加氣混凝土應(yīng)用中存在的問題與對策研究

摘　要：加氣混凝土作為一種新型的墻體填充材料，具有容重小、強度低、吸水率高、收縮性大等優(yōu)點。目前，由于工程應(yīng)用中存在空鼓、開裂、剝落和墻體收縮裂縫等施工質(zhì)量問題，在很大程度上限制了加氣混凝土材料的發(fā)展與應(yīng)用。為此，應(yīng)采取提高混凝土的表面性能，加強砂漿與加氣混凝土的粘結(jié)等施工措施加以解決。

關(guān)鍵詞: 加氣混凝土；技術(shù)性能； 問題分析； 預(yù)防措施

　　加氣混凝土是我國近年來在逐漸禁用燒結(jié)黏土磚的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型墻體填充材料，它對保護耕地、節(jié)約能源、利用廢物、治理環(huán)境污染、改善建筑功能等有直接的作用，具有較高的社會經(jīng)濟效益。但是，在加氣混凝土材料應(yīng)用過程中，由于建筑業(yè)從業(yè)人員對它的性能缺乏足夠的認識，或?qū)鹘y(tǒng)燒結(jié)黏土磚的施工方法運用于加氣混凝土的施工上，造成許多建筑工程出現(xiàn)這樣那樣的質(zhì)量問題，不利于加氣混凝土材料的進一步推廣應(yīng)用，也不利于提高建筑物整體質(zhì)量。這方面的問題應(yīng)該引起足夠的重視。

1　加氣混凝土材料的主要技術(shù)性能及應(yīng)用范圍

    加氣混凝土是以含鈣材料(水泥、石灰) 、含硅材料(石英砂、粉煤灰、?；郀t礦渣等)為主要原材料，摻合發(fā)氣劑，經(jīng)過磨細、配料、攪拌、澆注、成型、切割和蒸壓養(yǎng)護( 0. 8～。. 5Mpa下養(yǎng)護6～8h)等工序生產(chǎn)而成。主要原材料的選用可根據(jù)就地取材、充分利用廢渣的原則。迄今為止， 加氣混凝土產(chǎn)品主要是砌塊(大約占95% )與板材(大約占5% ) 。按所使用原材料的不同可將其劃分為七個系列，即水泥- 石灰- 磨細石英砂(國內(nèi)稱之為砂加氣混凝土) 、水泥- 石灰- 粉煤灰(國內(nèi)稱之為粉煤灰加氣混凝土) 、水泥- 礦渣- 磨細石英砂、水泥- 石灰- 尾礦粉、水泥- 石灰- 沸騰爐渣粉、水泥- 石灰- 煤矸石粉、石灰- 粉煤灰。目前，國內(nèi)外所生產(chǎn)的加氣混凝土制品主要以水泥- 石灰- 磨細石英砂原料為主。

1. 1　加氣混凝土的主要技術(shù)性能

①表觀密度小1每立方米達500～700kg，僅為黏土實心磚的1 /4～1 /3。

②強度低。加氣混凝土強度值隨表觀密度及含水率的變化而變化，在干燥狀態(tài)下，測得加氣混凝土的抗壓強度值為3. 0～6. 0Mpa，抗拉強度值為0. 3～0. 4Mpa，比黏土實心磚強度低得多。

③吸水率高。一般情況下， 加氣混凝土吸水率高達45%以上。施工過程中， 粉刷砂漿上墻后，砂漿中的水分會很快被砌塊吸收，降低了砂漿的流動性和粘結(jié)力。

④收縮率大。 按照標準測試方法，測得粉煤灰加氣混凝土的收縮值為0. 6～0. 7mm /m，砂加氣混凝土的收縮值為0. 5～0. 6mm /m。

⑤保溫、隔熱性能好，熱導(dǎo)率低。加氣混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為0. 1左右，與砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)1左右相比，兩者相差較大。用加氣混凝土砌塊筑造的200mm厚的外墻，其保溫效果相當于490mm厚的黏土磚外墻。此外，加氣混凝土還具有較好的隔音性能、耐久性能、耐火性能及造價低、易加工和施工方便等優(yōu)點。

1. 2　加氣混凝土的應(yīng)用范圍

    目前，加氣混凝土材料多以預(yù)制成品的形式應(yīng)用于建筑工程中。加氣混凝土砌塊可以壘砌三層或三層以下房屋的承重墻，也可作為工業(yè)廠房， 多層、高層框架結(jié)構(gòu)建筑的非承重填充墻材料使用。配有鋼筋的加氣混凝土條板可作為承重和保溫合一的屋面板。加氣混凝土還可以與普通混凝土混合制成復(fù)合板，用于外墻，兼有承重和保溫作用。與傳統(tǒng)的黏土燒結(jié)磚材料相比較，加氣混凝土雖然強度低些，但可充分利用工業(yè)廢料，產(chǎn)品成本較低，能大幅度降低建筑物自重，保溫效果好。 所以，加氣混凝土制品將會愈來愈顯示其較高的使用價值和寬廣的發(fā)展前景。

    但是，建筑物的以下部位不得使用加氣混凝土材料：

①     建筑物±0. 001以下(地下室的非承重內(nèi)隔墻除外) ；

②     長期浸水或經(jīng)常干濕交替的部位；

③     受化學(xué)侵蝕的環(huán)境，如強酸、強堿或高濃度二氧化碳等周圍；

④     砌塊表面經(jīng)常處于80℃以上的高溫環(huán)境；

⑤     屋面女兒墻墻體。

2　加氣混凝土應(yīng)用中存在的問題及其原因分析

    建筑工程施工中，加氣混凝土經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量事故主要是粉刷層起殼、龜裂和墻體出現(xiàn)收縮裂縫等。這些問題在其應(yīng)用于外墻時表現(xiàn)尤為明顯，如在加氣混凝土和梁柱的連接處產(chǎn)生界面縫； 在墻體的中間部位產(chǎn)生垂直向的收縮裂縫等。導(dǎo)致這些事故產(chǎn)生的原因，一方面與施工應(yīng)用的方法和配套材料有關(guān)，更重要的是與加氣混凝土材料性能直接關(guān)聯(lián)。

2. 1　砂漿粉刷層起殼、龜裂的原因

    加氣混凝土的吸水率高，當粉刷砂漿上墻后， 砂漿中的水分會很快被氣吸收，大大降低了砂漿的強度和粘結(jié)力；同時，加氣混凝土塊材表面強度低，表面有時會有一些粉化，粉化現(xiàn)象的存在更加不利于塊材砂漿的粘結(jié)。這樣，砂漿在未凝固前， 由于自身重力作用，會很容易產(chǎn)生砂漿脫落，砂漿凝固后會出現(xiàn)空鼓、起殼現(xiàn)象。

    另一方面，加氣混凝土塊材容重小，導(dǎo)熱系數(shù)小，而砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)較大，當外界溫度較高時， 砂漿層和塊材層的溫度變化不一致，砂漿層溫度變化大，塊材層的溫度變化小，兩者間的溫差達到一定限值時，二層會因熱膨脹的緣故產(chǎn)生體積上的變化，一旦二者的結(jié)合部位所產(chǎn)生的拉應(yīng)力達到或超過砂漿粘結(jié)力，砂漿層將逐漸脫落。

2. 2　加氣混凝土填充墻體收縮裂縫產(chǎn)生的原因

    加氣混凝土塊料收縮率較大，當材料收縮時， 墻體內(nèi)會出現(xiàn)拉應(yīng)力。加氣混凝土屬于脆性材料，其抗拉強度較低。根據(jù)試驗得知：高2. 8m，厚度為100mm 的加氣混凝土墻，整墻的拉應(yīng)力為8. 4 ～ 14T；加氣混凝土的抗拉強度為0. 3 ～ 0. 4Mpa，墻高2. 8m 時， 整墻拉應(yīng)力為8. 4 ～ 11. 2T。如果砌塊不均勻，強度可能還低，也就容易產(chǎn)生裂縫，例如，當加氣混凝土與梁柱的界面處粘結(jié)強度較低時，墻體中間和應(yīng)力較高部位往往產(chǎn)生裂縫。若墻體存在的拉應(yīng)力大于材料的抗拉強度，該處就會出現(xiàn)斷裂，產(chǎn)生裂縫。當裂縫較細時，例如不超過0. 1mm，裂縫不可見，不影響墻體觀感質(zhì)量;當裂縫超過0. 2mm時，裂縫就明顯易見了，會一定程度地影響工程的觀感質(zhì)量。

3　加氣混凝土施工時應(yīng)采取的措施

3. 1　砂漿粉刷層起殼、龜裂的預(yù)防措施

    砂漿粉刷層起殼、龜裂的現(xiàn)象是由加氣混凝土塊材表面狀況及其與砂漿熱性能差異共同作用引起的，所以，在施工中可根據(jù)不同的情況采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

3. 1. 1　提高混凝土的表面性能，加強砂漿與加氣混凝土的粘結(jié)。采用AD。003 加氣混凝土界面劑，涂刷于加氣混凝土表面，該界面劑滲入加氣混凝土表面與加氣混凝土原表面牢固結(jié)合，形成一個新的表面，新表面吸水率很小，強度較高，改變了加氣混凝土原表面的狀況，粉刷砂漿上墻后的水分不易被吸收。這樣，既有利于砂漿中水泥的水化，又可提高砂漿強度及其與墻體的粘結(jié)力。

3. 1. 2　通過減小熱沖擊，減少砂漿的容重，降低砂漿的強度，使砂漿與加氣混凝土的熱性能的差異減少，達到減小拉應(yīng)力之目的。

3. 2　加氣混凝土墻體收縮裂縫的預(yù)防措施

    加氣混凝土墻體收縮由材料的成分和生產(chǎn)工藝決定。水化硅酸鹽的碳化過程會產(chǎn)生收縮，蒸汽工藝使加氣混凝土養(yǎng)護時處于絕水狀態(tài)，加氣混凝土的含水率由高到低的變化便引起收縮，導(dǎo)致墻體裂縫的出現(xiàn)。加氣混凝土往往用于填充墻體，墻體產(chǎn)生的裂縫一般不會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生威脅，僅對美觀產(chǎn)生影響。因此，一般可從施工角度采取相應(yīng)的措施，預(yù)防收縮裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展：

①注意養(yǎng)護期對混凝土的處理。加氣混凝土出廠后存放適當?shù)臅r間再上墻，在存放期內(nèi)，讓加氣混凝土的收縮部分完成，以減少上墻后加氣混凝土的收縮。

②上墻后，間隔較長時間再做粉刷。

③構(gòu)造柱間距減小，減少墻體的長度，使墻體的絕對收縮值減小。

④界面接縫處采用柔性連接。

    目前，對于界面處理裂縫，常見的是采用鋼絲網(wǎng)防止裂縫。在砂漿中放入鋼絲網(wǎng)，可使砂漿中的應(yīng)力在一定程度上得以分散，提高了砂漿的抗裂能力。經(jīng)測試， 采用鋼絲網(wǎng)，在收縮變形小于0. 2mm時有效，當變形大于0. 2mm時裂縫仍會出現(xiàn)。不采用鋼絲網(wǎng)時，裂縫一般為上下貫通的一條縫；采用鋼絲網(wǎng)時，裂縫在一個區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生，有時是幾條互相不貫通的裂縫。但是由于加氣混凝土墻體變形往往超過0. 2mm，因此，采用鋼絲網(wǎng)防裂的效果不太理想。

    根據(jù)對變形的估算， 4m長加氣混凝土墻體的極端收縮值為2. 5mm左右?？紤]到砂漿上墻前的收縮和粉刷前的收縮，最后收縮大于2mm。其實，墻兩邊有兩條界面縫，界面縫的變形一般小于1mm，如果在界面縫處采用柔性連接，用AD4005 彈性膩子處理，表面用AD4002柔性膩子處理，使該處的應(yīng)力得到釋放，那么實際效果更好。

3. 3　加氣混凝土應(yīng)用于建筑物特殊部位采用的施工措施

3.3.1　衛(wèi)生間等潮濕部位

    由于加氣混凝土的吸水率大以及吸水后的性能變化大，故加氣混凝土用于衛(wèi)生間等潮濕部位時，要注意防水。施工中可采用防水涂料、防水界面劑等進行防水處理。 如AD2002 彈性防水涂料，可用于防水要求較高、有一定變形部位的防水，成膜后，可與水泥基材料直接粘結(jié)。

3. 3. 2　外墻砌筑

    外墻因溫度變化較大，熱沖擊較大，粉刷砂漿層容易開裂、起殼，并引起滲水，尤其在門窗框周圍滲水現(xiàn)象嚴重。針對這些問題，目前常采用相應(yīng)的配套材料來加以預(yù)防：

①采用防水界面劑，防止?jié)B水和提高砂漿的粘結(jié)力，并利用防水界面劑的柔性，對熱沖擊起一定的緩沖作用。

②采用容重小一些的砂漿，減少熱沖擊，減少應(yīng)力。如用AD400。砂漿抗?jié)B稠化粉，可減少容重8% ～10% 。

③砂漿層上采用AD40。2柔性防水膩子批嵌，表面涂刷彈性涂料，這樣既可掩蓋表面裂縫，又可防水。

4　結(jié)語
    以上所講的措施都是在濕作業(yè)法施工的前提下采用的。工程施工中，也可采用干作業(yè)法，即砌筑采用加氣混凝土砌筑粘結(jié)劑，飾面采用批嵌薄層灰泥和膩子，粘結(jié)劑比砂漿收縮小，不易開裂； 不采用砂漿粉刷而采用批嵌，批嵌材料與基材料粘結(jié)好，材料本身不易開裂，工種材料之間的應(yīng)力較小，不易起殼。一些工程實例表明，采用干作業(yè)法與局部柔性處理，對預(yù)防粉刷層的起殼、脫落、龜裂和墻體裂縫的產(chǎn)生，實際效果將會更好些。

參考文獻:

[ 1 ] 廖代廣. 土木工程施工技術(shù)[M ]. 武漢:武漢理工大學(xué)出版社， 2002.

[ 2 ] GB /T11968 - 1997，蒸壓加氣混凝土砌塊[ S].

[ 3 ] DBJ - T01 - 68 - 2002，蒸壓加氣混凝土墻面抹灰施工技術(shù)規(guī)程(北京市建委發(fā)布) [ S].

[ 4 ] 陳福廣. 新型墻體材料手冊[M ]. 北京:中國建材工業(yè)出版社， 2001.