框架填充墙裂缝产生原因及防治措施（填充墙墙体开裂的维修与防治）

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1、19世纪末20世纪初，新型墙体材料开始在欧美相继问世。20世纪40年代，发达国家新型墙体材料逐步取代了实心粘土砖，5060年代，新型墙体材料已占据主导地位。目前，发达国家的新型墙体材料已形成了完整的产业化体系，生产、检测、售后服务相配套。新型墙体材料产品不仅种类、规格齐全，而且质量优良、外观尺寸规整、功能性强，具有传统墙材无法比拟的优点，成为现代建筑业发展强有力的支柱，日益朝着节能、利废、环保以及企业规模化、生产技术智能化、产品多样化、功能复合化的方向发展。国外新型墙材主要有混凝土砌块、纸面石膏板、灰砂砖、加气混凝土、复合轻质板等非烧结制品。当前，我国应用于填充墙墙体较多的材料主要有加气混凝土

2、砌块、蒸压加气混凝土板、烧结多孔砖及空心砖、石膏砌块等，适应结构类型以框架、框剪、剪力墙等为主。关于填充墙的研究越来越被重视，为了进一步节约耕地，保护现有土地资源，国家制定一系列的墙改措施和政策，限制粘土砖的使用，推广一系列新型墙体材料。填充墙的材料向更加轻质，更适应生活要求的方向发展，逐步取消传统的烧结粘土砖，各种非粘土墙材如蒸压加气混凝土空心砌块（在国外已有100 多年的历史）、粉煤灰硅酸盐砌块、页岩烧结砖等建筑块材被大量应用。其实，非粘土墙材之一的混凝土砌块建筑技术已经被世界上100 多个国家广泛采用，在美国混凝土砌块不仅能用于低层、多层建筑，也用于高层建筑；不仅用于填充墙，也用于承重墙

3、，不仅用于非地震区，也广泛用于地震区。目前，在波兰、俄罗斯、朝鲜等国家的加气混凝土砌块的发展也很快，产量较高，均占这些国家墙体总量的30以上，成为墙体的主导产品。加气混凝士砌块在我国已有了70多年的发展历史。近年来，随着我国墙体材料革新力度的加大以及人们对于绿色环保概念的理解和进一步加强，普通粘土砖的应用逐步受到禁限，低污染、低消耗的加气混凝土砌块正逐步成为建筑材料市场的主力军。欧洲是加气混凝土的故乡，这种新型填充墙材料在欧洲应用广泛，欧洲加气混凝土的产量占世界总产量的80，俄罗斯是加气混凝土产量和用量最大的国家，其次是德国、日本和一些东欧国家。近些年，加气混凝土的性能进一步向轻质、高强、多功

4、能方向发展。在原材料方面，加大了对粉煤灰、炉渣、工业废石膏、废石英砂和高效发泡剂的利用。通过采用新技术、新工艺和高强水泥，提高了加气混凝土的强度，降低了密度。法国、瑞典和芬兰已将表观密度小的300kg/m3的产品投入市场，产品具有较低的吸水率和较好的保温性能。自30年代在上海平凉路桥边第一条小型加气混凝土砌块生产线投产以来，加气混凝土砌块在我国己得到了长足的发展。1982年，国家建筑材料工业局颁发了加气混凝土砌块(JC315)标准，这是加气混凝土砌块的第一部产品标准，该标准分别于1989年和1997年修订，并以国家标准颁布。新的标准为蒸压加气混凝土砌块（GB/T11968-1997），加气混凝

5、土砌块正在我国被大力推广应用。根据中国加气混凝土协会的统计：1997年我国的加气混凝土厂共有157家， 2006年我国的加气企业已经有430余家，产量在3000万方左右。其增速惊人，而且到现在还有许多在建和拟建加气混凝土砌块项目正在落实。ALC墙板技术于1934年诞生于瑞典马尔摩市，60年代传入日本，经过大半个世纪的实际应用和发展，ALC产品和技术在日本、欧洲已经推广普及，应用技术也已日臻完善，但ALC墙板技术在中国应用比较晚。ALC墙板是融合轻质墙板技术和混凝土砌块技术的一种墙体材料，它是以硅砂、水泥、石灰等为主原料，由经过防锈处理的钢筋增强，经严格的工艺过程，经过高温、高压、蒸汽养护而成的

6、高性能、多用途多气孔混凝土成型板材，它具有强度高、保温隔热性好、防火性能佳、轻质易装、可加工性强等一系列优点，是目前我国广泛推广应用的一种填充墙墙体材料。由于加气混凝土砌块的自身材性，块体大、干燥风干快、体积收缩明显、吸水性强、抗拉及抗剪强度低等特点，以及施工和使用管理等不合理因素的影响，墙体易出现各种裂缝，同时导致墙面抹灰层在同一部位开裂。ALC墙板出现较为普遍和突出的是墙板与墙板、墙板与结构接缝处的开裂。这些裂缝的产生不仅影响了建筑的美观，墙体的整体性能，还进一步影响建筑物的使用寿命。因而，在加气混凝土砌块和ALC墙板应用越来越广泛的形势下，防治墙体裂缝就成为时下急需解决的一个重大问题。填

7、充墙体裂缝是一个复杂的课题，研究人员只凭借理论计算无法很好地进行力学模拟试验、分析所得数据来验证理论。而且由于试验规模和试验经费的限制，往往使研究人员无法达到他们的目的，这一定程度上造成了填充墙墙体裂缝产生原因研究的进展不明显。目前国内外研究主要是定性分析，提出预防和控制的实用方法。目前，大多数认为引起填充墙墙体开裂的原因大致可归纳为四个方面的问题：材质问题；设计问题；施工问题；其他因素。上面几方面的因素往往不是彼此孤立的，而是相互作用、互为因果的。（1）材质问题由于加气混凝土砌块与ALC墙板容重轻，用作非承重墙体时较红砖有较大优越性，但也有其缺点，一是收缩率比粘土砖大，随着含水量的降低，材料

8、会产生较大的干缩变形，容易引起不同程度的裂缝；二是砌块与ALC墙板受潮后出现二次收缩，干缩后的材料受潮后会发生膨胀，脱水后会再发生干缩变形，引起墙体发生裂缝；三是砌块砌体的抗拉及抗剪切强度较差，只有粘土砖的50%；四是砌块质量不稳定。由于砌块自身的缺陷，引起一些裂缝，如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝，建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝，屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝，在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝等。这种因素所导致的裂缝一般发生于单个制品表面上，通常是由自然环境、气温变化、干湿循环引起材料的收缩表现，制品的抗裂性差是引起开裂的主要原因。另外，ALC墙板的生产

9、过程与墙体裂缝也是密切相关的，其主要影响因素主要有三点：一是墙板生产工艺达不到国家标准。有些企业配料、生产工艺不恰当，即造成产品的干燥收缩值超标；二是由于墙板不够龄期即送至现场，有些建筑板材生产企业生产能力或材料堆放场地有限，当承揽到较大规模的工程时，为了满足施工安装工期，将不到龄期的墙板运送到施工现场。墙板在安装后继续水化收缩，造成裂缝，这是目前比较普遍的一个问题；三是墙板接缝处油污染。墙板在成型过程中，为了脱膜方便，在墙板模具侧边刷有脱模剂，为降低生产成本，脱膜剂经常采用废机油。废机油层严重削弱了墙板与嵌缝砂浆之间的粘接效果，造成裂缝（2）设计问题1）设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施。

10、长期以来，人们对砌体结构的各种裂缝习以为常，设计者一般在强度方面作必要的计算后，针对构造措施，绝大部分引用国家标准或标准图集，很少单独提出有关防裂要求和措施，更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。2）设计者对新材料应用不熟悉。设计单位对新材料的性能和新标准的应用尚在认识探索之中，因此或多或少存在设计缺陷。主要有：非承重混凝土砌块墙是后砌填充围护结构。当墙体的尺寸与砌块规格不配时，难以用砌块完全填满，造成砌体与混凝土结构的梁、板、柱、墙连接部位孔隙过大容易开裂；门窗洞及预留洞边等部位是应力集中区，未采取有效的拉结加强措施时，会由于撞击振动而开裂；墙厚过小及砌筑砂浆强度过低，使墙体刚度不足也容易

11、开裂；墙面开洞安装管线或吊挂重物均引起墙体变形开裂；与水接触墙面未考虑防排水及泛水和滴水等构造措施使墙体渗漏。（3）施工问题施工单位管理人员缺少对墙体工程必要的了解，在施工过程中的生产监管力度不够，施工质量无法保证，工程竣工后在使用过程中出现墙面裂缝或渗水等现象，有些工程甚至在施工期间即出现大量的裂缝渗漏现象，从而造成用户较多的投诉。施工单位缺少培训和实践，施工方法、工具、砂浆等都沿用了粘土烧结砖的做法，对砌筑高度、湿度控制缺乏经验，加上施工过程中水平灰缝、竖向灰缝不饱满，减弱了墙体抗拉抗剪的能力以及工人砌筑水平的不稳定等都导致墙体出现裂缝。对ALC墙板而言，主要表现在：嵌缝砂浆不饱满，普通水

12、泥砂浆自身硬化收缩。ALC墙板安装完毕后，一般是用专业器具，在接缝的凹槽内嵌填水泥砂浆，因为普通水泥砂浆混合料与墙板的附着力差，经常在嵌缝过程中造成水泥砂浆脱落。由于嵌缝砂浆不饱满，普通水泥砂浆与板材粘接效果差和嵌缝砂浆硬化时的自身收缩，就可能造成墙板安装后沿安装缝开裂，同时减弱了墙体抗拉抗剪的能力；长墙连续安装。一些框架结构大开间的建筑，内墙连续很长，在施工安装时如果一次连续安装，由于安装后的墙体各种收缩因素的累积，必然会产生一定的收缩应力。墙体长度越长，累积的收缩应力越大，将在某些局部造成破坏，产生裂缝释放应力；湿板上墙。在墙板潮湿的状态下即进行安装。安装后的墙板产生干燥收缩，造成安装裂缝

13、；墙板安装时，支撑在板底的木楔没有拆除，再加板底缝隙处理不认真，造成墙板在木头支承下产生挤压变形，而导致墙面开裂。（4）其他的因素工程实践中，促使墙体出现变形的其他原因还有很多，例如：不均匀沉降、温度变化、干缩、冻融冻胀、地震荷载、超标风荷载产生的变形也会导致裂缝的产生。目前我国虽有蒸压加气混凝土砌块施工技术规程和ALC墙板结构的国家标准及标准图集，但由于各地建筑结构体系不同、气候环境条件不同、施工习惯和施工方法也有差异，因此，应用技术不可能干篇一律，各地应该因地制宜地研究和开发适合当地施工特点的应用技术，彻底解决当前填充墙墙体质量问题。为此我们专门成立课题组，组织力量进行攻关，以找到裂缝开裂

14、的原因，提出预防措施。着力解决填充墙体的开裂问题，有利于满足使用功能的要求，提高建筑质量，减少业主与开发商的矛盾，更重要的是有利新型建筑材料的推广应用和墙体改革事业的发展。因此，填充墙的裂缝成因及防裂关键技术的研究具有重要的理论价值和应用前景。2  总体思路本课题主要以目前块体材料中的加气混凝土砌块、墙板中的ALC墙板为例进行分析研究，主要是结合大量工程项目填充墙的墙体裂缝调查情况和试验结果对填充墙裂缝成因进行系统分析并提出防裂措施。总体研究思路如下：（1）课题通过对青岛地区25个工程项目的加气混凝土砌块填充墙的墙体开裂情况进行调研，对每个工程的砌块龄期、墙体嵌缝时间、抹灰材料及抹灰

15、时间、采取的设计构造措施、施工工艺及具体施工措施等进行调查，分析裂缝出现的常见部位和常见形式；对青岛地区12个工程项目的ALC墙板填充墙的墙体开裂情况进行调研，对每个工程的墙板龄期、墙体嵌缝时间、采取的设计构造措施及施工工艺进行调查，并分析裂缝出现的常见部位和常见形式。（2）课题结合调查结果从加气混凝土墙体裂缝可能产生的原因入手，对蒸压加气混凝土砌块及其无约束墙体进行了物理力学性能试验，并着重研究加气混凝土砌块的出厂龄期、温度、湿度、含水率、受潮后的二次变形以及抹灰砂浆、砌筑砂浆等对加气混凝土砌块及墙体变形的影响；对ALC墙板进行试验研究，着重分析研究ALC墙板的出厂龄期、温度、湿度、含水率、

16、受潮后的二次变形等对ALC墙板变形的影响。（3）通过有约束墙体收缩实验，对比分析墙体在与框架梁、柱之间形成有效拉结情况下，不同砌筑砂浆和不同抹灰砂浆、嵌缝时间、抹灰时间和构造措施对加气混凝土砌块墙体变形的影响；ALC墙体进行试验研究，分析ALC墙板的质量、环境变化、施工质量以及采取构造措施等因素对ALC墙板填充墙墙体开裂的影响。（4）根据墙体变形监测数据和结果以及相关规范、标准及图集，提出相应的墙体防裂设计构造措施和施工工艺措施。本课题研究的主要技术路线如图2-1所示。填充墙裂缝成因及防裂关键技术研究课题的提出试验研究与原因分析防裂关键技术措施 工程实际项目调研通过对实际工程项目的调研，分析裂

17、缝常见部位及类型结合具体试验研究，查找影响填充墙开裂的主要因素墙体裂缝产生的原因分析加气混凝土、ALC墙板填充墙体防裂设计构造措施墙体材料的选用及施工工艺措施主要介绍课题研究的背景及意义图2-1 主要技术路线图成果整理与研究创新技术的研发填充墙裂缝成因及防裂措施3  技术方案3.1  加气混凝土砌块填充墙墙体裂缝成因及防裂关键技术研究3.1.1 墙体裂缝产生的部位及开裂形式本课题对青岛地区25个工程项目进行了调研，对每个工程的砌块龄期、墙体嵌缝时间、抹灰材料及抹灰时间、采取的设计构造措施、施工工艺及具体施工措施和墙体开裂情况进行了调查。从调查的结果看，加气混凝土填充墙的裂缝

18、形式主要有斜裂缝、水平裂缝、竖向裂缝、由多种裂缝组合而成的组合裂缝以及交叉裂缝等，下面把这些裂缝的基本情况整理如下。3.1.1.1 斜裂缝斜裂缝多出现在梁柱（墙）节点与填充墙交接处、梁节点下方和填充墙洞口处。斜裂缝是填充墙上数量较多的一种裂缝，斜裂缝的宽度、长度相对较大，部分贯穿墙体，如图3-1图3-4所示。梁柱（墙）节点与填充墙交界处以及梁节点下方填充墙的斜裂缝一般长度较大，可以从填充墙顶部延伸到底部，裂缝最大宽度可以达到23mm。图3-2 贯穿墙体的斜裂缝图3-1 宽度较大的墙体斜裂缝图3-4 窗下角斜裂缝图3-3 窗上角斜裂缝3.1.1.2 水平裂缝水平裂缝多出现在填充墙顶部和梁交接处以

19、及框架柱和填充墙的交接处(一般由窗洞口延伸而来)。部分水平裂缝可以沿厚度和长度方向贯穿整个填充墙，如图3-5图3-6所示。图3-5 梁底水平裂缝a图3-6 梁底水平裂缝b3.1.1.3 竖向裂缝竖向裂缝多出现在墙体中部、填充墙和框架柱（墙）连接处以及梁相交处下方。对于跨度较长而又未设置构造柱的填充墙中部易出现数条间距接近的竖向裂缝，这些裂缝的延伸长度和最大宽度比较接近。竖向裂缝一般长度较大，数量较多，且间距相近，如图3-7图3-8所示。图3-7 墙体竖向裂缝a图3-8 墙体竖向裂缝b3.1.1.4 组合裂缝    在调查的建筑中，经常发现在电器开关以及消防栓洞口处有裂缝出现

20、，这些裂缝一般由邻近的裂缝发展而来，例如由梁底的竖向裂缝延伸而来，如图3-9所示，或由窗边的裂缝开展而来，如图3-10所示。图3-10 窗角向局部洞口延伸的裂缝图3-9 梁底向局部洞口延伸的裂缝3.1.1.5 交叉裂缝（或八字形、倒八字形裂缝）当屋面无保温措施时或保温措施不合理时，屋面结构的热胀冷缩变形均较大，在墙体的同一部位会出现这样的交叉裂缝，调查中也发现顶层存在这样的裂缝（如图3-11所示）。    图3-11 交叉裂缝3.1.1.6 裂缝多发部位虽然裂缝的发生存在着偶然性，当通过调查以及日常的观察可知，下面的一些部位是裂缝的多发区。（1） 门窗洞口及洞口过梁下方多出

21、现水平裂缝和斜裂缝。门窗洞口以及用来埋设电器开关和消防栓等设备而在填充墙上或砌块上开凿的洞口处多出现延洞口上角向上延伸的斜裂缝，如图3-10 所示。（2）填充墙与梁和柱（墙）连接处在梁与填充墙连接处经常出现水平裂缝。在填充墙与框架柱（墙）连接处出现竖向裂缝，裂缝有些已贯穿墙体。梁柱（墙）交接处下方的填充墙经常出现竖向裂缝或斜裂缝。（3) 墙体中部砌块填充墙墙体中部多出现竖向裂缝和水平裂缝。特别是当墙体较长时，竖向裂缝居多。3.1.1.7 裂缝产生的类型以及产生时间经调查，大多数人认为常见裂缝类型主要有干缩裂缝、应力集中裂缝以及温度裂缝等，其产生部位、形式、原因以及产生时间见表3-1。从材料和施

22、工角度上找原因，大多数人认为是加气混凝土砌块未达到规定龄期要求；不同材料交接处未挂加强网；嵌缝间歇时间不够；抹灰前砌体墙面未提前进行浇水湿润，甩浆不均匀，抹灰施工完成后未及时养护，造成抹灰层空鼓开裂等。 表3-1              常见裂缝部位、形式、原因以及产生时间序号裂缝类型部位形式原因出现时间1干缩裂缝砌块与砌块间沿灰缝砌块干缩大，砂浆干缩小，拉裂当年/次年砌块与混凝土柱、剪力墙等不同材质交界处，抹灰面竖向裂缝砌块、混凝土、抹灰面，干缩差异大当年/次年抹灰表面网状龟裂干缩、温缩，砌块与砂浆粘结力差当年/次年管线

23、开槽处沿开槽后补砂浆处管线局部反弹，砂浆收缩当年/次年结构梁/板底与墙交界处水平裂缝砂浆压缩、砌体干缩、沉降当年/次年2应力集中裂缝门洞上部，窗洞、预留箱体洞四角多为沿角部约45斜向裂缝干缩、温度、荷载应力集中当年/次年3温度裂缝顶层两端山墙、女儿墙梁柱等界面处，门窗洞口处保温差、温差过大次年以后夏冬3.1.2 无约束墙体的试验研究对青岛地区25个工程项目进行了调研，对每个工程的砌块龄期、墙体嵌缝时间、抹灰材料及抹灰时间、采取的设计构造措施、施工工艺及具体施工措施进行了调查，并总结分析了裂缝出现的常见部位和常见形式。从调查的结果看，加气混凝土填充墙的裂缝形式主要有斜裂缝、水平裂缝、竖向裂缝、由

24、多种裂缝组合而成的组合裂缝以及交叉裂缝。虽然裂缝的发生存在着偶然性，当通过大量调查以及日常的观察仍可发现规律。本节主要从加气混凝土墙体裂缝可能产生的原因入手，对所用的蒸压加气混凝土砌块及其墙体进行物理力学性能试验，并着重研究加气混凝土砌块的出厂龄期、温度、湿度、含水率、受潮后的二次变形以及抹灰砂浆、砌筑砂浆等对加气混凝土砌块及墙体变形的影响。3.1.2.1 实验目的通过本次试验，要达到以下目的：（1）通过加气混凝土砌块（不加水和加10%水）变形监测，找出加气混凝土砌块的变形规律，查找温度、湿度、含水率、受潮后的二次变形对加气混凝土砌块变形的影响；（2）通过观测龄期大于28天、不同含水率加气混凝

25、土单块砌块的变形规律，查找温度、湿度、含水率对加气混凝土砌块变形的影响；（3）通过加气混凝土砌块（龄期大于28天）裸墙的变形观测，探讨嵌缝的时间，查找温度、湿度、含水率、受潮后的二次变形对加气混凝土砌块墙变形的影响；（4）通过不同龄期（龄期不到28天）加气混凝土裸墙的变形观测，探讨砌块龄期对加气混凝土砌块墙变形的影响，探讨不同龄期加气混凝土砌块裸墙的变形规律，查找合适的加气混凝土砌块上墙时间；（5）通过抹灰墙的变形观测，探讨抹灰砂浆对墙体开裂的影响，查找温度、湿度、含水率、受潮后的二次变形对加气混凝土砌块墙变形的影响。（6）通过不同砌筑砂浆的砌体墙变形观测，探讨砌筑砂浆对加气混凝土砌块墙墙体开裂的影响，寻找适宜的加气混凝土砌块墙的砌筑砂浆。3.1.2.2 实验概况本次试验记录了10片墙体和15块加气混凝土砌块的变形量。其中，1#墙体6#墙体为2010年7月27日砌筑；7#墙体10#墙体为7月28日砌筑；1#墙体3#墙体为龄期28d以上砌块由混合砂浆砌筑而成的裸墙；4#墙体6#墙体为龄期分别为5d、7d、14d砌块由混合砂浆砌筑而成的裸墙；7#墙体9#墙体为龄期28d以上砌块由混合砂浆砌筑而成的抹面墙；10#墙体为龄期28d以上砌块由水泥砂浆砌筑而成的抹面墙；抹面墙8月5日进行抹面。