加气混凝土应用中存在的问题与对策研究

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摘　要：加气混凝土作为一种新型的墙体填充材料，具有容重小、强度低、吸水率高、收缩性大等优点。目前，由于工程应用中存在空鼓、开裂、剥落和墙体收缩裂缝等施工质量问题，在很大程度上限制了加气混凝土材料的发展与应用。为此，应采取提高混凝土的表面性能，加强砂浆与加气混凝土的粘结等施工措施加以解决。

关键词: 加气混凝土；技术性能； 问题分析； 预防措施

加气混凝土是我国近年来在逐渐禁用烧结黏土砖的基础上发展起来的一种新型墙体填充材料，它对保护耕地、节约能源、利用废物、治理环境污染、改善建筑功能等有直接的作用，具有较高的社会经济效益。但是，在加气混凝土材料应用过程中，由于建筑业从业人员对它的性能缺乏足够的认识，或将传统烧结黏土砖的施工方法运用于加气混凝土的施工上，造成许多建筑工程出现这样那样的质量问题，不利于加气混凝土材料的进一步推广应用，也不利于提高建筑物整体质量。这方面的问题应该引起足够的重视。

1　加气混凝土材料的主要技术性能及应用范围

加气混凝土是以含钙材料(水泥、石灰) 、含硅材料(石英砂、粉煤灰、粒化高炉矿渣等)为主要原材料，掺合发气剂，经过磨细、配料、搅拌、浇注、成型、切割和蒸压养护( 0. 8～。. 5Mpa下养护6～8h)等工序生产而成。主要原材料的选用可根据就地取材、充分利用废渣的原则。迄今为止， 加气混凝土产品主要是砌块(大约占95% )与板材(大约占5% ) 。按所使用原材料的不同可将其划分为七个系列，即水泥- 石灰- 磨细石英砂(国内称之为砂加气混凝土) 、水泥- 石灰- 粉煤灰(国内称之为粉煤灰加气混凝土) 、水泥- 矿渣- 磨细石英砂、水泥- 石灰- 尾矿粉、水泥- 石灰- 沸腾炉渣粉、水泥- 石灰- 煤矸石粉、石灰- 粉煤灰。目前，国内外所生产的加气混凝土制品主要以水泥- 石灰- 磨细石英砂原料为主。

1. 1　加气混凝土的主要技术性能

①表观密度小1每立方米达500～700kg，仅为黏土实心砖的1 /4～1 /3。

②强度低。加气混凝土强度值随表观密度及含水率的变化而变化，在干燥状态下，测得加气混凝土的抗压强度值为3. 0～6. 0Mpa，抗拉强度值为0. 3～0. 4Mpa，比黏土实心砖强度低得多。

③吸水率高。一般情况下， 加气混凝土吸水率高达45%以上。施工过程中， 粉刷砂浆上墙后，砂浆中的水分会很快被砌块吸收，降低了砂浆的流动性和粘结力。

④收缩率大。 按照标准测试方法，测得粉煤灰加气混凝土的收缩值为0. 6～0. 7mm /m，砂加气混凝土的收缩值为0. 5～0. 6mm /m。

⑤保温、隔热性能好，热导率低。加气混凝土的导热系数为0. 1左右，与砂浆的导热系数1左右相比，两者相差较大。用加气混凝土砌块筑造的200mm厚的外墙，其保温效果相当于490mm厚的黏土砖外墙。此外，加气混凝土还具有较好的隔音性能、耐久性能、耐火性能及造价低、易加工和施工方便等优点。

1. 2　加气混凝土的应用范围

目前，加气混凝土材料多以预制成品的形式应用于建筑工程中。加气混凝土砌块可以垒砌三层或三层以下房屋的承重墙，也可作为工业厂房， 多层、高层框架结构建筑的非承重填充墙材料使用。配有钢筋的加气混凝土条板可作为承重和保温合一的屋面板。加气混凝土还可以与普通混凝土混合制成复合板，用于外墙，兼有承重和保温作用。与传统的黏土烧结砖材料相比较，加气混凝土虽然强度低些，但可充分利用工业废料，产品成本较低，能大幅度降低建筑物自重，保温效果好。 所以，加气混凝土制品将会愈来愈显示其较高的使用价值和宽广的发展前景。

但是，建筑物的以下部位不得使用加气混凝土材料：

① 建筑物±0. 001以下(地下室的非承重内隔墙除外) ；

② 长期浸水或经常干湿交替的部位；

③ 受化学侵蚀的环境，如强酸、强碱或高浓度二氧化碳等周围；

④ 砌块表面经常处于80℃以上的高温环境；

⑤ 屋面女儿墙墙体。

2　加气混凝土应用中存在的问题及其原因分析

建筑工程施工中，加气混凝土经常出现的质量事故主要是粉刷层起壳、龟裂和墙体出现收缩裂缝等。这些问题在其应用于外墙时表现尤为明显，如在加气混凝土和梁柱的连接处产生界面缝； 在墙体的中间部位产生垂直向的收缩裂缝等。导致这些事故产生的原因，一方面与施工应用的方法和配套材料有关，更重要的是与加气混凝土材料性能直接关联。

2. 1　砂浆粉刷层起壳、龟裂的原因

加气混凝土的吸水率高，当粉刷砂浆上墙后， 砂浆中的水分会很快被气吸收，大大降低了砂浆的强度和粘结力；同时，加气混凝土块材表面强度低，表面有时会有一些粉化，粉化现象的存在更加不利于块材砂浆的粘结。这样，砂浆在未凝固前， 由于自身重力作用，会很容易产生砂浆脱落，砂浆凝固后会出现空鼓、起壳现象。

另一方面，加气混凝土块材容重小，导热系数小，而砂浆的导热系数较大，当外界温度较高时， 砂浆层和块材层的温度变化不一致，砂浆层温度变化大，块材层的温度变化小，两者间的温差达到一定限值时，二层会因热膨胀的缘故产生体积上的变化，一旦二者的结合部位所产生的拉应力达到或超过砂浆粘结力，砂浆层将逐渐脱落。

2. 2　加气混凝土填充墙体收缩裂缝产生的原因

加气混凝土块料收缩率较大，当材料收缩时， 墙体内会出现拉应力。加气混凝土属于脆性材料，其抗拉强度较低。根据试验得知：高2. 8m，厚度为100mm 的加气混凝土墙，整墙的拉应力为8. 4 ～ 14T；加气混凝土的抗拉强度为0. 3 ～ 0. 4Mpa，墙高2. 8m 时， 整墙拉应力为8. 4 ～ 11. 2T。如果砌块不均匀，强度可能还低，也就容易产生裂缝，例如，当加气混凝土与梁柱的界面处粘结强度较低时，墙体中间和应力较高部位往往产生裂缝。若墙体存在的拉应力大于材料的抗拉强度，该处就会出现断裂，产生裂缝。当裂缝较细时，例如不超过0. 1mm，裂缝不可见，不影响墙体观感质量;当裂缝超过0. 2mm时，裂缝就明显易见了，会一定程度地影响工程的观感质量。

3　加气混凝土施工时应采取的措施

3. 1　砂浆粉刷层起壳、龟裂的预防措施

砂浆粉刷层起壳、龟裂的现象是由加气混凝土块材表面状况及其与砂浆热性能差异共同作用引起的，所以，在施工中可根据不同的情况采取相应的预防措施。

3. 1. 1　提高混凝土的表面性能，加强砂浆与加气混凝土的粘结。采用AD。003 加气混凝土界面剂，涂刷于加气混凝土表面，该界面剂渗入加气混凝土表面与加气混凝土原表面牢固结合，形成一个新的表面，新表面吸水率很小，强度较高，改变了加气混凝土原表面的状况，粉刷砂浆上墙后的水分不易被吸收。这样，既有利于砂浆中水泥的水化，又可提高砂浆强度及其与墙体的粘结力。

3. 1. 2　通过减小热冲击，减少砂浆的容重，降低砂浆的强度，使砂浆与加气混凝土的热性能的差异减少，达到减小拉应力之目的。

3. 2　加气混凝土墙体收缩裂缝的预防措施

加气混凝土墙体收缩由材料的成分和生产工艺决定。水化硅酸盐的碳化过程会产生收缩，蒸汽工艺使加气混凝土养护时处于绝水状态，加气混凝土的含水率由高到低的变化便引起收缩，导致墙体裂缝的出现。加气混凝土往往用于填充墙体，墙体产生的裂缝一般不会对结构产生威胁，仅对美观产生影响。因此，一般可从施工角度采取相应的措施，预防收缩裂缝的产生与发展：

①注意养护期对混凝土的处理。加气混凝土出厂后存放适当的时间再上墙，在存放期内，让加气混凝土的收缩部分完成，以减少上墙后加气混凝土的收缩。

②上墙后，间隔较长时间再做粉刷。

③构造柱间距减小，减少墙体的长度，使墙体的绝对收缩值减小。

④界面接缝处采用柔性连接。

目前，对于界面处理裂缝，常见的是采用钢丝网防止裂缝。在砂浆中放入钢丝网，可使砂浆中的应力在一定程度上得以分散，提高了砂浆的抗裂能力。经测试， 采用钢丝网，在收缩变形小于0. 2mm时有效，当变形大于0. 2mm时裂缝仍会出现。不采用钢丝网时，裂缝一般为上下贯通的一条缝；采用钢丝网时，裂缝在一个区域内产生，有时是几条互相不贯通的裂缝。但是由于加气混凝土墙体变形往往超过0. 2mm，因此，采用钢丝网防裂的效果不太理想。

根据对变形的估算， 4m长加气混凝土墙体的极端收缩值为2. 5mm左右。考虑到砂浆上墙前的收缩和粉刷前的收缩，最后收缩大于2mm。其实，墙两边有两条界面缝，界面缝的变形一般小于1mm，如果在界面缝处采用柔性连接，用AD4005 弹性腻子处理，表面用AD4002柔性腻子处理，使该处的应力得到释放，那么实际效果更好。

3. 3　加气混凝土应用于建筑物特殊部位采用的施工措施

3.3.1　卫生间等潮湿部位

由于加气混凝土的吸水率大以及吸水后的性能变化大，故加气混凝土用于卫生间等潮湿部位时，要注意防水。施工中可采用防水涂料、防水界面剂等进行防水处理。 如AD2002 弹性防水涂料，可用于防水要求较高、有一定变形部位的防水，成膜后，可与水泥基材料直接粘结。

3. 3. 2　外墙砌筑

外墙因温度变化较大，热冲击较大，粉刷砂浆层容易开裂、起壳，并引起渗水，尤其在门窗框周围渗水现象严重。针对这些问题，目前常采用相应的配套材料来加以预防：

①采用防水界面剂，防止渗水和提高砂浆的粘结力，并利用防水界面剂的柔性，对热冲击起一定的缓冲作用。

②采用容重小一些的砂浆，减少热冲击，减少应力。如用AD400。砂浆抗渗稠化粉，可减少容重8% ～10% 。

③砂浆层上采用AD40。2柔性防水腻子批嵌，表面涂刷弹性涂料，这样既可掩盖表面裂缝，又可防水。

4　结语
以上所讲的措施都是在湿作业法施工的前提下采用的。工程施工中，也可采用干作业法，即砌筑采用加气混凝土砌筑粘结剂，饰面采用批嵌薄层灰泥和腻子，粘结剂比砂浆收缩小，不易开裂； 不采用砂浆粉刷而采用批嵌，批嵌材料与基材料粘结好，材料本身不易开裂，工种材料之间的应力较小，不易起壳。一些工程实例表明，采用干作业法与局部柔性处理，对预防粉刷层的起壳、脱落、龟裂和墙体裂缝的产生，实际效果将会更好些。

参考文献:

[ 1 ] 廖代广. 土木工程施工技术[M ]. 武汉:武汉理工大学出版社， 2002.

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[ 4 ] 陈福广. 新型墙体材料手册[M ]. 北京:中国建材工业出版社， 2001.