煤渣空心砖填充墙体裂缝分析与预防

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摘要：在粉煤灰砖、煤渣砖、加气砼砌块逐步代替粘土砖的今天，如何提高新型材料的施工质量，解决好新出现的问题，减少用户对质量的质疑是近年来施工、设计单位在不断探索研究的问题，文章对煤渣空心砖填充墙体裂缝的原因进行了分析，提出了预防和解决方法，以期有更多的专业人士对新型建筑材料作深入研究。

关键词：煤渣空心砖；煤渣砖墙体裂缝；新型建筑材料

中图分类号：TQ172文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）05-0056-02

近十年来，由于国家对粘土砖限制使用，粉煤灰砖、煤渣砖、加气砼砌块及其它小型砌块已逐步代替粘土砖，并得到广泛应用。但由于设计与施工方面对煤渣砖使用经验不足，致使这些新材料在应用时出现了一些墙体裂缝问题。为此，本文对煤渣砖墙体裂缝实例事故进行分析，并提出一些预防技术措施。

一、煤渣砖墙体裂缝概况

某综合办公楼和某单身楼均为六层钢筋砼框架结构，填充墙为煤渣砖，砖强度等级为MUl0，砂浆为M5，房间进深为6m，层高3.3m，煤渣砖厚为240mm与200mm两种。砌体施工时间为去年9月～10月，今年5月份发现墙面抹灰砂浆有竖向裂缝，但无水平裂缝，裂缝两头细、中间宽，裂缝部位在墙中间，t离框架柱1m左右开始有裂缝，间距一般在500～1500mm之间，上下两端离框架梁500mm左右消失，裂缝宽在0.1～0.5mm之间，宽的裂缝墙体己贯通，基本上每片墙均有裂缝。不论内墙还是外墙，墙面两侧均有裂缝，但框架梁与楼板无裂缝。

二、煤渣砖墙体裂缝原因分析

1．煤渣砖材料本身是由煤渣与水泥砂浆掺合浇筑而成，其本身干收缩值较大，大约为0.5～0.8mm/m，用于轻质墙体的煤渣砖材料大都采用蒸汽养护生产工艺，出釜时砌块的含水率高达35%以上。在自然状态下，这些材料的含水率会逐渐降低，1年后从墙中取样测得含水率稳定在6%左右，此时干缩变形也已稳定。在这一过程中，轻质墙体材料出釜后早期含率降低较快，变形也大，若此时上墙砌筑，材料和墙体干缩值都较大，不仅会引起墙体的开裂，而且会导致墙体与主体结构之间产生裂缝，但是往往由于煤渣砖生产厂家无存放场地，施工现场也由于施工进度和现场堆放场地限制，将运来的煤渣砖堆放至多1～3天就砌筑墙体，造成砌体干缩值加大而造成墙体开裂。煤渣砖干收缩值以0.5～0.8mm/m，平均值0.6mm/m考虑，10d以内开始砌筑墙体，其收缩值为总收缩值50%计算，间距为500、1000、1500mm，裂缝宽度分别为0.15、0.30、0.45mm，这与现场发现裂缝宽度基本相符合。另外，由于煤渣砖生产厂家一般均是中小型企业，生产煤渣砖工艺控制不严，骨料与水灰比控制不严，煤渣砖生产质量不稳定，也是造成砌体裂缝普遍发生的潜在原因。

2．温度应力。由于框架梁柱与填充墙施工时间不同，并经过一个冬季降温过程，填充墙与框架之间因温度变化产生拉应力。我们采用王铁梦先生的计算公式，分析这种裂缝产生原因，由于框架承载所有荷载，砌体的垂直应力（自重产生）很小，因此可认为砌体的主拉应力接近于剪应力，通过计算求得，墙体的拉应力达到0.2N/mm2。查《砌体结构设计规范》GBJ3-88中表2.2.2-1砂浆强度M5时，粘土空心砖抗拉强度为0.12N/mm2，砼小型空心砌块为0.06N/mm2，粉煤灰实心砌体为0.03N/mm2，煤渣空心砖抗拉强度远小于粘土空心砖，与粉煤灰砖砌体相近，因此煤渣砖砌体抗拉强度远小于实际拉应力T=0.2N/mm2，这是导致砌体出现裂缝主要原因之一。

3．填充墙周边约束。填充墙上下有框架梁约束，阻止煤渣砖砌体水平收缩，墙体左右有框架柱，柱中每隔500mm设置由2φ6拉结钢筋，长为1000mm，足以抵抗砌体收缩应力，故填充墙四周无裂缝出现，而中间部分墙体，本身抗拉性能差，砌体收缩应力大于其抗拉能力，故砌体中部出现竖向裂缝。

4．设计原因。一是对煤渣砖力学性能不熟悉；二是对煤渣砖与粘土砖线膨胀系数不同干燥收缩值不同缺乏了解，误认为两者基本相同，认为填充墙不受力，不影响结构安全，忽视设计细节方面的考虑。

5．施工原因。煤渣砖进场时缺乏必要检查，特别是煤渣砖生产时间和含水率测定疏忽，忽视煤渣砖干缩值对

砌体裂缝产生影响。空心煤渣砖砌筑比粘土砖难，故砂浆饱满性较差，降低砌体整体抗拉能力。

三、预防措施

1．设计。（1）由于煤渣砖干缩值较大，砌体缝内通长设置水平钢筋2φ4，间距500，或者墙体竖向每隔2m设置后浇带(如同高层建筑为防止不均匀沉降，而设置砼后浇带)，宽20mm，砌体施工一个月后再抹灰，防止墙体裂缝出现。（2）其他原因：煤渣砖强度等级不应低于MU10，砂浆不应低于M5；煤渣砖与粘土砖的线膨胀系数不同，干燥收缩值不等，设计时不应混用；煤渣砖砌体抗拉、抗剪能力差，砌体长度和高度应加以控制，尽量缩小，墙体水平长度超过5m应增设构造柱，高度超过4m应增设圈梁。

2．施工。（1）进场时应加强验收力度，出釜砖一般存放时间应不少于2周，最少不得少于10d，才能砌筑墙体，以使其干缩在自然状态中完成一半左右，减少砖上墙后砌体的干缩值。（2）煤渣砖的吸水率为25%左右，比粘土砖高，但吸水速度慢。过高的含水率会加大干缩值，故上墙砖含水率以10%～15%为宜，应提前12～24h浇水湿润（雨天施工不宜浇水，并应适当遮盖砖垛）。

3．构造措施。（1）按规范规定，主体结构与墙体的拉结筋为2φ6其间距不大于500mm，但在实际施工中的预埋钢筋不对准材料的灰缝，无法发挥拉结筋的作用。砌筑时可将拉结筋根部用混凝土浇筑一个齿槎，使墒体与主体结成为键槽连结，改善墙体与主体的联系，达到消除主体与墙体之间抹灰裂缝的目的。（2）施工中发现有些窗台与窗间墙交接处抹灰发生裂缝窄鼓，这是由于该处墙体受力产生压缩变形，加上轻质墙体材料产生干缩而造成的，因此宜在窗台处设置钢筋混凝土现浇带以抵抗变形。在未设置圈梁的门窗洞口上部的边角处也易发生裂缝和空鼓，主要是因轻质材料局部承压能力低而造成的，因此宜用圈梁取代过梁的方法。

4．砌筑要求。（1）砌筑砂浆宜采用混合砂浆，强度宜取M5，砂浆稠度宜为50～70mm。砌筑砂浆必须坐浆饱满，粘结率高，以增强抗折、抗拉、抗剪强度，同时须除去表面浮灰。（2）保证砌筑质量，为抹灰过程打下良好基础。砌筑前浇水要适当，材料太干会吸去砂浆中的水分，影响砂浆硬化，降低砌筑强度；浇水过度，也会增加砌块的膨胀，从而产生干缩变形。（3）砂浆要有良好的和易性，使水分不致很快被砌块吸走，保证强度正常增长。（4）材料组砌应合理，要求搭接缝为材料块长的1/3。砂浆要饱满，特别是砌体竖缝要尽量挤满，墙顶与梁底或板底之间用标准砖斜向顶压牢固，使墙体与四周嵌固良好，为抹灰提供良好的条件。（5）由于墙体刚砌筑后强度较低，因此在砌筑后7内要避免撞击、振动，为砌体强度正常增长创造条件。

5．抹灰工艺。（1）制定切实可行的施工操作工艺是保证抹灰质量的关键。（2）用钢丝刷将墙面满刷一遍，清除影响砂浆与墙面粘附力的松散物、浮灰和污物，随后浇水润湿墙面，将剩余的粉状物冲掉。为避免抹灰砂浆厚薄差异太大而引起开裂、空鼓，应将墙面低凹处修正补平。抹灰前墙体表面应保持润湿，在抹底灰前刷一遍107胶水泥浆（胶：水=1：4～5），其作用在于封闭轻质材料的气孔，减少墙面的吸水能力，保证砂浆正常硬化。要求随刷随抹底灰（因107水泥浆干后表面呈粉状，会在墙体与抹灰砂浆之间形成一个隔离层，对抹灰极为不利），轻质墙体材料抹灰工艺流程：用钢丝刷清除表面的浮灰浇水冲洗湿润修正补平勾缝刷107胶水泥浆随即抹底灰中层抹灰）。（3）底灰与基层的膨胀系数应相当，否则温度稍有变化，两者的变形差异较大，易在界面上产生剪力，使抹灰面产生空鼓和开裂。底灰的强度也应同基层接近，若砂浆的强度比轻质材料表面强度高得多，会形成底弱面强的情况，不符合抹灰工程的基本要求，因此底灰应采用强度较低的1：1：6混合砂浆，同时适当提高砂浆配合比中粗砂或中砂的比率，以减少砂浆的干燥收缩。有条件的工地宜在砂浆中加入2%的羧甲基纤维素溶液，其比例为：水泥：羧甲基纤维素溶液=1：0.2，以提高砂浆的保水性和粘结能力。底灰要用抹子刮上墙（也称响灰、响糙），厚底在3mm以内，带有一定压力的砂浆被挤入或缝内形成犬牙交错的连接，这样既有利于抹灰层与墙体的共同工作，又能使底灰适应基层的变形。（4）底灰经检查无空鼓、裂纹现象后可进行抹灰工序，抹灰应分层进行。每层厚度不大于10mm，分层间隔时间宜在24h左右。抹灰总厚度宣控制在20mm左右。中层抹灰可用1：1：4混合砂浆，外墙饰面可用1：1～3水泥砂浆，通过砂浆由低向高过渡，可兼顾基层材料和外部面饰的要求。（5）混凝土面抹灰与此不同的是基层强度等级为C20～C40，因而要求底灰有一定强度，同时又要变形小，一般采用1：2.5～3水泥砂浆，宜用中砂以减小收缩变形，要求底层厚度不大于3mm。（6）轻质材料基层用1：1：6混合砂浆，混凝土基层用1：2.5～3水泥砂浆，在中层和面层抹灰可采用相同材料。用底灰作缓冲层，既解决了基层的不同要求，又不会过多增大施工难度。

作者简介：王向阳，男，浙江东阳人，浙江金厦建设有限公司工程师。