加气混凝土墙面抹灰层空裂原因分析及解决方案

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随着我国墙体材料改革工作的不断深化，做为新型墙体材料主力军之一的加气混凝土材料，正被越来越多地采用。它具有质轻、隔热、保温、防火、吸声、可锯、可刨等多种特性，是一种能充分利用“三废”资源的新型节能型墙体材料。做为结构材料和保温材料，加气混凝土砌块被广泛应用于工业与民用建筑的内外墙体中，然而在加气混凝土墙面抹灰施工后往往出现裂缝、空鼓甚至大面积脱落等现象，严重影响了加气混凝土砌块的应用前景，在相当程度上阻碍了加气混凝土砌块的发展。
毋庸置疑，解决加气混凝土材料发展的瓶颈，首先要解决好在加气混凝土墙面上抹灰后出现空鼓、脱落和开裂等技术难题，其关键是要弄清出现这一现象的原因。在这方面许多专家从不同角度进行了分析研究。本文参考综合各方面意见，结合在实际施工中总结的经验教训，对加气混凝土砌块墙体抹灰面层的空裂做如下分析论述。
1、 加气混凝土砌块墙体抹灰面层空裂产生的原因。
1.1、 抹灰砂浆自身收缩引起开裂。
抹灰砂浆收缩是引起裂缝最常见的因素之一，他主要包括化学收缩、干燥收缩、自收缩、温度收缩及塑性收缩。每种收缩都有自身特点，在引起抹灰砂浆开裂时表现也各不相同。
化学收缩，也就是水化收缩。所有胶凝材料水化后都有这种减缩作用。大部分硅酸盐水泥完全水化后体积减缩量为7％～9％。
干燥收缩是指抹灰砂浆停止养护后，在空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水而发生的不可逆收缩。
自收缩是指抹灰砂浆在初凝后，水泥继续水化，在没有外界水分补充的情况下，抹灰砂浆因干燥作用产生的宏观体积减小，自收缩从初凝开始，主要发生在早期。
温度收缩是由于抹灰砂浆内部水泥水化热温热升高，最后又冷却到环境温度时产生的收缩。温度收缩的大小与热膨胀系数、抹灰砂浆内部最高温度和降温速率等有关。
抹灰砂浆的塑性收缩是指抹灰砂浆在硬化前由于表面的水分蒸发速度大于内部从上到下的泌水速度，而发生塑性干燥收缩。抹灰砂浆表面发生塑性干燥收缩受时间、温度、相对湿度及抹灰砂浆自身泌水特征的影响。一但抹灰砂浆具有一定的强度，不能通过塑性流动来适应塑性收缩，此时就会发生塑性收缩缝，无论是否可见，都会影响抹灰砂浆的耐久性。
由于抹灰砂浆的这些收缩，将使抹灰砂浆中产生拉应力，当拉应力超过砂浆的抗拉强度时，就会处现裂缝。
1.2、 抹灰砂浆保水性不能满足加气混凝土的析水要求。
保水性是指砂浆保持水分的能力。胶凝材料要有足够的水分进行水化凝固，这样才能形成满足设计要求的抹灰砂浆层。在施工过程中，要求砂浆中各组份材料彼此不会发生分离而产生析水和泌水现象。若砂浆在使用过程中发生泌水、流浆等现象时，则会使砂浆与砌体基层之间粘结不牢，而且由于失水而影响砂浆正常凝结和硬化，使砂浆强度降低。
加气混凝土块是一种具有高分散多孔结构的材料，而多孔结构会破坏材料的毛细管的作用，在自然状态下加气混凝土的体积平均含水率仅为1％—3％左右，而且在空气中的吸湿性小而缓慢。
由于加气混凝土砌块的气孔大部分是“墨水瓶”结构—嘴小肚子大，这种结构吸水多且速度慢，表面浇水不易浇透，所以毛细管作用差，从而造成了加气混凝土块吸水多、吸水导湿缓慢的特性。
因此，当新抹灰砂浆上墙后，如果它的保水性不大，水分散失太快，则砂浆还未初凝，砂浆中的水分就被加气混凝土块吸走或表面挥发掉，造成抹灰砂浆中水泥水化所需水分不充足。这样会造成砂浆强度不高，粘结力下降以及使抹灰砂浆收缩太快，尤其在抹灰砂浆和加气混凝土相结合的界面处。当砂浆层的强度增加还不足以抵抗收缩拉力时，砂浆层的过大、过快收缩趋势必造成开裂。同样，由于这时砂浆层与加砌混凝土墙面的粘结力也还未达到足以抵抗由于砂浆收缩而造成的砂浆层在加气混凝土墙面上的滑动，因而会发生空鼓现象。
所以，当使用普通水泥砂浆对加砌混凝土墙进行抹灰时，由于其保水性差，必然达不到加气混凝土吸水量大，“吸水先快后慢，时间长”的特点，使砂浆的硬化、强度和粘结力均受到影响，从而导致抹灰层出现空鼓、裂缝甚至脱落现象。
1.3、 抹灰砂浆与加气混凝土块导热系数、线膨胀系数相差过大。
加气混凝土的导热系数一般约为0.081～0.29w／m.k，因温变的线膨胀系数为8×10ˉ6mm/m.℃。而砂浆导热系数为0.93 w／m.k，线膨胀系数为10ˉ4 mm/m.℃左右.由此可见,普通抹灰砂浆的导热系数和线膨胀系数都比加气混凝土大很多。
所以，随着环境温度发生变化时，普通抹灰砂浆吸收或释放热量都比加砌混凝土快很多，这样就造成普通抹灰砂浆温度变化比加气混凝土要大，从而在两种材料之间产生较大的温差。这种温差使得抹灰砂浆的变形速度比加气混凝土的变形速度要快很多，同时，由于线膨胀系数的不一致，使得普通抹灰砂浆随温度变化发生的热胀冷缩变形量也要比加气混凝土的变形大许多，从而会在加气混凝土墙面和抹灰砂浆之间，加气混凝土与砌筑砂浆之间产生巨大的温度变形应力，因此就不可避免地出现开裂现象。同时，当受温度变化，热胀冷缩产生的应力差大于抹灰砂浆抗拉强度和粘结力时，抹灰层也会出现空鼓以及开裂现象，尤其在应力比较集中的加气混凝土砌块之间、墙顶处、门窗洞口四周等处。
这种由于导热系数差异和线膨胀系数差异引起的热胀冷缩而产生的温度应力会使加气混凝土墙面抹灰在一两年之后出现大面积开裂及脱落现象。
1.4、 抹灰砂浆和加气混凝土块的强度相差较大。
加气混凝土块的强度比较低，抗压强度一般在5Mpa左右，弹性模量在2.3×103MPa左右，是一种弹塑性材料.因此在受力后加气混凝土适应变形的能力较强,而普通抹灰砂浆的强度一般都在几十兆帕以上,弹性模量一般为2.3×104～2.6×104MPa,其适应变形能力较弱，加气混凝土与普通抹灰砂浆二者受力变形差较大，当水泥砂浆抹灰强度越高，抹灰层越厚，刚性越大就越不适应加气混凝土的变形特征。相反，抹灰层越薄，强度较低，在改善粘附条件的情况下适应加气混凝土的变形能力就会很高。
所以，当加气混凝土块与普通抹灰砂浆受湿度变化时吸水膨胀，脱水收缩以及当受温度变化时热胀冷缩都会引起变形不协调，在其结合面处产生剪切力，而加气混凝土适应变形能力又比普通抹灰砂浆强许多，因而会引起抹灰层空鼓，掉皮及开裂。同时，在相同荷载作用下，加气混凝土的变形量较大，而抹灰砂浆的变形量较小，由于两者的抵抗变形能力不一致，也会导致应力比较集中处产生空鼓及裂缝。
1.5、 加气混凝土块质量因素的影响。
其一、加气混凝土切割表面呈鱼鳞状，表面受损气孔及切割过程中残渣余屑的存在，对砌体及抹灰层会起隔离作用，影响砌体与砂浆的粘结力，使墙体易出现墙皮空鼓、开裂、脱落等。
其二、由于加气混凝土砌块强度较低，有的外形尺寸偏差较大，砌块质量不合格，会造成砌体灰缝宽窄不一，抹灰层厚薄不均，引起收缩变形不一，从而使抹灰层出现空鼓现象。
其三、因砌块堆放条件、气候、浇水及出厂时间、施工周期等原因，使加气混凝土的含水率差异较大，相应产生变形差异也大。另外，加气混凝土的密度大小不一，所产生的变形也不一致。这也会引起抹灰后空裂。
1.6、 施工操作因素的影响。
施工中，加气混凝土砌块墙体上留有的脚手架眼以及面层的损坏部位等，要用不规则砌块或异物进行填塞，或使用不配套的砂浆修补，也会使该处易发生开裂。
表面浮灰没有清理干净，没有充分湿润，砌体灰缝饱满度达不到设计要求，砌块有严重损坏，操作程序不标准等都会引起抹灰层出现空裂现象。
1.7、 设计因素的影响。
设计存在缺陷也会造成墙体开裂，主要表现在以下几个方面：
1.7.1、未考虑到地基沉陷差异。
1.7.2、拉结筋未明确设置在灰缝位置。
1.7.3、建筑物未考虑温度应力的变化。
1.7.4、加气混凝土砌块顶部填塞要求不明确。
1.7.5、对电线管及开关盒的安装方法无详细技术交底。
2、 解决方案
由于加气混凝土的强度较小，所选用的抹灰砂浆要与加气混凝土材料相适应，要求这些砂浆的密度小，吸水性、吸湿性强，保水性好，隔热保温透气性好，拉应变大，弹性模量及线膨胀系数小，强度低，和易性、亲和性好。
施工前，先用钢丝刷将墙面松散灰皮刷掉，再浇水充分润湿。控制加气混凝土的含水率在15％左右，然后选用专用界面剂作基层处理，处理好加气混凝土表面的封闭气孔，减少吸水率并使抹灰层与加气混凝土有很好的粘结力。如果无条件使用专用界面剂，也可以使用水泥浆内掺水重的10％的107胶用扫把粘浆,甩到墙面上,增加墙面粘结度,但必须要等到水泥浆干燥后才可打底抹面。
等抹灰层固化后,可涂刷弹性底层涂料或刮柔性耐水腻子以及进行饰面处理,在选材时注意,使外层材料的柔性要大于内层材料的柔韧性,同时外层材料的变形能力要比内层材料的变形能力强,这样才能保证加气混凝土墙面抹灰长期不空鼓。