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应用于加气混凝土砌块(AAC)墙体的砂浆性能研讨
发布者:sdtdd 发布时间:2020-03-05

 

摘 要:本文分析了水泥砂浆开裂问题的砂浆、施工等影响因素,就砂浆的湿拌状态、硬化性能进行了详细论述,提出加气混凝土砌块墙体的砂浆性能具体的控制方案。
关键词:开裂问题 | 湿拌状态 | 硬化性能 | 加气混凝土

水泥砂浆和混凝土的空鼓、开裂问题是一个困扰建筑行业发展的难题,特别是在近年来推广应用的加气混凝土砌块(AAC)砌体的抹灰层,空鼓开裂问题尤为严重。它直接影响到工程质量,经过多项研究和分析,产生裂缝的原因可以认为主要因素为:材料性能、温度变化、干缩和不均匀沉降。

材料性能需要砂浆生产企业根据原材料性能、外加剂相容性、工程具体要求、施工工艺、环境因素等进行配方调试、应用检测、放大效应控制等措施进行调整。

温度变化和干缩将会引起水泥砂浆和混凝土的收缩,在水泥砂浆和混凝土表面起拉应力,而在其内部或下表面引起压应力,因而会引起表面裂缝。就受力情况而言,不均与沉降将会使水泥砂浆和混凝土全断面受拉,从而引起贯穿性裂缝。前者称之为非结构性裂缝(或收缩裂缝),后者称之为结构性裂缝。
结构性裂缝的防止主要通过设计和施工等环节完成,非结构性裂缝可通过一些专业性的施工等改进。
非结构性裂缝也称为收缩裂缝,这种收缩变形在约束的限制下,使内部产生与收缩方向相反的分布拉应力,当这种分布应力在某个断面积蓄到一定程度形成应力的瞬间最大值A超过该断面的瞬间抗拉强度f(t)时产生开裂,
即A>f(t)
式中A---水泥砂浆(混凝土)中最大瞬间收缩拉应力,与水泥砂浆(混凝土)中分布收缩应力的大小有关
f(t)---水泥砂浆(混凝土)瞬间抗拉强度
 
(收缩裂缝)

如何能够防止加气混凝土砌块(AAC)砌体的抹灰层开裂的质量问题发生?
由于砂浆性能、施工规范、环境因素等都有着不同程度的影响。因此,确定讨论方向为:
(1)砂浆的性能影响;
(2)砂浆施工要求。
我们就砂浆的性能保证进行深入分析和研究,初步形成如下论点:
砂浆的基本性能主要指砂浆的稠度、密度、分层度、保水性、含气量、立方体抗压强度、拉伸粘结强度、抗冻性能、吸水率、抗渗性能、收缩性能。
我们在试验室工作时一般分为湿拌状态和硬化性能,在砂浆湿拌状态的表征如下:
1、砂浆稠度是在确定配合比或衡量施工过程中加水的相容性,也可以初步判断砂浆的强度情况。至于对于砂浆加水量,在试验室是可控的,但由于在工地实际应用过程中不可控制,只能用稠度来达到建议用水量;
2、砂浆湿密度是测定砂浆拌合物加水拌合后的单位体积质量,一般水泥混合砂浆拌合物的密度不宜小于1800kg/m3。试验研究表明:用细度模数为0.7-0.8的细砂和细度模数为1.0-1.2的细砂,水泥用量从200-400kg/m3配制稠度65-95mm的水泥砂浆的密度为1900-2050kg/m3。但加入AY02砂浆密度1750-1900kg/m3,从中看出外加剂对于含气量的调节作用;
3、砂浆分层度,用于表征砂浆匀质性的技术指标,可以评价砂浆拌合物在运输和堆放时间内的稳定性。分层度过大,表示砂浆易产生分层离析,不利于施工和稳定水泥砂浆体的硬化性能。建议分层度10—40mm,分层度过下,容易发生干缩裂缝。同时,注意分层度随温度的上升而减小。
4、保水性,在GB/T15181-2019标准中要求薄层砂浆99%,新拌砂浆保持其内部水分不泌出,不流失的能力在保水率90%就可以了。该指标可用于判断砂浆拌合物在运输和停放时内部组份稳定性的指标;
5、建筑砂浆凝结时间,以贯入阻力达到0.5MPa为评定依据。水泥砂浆不宜超过8h,一般通过加入外加剂的来满足不同的要求。

对于砂浆硬化体性能的表征如下:
1、立方体抗压强度是砂浆划分强度等级的依据,也可用于判断砂浆与基层匹配性的指标之一;
2、拉伸粘结强度是保证砌体的强度、耐久性及抗震性等性能指标,砂浆与基层墙体之间足够的粘结力是保证整体结构坚固性的关键因素。根据实践经验,砂浆抗压强度越高,它与基层的粘结力越高。同时,基面情况、施工规范性、后期养护也至关重要;
3、收缩性是衡量砂浆稳定性的主要指标,因为在实际应用中,砂浆在承受载荷、温湿度变化时,均会产生变形,如果变形过大或不均匀,引起裂缝的几率大大增加。注意:轻骨料砂浆的收缩变形较大;
4、抗冻性,在某些使用环境下,要求砂浆有一定抗冻性。凡按工程技术要求,具有明确冻融循环次数要求的建筑砂浆,经冻融试验后,应同时满足质量损失率不大于5%,强度损失率不大于25%;
5、吸水率一般对于砂浆试验要求不一。主要是砂浆层厚度不一,同时受环境因素、施工条件等影响较大;
6、抗渗性是在某些特殊应用领域提出技术指标要求。


(拉伸粘结强度检测)

蒸压加气混凝土砌块是一种质轻、保温、防火性能优异的新型墙体材料,在夏热冬暖、夏热冬冷等地区有广泛应用,在建筑业近年来起着支撑作用。
在应用过程中对于蒸压加气混凝土砌块由于自身强度低,吸水率高,收缩变形大,易造成墙体空鼓,开裂,已成为施工通病。
作者在近年来研究发现,深入了解砂浆和砌块之间的关联性具有重要意义。砂浆的和易性、保水性和强度,对砌块的砌抹作业、硬化后砌体力学性能、墙体热工性能和抗震拉结筋埋置等,有不同程度的影响。
我们要求新拌砂浆具有良好的施工性能,即要求砂浆具有良好的和易性。和易性良好是保证与基面上铺成均匀薄层,且能与基层紧密粘结的必要条件。它影响到施工的便捷、效率,又是保证工程质量的先决条件。砂浆的和易性包括流动性和保水性两方面含义,影响流动性的因素很多,如胶凝材料的种类和用量、加水量、砂的粗细和粒形、级配、搅拌时间等。

(蒸压加气混凝土砌块)

表1 蒸压加气混凝土砌块基本性能

备注:在实际工程应用中,砌块含水率、吸水率、相对含水量很重要,建议检测。

在蒸压加气混凝土砌块(AAC)墙体抹灰作业时,在砂浆满足上述性能要求条件下,加强工序检查,在大面积抹灰前应先做样板,待取得一定经验和数据后再进行大面积施工。

我们经过多年工地调研和工程跟进,得出以下施工关键控制点。只要严格按照工序要求进行施工,再加上对于砌块的静养要求(28d),【徐变是以持续施加的应力为驱动力,干缩是以温差为驱动力】静养是徐变稳定的应力释放过程。再按以下措施进行施工,是可以有效防止空鼓、开裂的。

根据多年的现场施工跟踪和总结分析,用于加气混凝土砌块墙体抹灰砂浆空鼓开裂的问题预防,就施工而言,其控制关键点如下:
a. 砌体完成后,加气混泥土砌块填充墙顶部与梁,顶板之间应预留一定间隙,静止7-14d再砌补。避免初步收缩未完成导致砌筑砂浆与蒸压加气混凝土砌体分离,不仅影响强度,"热桥"产生影响较大;
b. 砌块应防止雨淋,用于砌筑前应提前1-2d浇水湿润,湿润深度以2cm为宜。尤其在外墙与混凝土构件交接处,砂浆饱满度应达到90%以上,避免"冷桥"现象(勾缝要求到位,在砂浆初凝前);
c. 用界面剂(非常关键)甩浆凝结宜为针状,手感尖锐。要求满面甩浆,不得有遗漏之处。水泥胶浆终凝后,洒水养护3-5d,然后开始抹底层灰。为了使墙面抹灰层美观而压成光面,致使毛细孔道堵塞,阻碍了内部水分的自由出入,引起空鼓、开裂;
d. 抹灰砂浆宜选含泥量较低的中粗砂;
e. 在墙体与混凝土构件交接部位,加网布阻止应力向面层砂浆扩散,同时也消耗了面层砂浆的收缩应力。

参考文献:
[1]  EN13813:砂浆材料和砂浆底层——性能和要求;2002.
[2]  王娟. 建筑砂浆机械化施工关键指标研究[J].新型建筑材料,2016,43(12):57-59.
[3]  滕朝晖,王勤旺.加水量对聚合物干混砂浆的影响[M].商品砂浆的研究及其应用,2009,81-85.
[4]  黄照明,袁誉飞等.蒸压加气混凝土砌块用高性能薄层干粉砂浆的研究[J].墙材革新与建筑节能,2011(6):57-61.
[5]  滕朝晖,乔斌,金鑫,王毅莺.外保温应用常见问题解析[J].砂浆与保温,2019,146(12):93-95
 

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