网。
（7）门窗框安装宜采用后塞口法施工。
四、总结
以上这些方法主要是为了让墙体成为一个可以尽量分散集中应力的完整结构，同时也是提高墙体自身抗拉能力的技术措施。不仅适用于新型墙体，同样也是用于传统墙体。
工程实践证明，如果施工图纸在应用新型墙体材料的设计方面是合理的或者我们根据实践经验加以合理性修改，并且在新型墙体材料的选购、保存和使用的各个环节严格按照有关的要求进行操作，则可以基本上克服使用新型墙体材料的裂漏问题。
参 考 文 献
〔1〕刘忠琴，砖混结构墙体裂缝的分析与防治
〔2〕肖亚明，砌体结构裂缝与控制问题研究综述，第三届全国工程学术会议论文集，1994
〔3〕苑振芳，砌体结构的局部配筋对裂缝控制和伸缩缝间距影响的讨论，《工程建议标准化》1996.2期
〔4〕配置灰缝钢筋砌体的裂缝控制，第10届国际砌体会议论文集，1994.P719
