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混凝土小型空心砌塊房屋裂縫產生的成因分析
[摘要]近年來,隨著我國建筑業的快速,混凝土小型空心砌塊作為一種替代實心粘土磚的新型墻體材料,在房屋建筑工程中的應用也越來越多,并顯示出其所具有的良好的社會效益、環境效益和效益。基于此,本文對混凝土小型空心砌塊房屋裂縫產生的成因進行了初步分析。
[關鍵詞]混凝土 小型空心砌塊 房屋裂縫
一、混凝土小型空心砌塊特點
1.干體積密度比磚小,砼小型空心砌塊一般干體積密度約在1100～1200kg/m3,輕集料砼砌塊及粉煤灰砌塊約在850-1000kg/m3,與磚相比可以降低建筑物自重,減少梁、柱、基礎投資,降低綜合造價。
2.砌塊塊體較大,一塊砌塊約抵12塊實心磚,7塊kp1多孔磚,可以提高砌筑效率,減輕勞動強度,節省砌筑砂漿,減少施工現場建筑垃圾。
3.普通砼空心砌塊可以用作承重墻體,常用砌塊抗壓強度在MU7.5、10.0、15Mpa;輕集料砼砌塊抗壓強度一般在MU5.0、7.5Mpa,主要用作填充墻。不宜用強度低于MU5.0Mpa以下的砌塊做填充墻,因為較易出現裂縫。
4.砼小型空心砌塊熱工性能較差,禁止在住宅外墻填充墻體中不采取抗裂、保溫措施單獨使用普通單排孔砼小型空心砌塊,住宅框架填充內墻需用雙排孔或多排孔砌塊,以便于裝修,限止使用單排孔砌塊。
5.砼小型空心砌塊收縮較燒結磚大,容易出現裂縫,用作填充墻除必須每三皮砌塊(60CM)設拉結筋與柱或鋼筋砼墻拉結外,梁底、柱邊必須用鋼絲網(最好用鋼板網)防裂。
6.粉煤灰砌塊保溫隔熱性能好,雙排孔粉煤灰小型空心砌塊經實測(不加粉刷)190厚墻體熱阻達0.463m2.k/w,甚至好于kp1粘土多孔磚。
混凝土小型空心砌塊是一種新型的建筑材料。由于它的諸多優點,已經成為替代傳統的黏土磚最有競爭力的墻體材料。在豎向孔洞配筋,灌注細石混凝土形成配筋的組合墻體,可以大大改善砌體原有的脆性和不均勻性,從而使之具有良好的抗彎、抗剪能力。
砌塊房屋建成和使用之后,由于種種原因可能出現各種各樣的墻體裂縫。從大的方面來說墻體裂縫可分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類。各種荷載直接作用下墻體產生的相應形式的裂縫稱為受力裂縫。而砌體收縮、溫濕度變化、地基沉降不均勻等引起的裂縫是為非受力裂縫,又稱變形裂縫。本文著重討論溫度和收縮裂縫的成因和表現形式。小型砌塊砌體與磚砌體相比,力學性能有著明顯的差異。在相同的塊體和砂漿強度等級下,小型砌塊砌體的抗壓強度比磚砌體高許多。這是因為砌塊高度比磚大3倍,不像磚砌體那樣受到塊材抗折指標的制約。但是,相同砂漿強度等級下抗拉、抗剪強度小砌塊砌體卻比磚砌體小了很多,沿齒縫截面彎拉強度僅為磚砌體的30%,沿通縫彎拉僅為磚砌體的45%～50%,抗剪強度僅為磚砌體的50%～55%。因此,在相同受力狀態下,小型砌塊砌體抵抗拉力和剪力的能力要比磚砌體小很多,所以更容易開裂。這個特點往往沒有被人重視。此外,小型砌塊砌體的豎縫比磚砌體大3倍,加大了其薄弱環節更容易產生應力集中。
多層砌塊房屋的頂層墻體和磚砌體房屋一樣是最容易出現溫度裂縫的。盡管混凝土砌體墻體的線脹系數與頂蓋混凝土板的線脹系數沒有差別,但在強陽光照射下兩者之間還是存在一定的溫差。在強陽光照射下,屋面上表面最高溫度可達40℃～50℃,而頂層外墻平均最高溫度約為30℃～35℃。屋頂和頂層外墻存在10℃～15℃的溫差。在實際工程中我們發現,單是保溫層上的水泥砂漿找平層(厚20mm,實際施工時往往超厚)在外界溫度變化下的伸縮變形也能將外墻推裂。因為按現有的建筑構造定型節點圖,不但不斷開不留空隙而且在邊端還要加厚,堆成三角形(便于做泛水)。找平層雖薄但在平面內還是有相當大的剛度,其上面的卷材防水層是沒有隔熱效果的,強陽光直接照射下找平層伸縮導致墻體開裂就不足為奇了。在頂蓋與外墻存在一定溫差下,導致兩者溫度變形不協調,產生墻體裂縫。
這種溫度裂縫是有明顯的性:兩端重中間輕,頂層重入下輕,陽面重陰面輕。由于頂蓋的溫度伸縮也會引起與外縱墻相連的頂層橫墻的開裂,一般位于大棚下靠近外墻處出現斜向裂縫。頂層墻體開裂裂縫形態與圈梁設置方法有明顯的關系,但僅靠圈梁的設置并不能阻止墻體裂縫的產生。頂層圈梁上直接鋪設屋面板時,當屋面板坐漿與圈梁結合較好時,圈梁下仍可能出現斜裂縫。如果結合較差,有可能產生水平裂縫。
三、砌塊房屋的收縮變形分析
小型空心砌塊則是混凝土拌合物經澆筑、振搗養生而成的。混凝土在硬化過程中逐漸失水而干縮,其干縮量因材料和成型質量而異,并隨時間增長而逐漸減小。以普通混凝土砌塊為例,在養護條件下,成型28d后,收縮趨于穩定,其干縮率為0.03%～0.035%,含水率在50%～60%左右,砌成砌體后,在正常使用條件下,含水率繼續下降,可達10%左右,其干縮率為0.018%～0.07%左右,干縮率的大小與砌塊上墻時含水率有關,也與溫度有關。砌塊上墻后的干縮,引起砌體干縮,而在砌體內部產生一定的收縮應力,當砌體的抗拉、抗剪強度不足以抵抗收縮應力時,就會產生裂縫。
由于砌筑砂漿的強度等級不高,灰縫不飽滿,干縮引起的裂縫往往呈發絲狀而分散在灰縫隙中,清水墻時不易被發現,當有粉刷抹面時便顯露出來。干縮引起的裂縫寬度不大,且裂縫寬度較均勻。砌塊上墻時含水率較大,經過一段時間后,砌體含水率降低,便可能出現干縮裂縫。即使已砌筑完工的砌體無干縮裂縫,但當砌塊因某種原因再次被水浸濕后,出現第二干縮,砌體仍可能產生裂縫。
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