基于ALC墙板填充墙裂缝的成因及防裂关键技术

杨志明

（中铁一局集团建筑安装工程有限公司，陕西 西安 710000）

0 引言

随着近几年来建筑市场墙体施工应用材料的不断创新，人们对于绿色环保的认识不断深化，普通的黏土砖已经逐渐被淘汰，而低污染、低能耗的ALC轻质墙板已经逐渐成为建材市场的主流。将国外在轻质墙体方面的先进研究成果与施工技术引入我国，将其与国内建筑行业的实际情况相结合，通过对此方面内容的消化与吸收，研制出符合我国国情与需要的新型ALC墙板材料，以此种方式，助力我国墙体工程施工材料从实心黏土砖到新型墙板的转型，目前，相关此方面内容的研究已经是建筑行业的一个全新研究与发展方向。

自改革开放之后，特别是在20世纪90年代之后，随着国家经济、社会和现代化建设的持续加快，城市建设工作的不断推进，高层建筑的发展速度呈现出一种全新的趋势，这也为ALC轻质墙板的应用提供了前所未有的发展机会。然而，目前国内对ALC新型墙板的生产工艺和产品应用水平还比较低，在实际工程中也存在着不少问题。为解决此方面内容，陈新旭[1]在开展了研究后，以ALC轻质隔墙板施工为切入点，进行了墙板施工中的裂缝防治技术研究，以此种方式，为ALC墙板施工提供全面的技术支持。施伟杰[2]在进行ALC墙板施工的研究后，进行了此类工程项目施工要点的分析，并提出了项目在施工中的注意事项的研究，以此种方式，为项目的规范化施工提供技术支持与支持。除上述内容，以邱阳[3]为代表的科研小组在开展研究后，以某地区装配式建筑工程项目为例，进行了ALC墙板装修施工技术方案的设计，在真正意义上为ALC墙板在市场内的推广应用提供案例支撑。

但在深入研究中发现，ALC墙板填充墙中，墙体与墙体、墙体与框架等节点处的裂缝较为普遍和突出，如何有效地控制节点处的裂缝已成为墙板工程项目施工中亟待解决的关键问题，但显而易见的是，目前相关此方面内容，尚缺乏系统性的研究。为规范ALC墙板填充墙的施工，解决墙板施工后的裂缝问题，本文将在此次研究中，以陕西省富平县富阎第一小学项目为例，开展如下文所示的研究。

1 项目实例与裂缝开裂形式

1.1 工程概况

ALC墙板填充墙结构的开裂控制是一项非常复杂的工程，仅靠理论计算，研究者很难对其进行客观的力学仿真。同时，此类新型墙板的施工受现场作业规模、资金等多种因素的集中制约，往往无法达到预期目标。目前，国内建筑市场与科研单位针对这一问题的研究多以定性研究为主，没有给出切实可行的防治措施。为在真正意义上落实此方面工作，解决墙体施工后的开裂问题，本次研究将以陕西省富平县富阎第一小学项目为例，应用ALC墙板填充墙裂，进行该建筑工程的ALC墙板施工。为确保工程项目的顺利实施，施工前，对该项目的设计概况进行分析，具体内容如表1所示。

表1 陕西省富平县富阎第一小学项目设计概况

根据设计图纸要求，本工程墙体均为B05级蒸压轻质砂加气混凝土板材（ALC），其中外墙采用200厚，内隔墙为200厚。

1.2 裂缝产生部位、开裂形式与成因分析

掌握工程项目的基本情况后，对ALC墙板填充墙在施工中较为常见的裂缝、裂缝产生部位、开裂形式等进行分析。较为常见的裂缝包括水平方向裂缝、竖直方向裂缝、斜向裂缝、组合裂缝和交叉类裂缝。对不同类型裂缝的出现位置进行分析，如表2所示。

表2 不同类型裂缝的出现位置

表3 ALC墙板填充墙裂缝的多发部位

对常见的裂缝形式进行描述，如图1所示。

图1 ALC墙板填充墙上较为常见的裂缝形式

在上述内容的基础上，对ALC墙板填充墙裂缝的多发部位进行分析。见下表：

从材料、构造等方面分析，ALC墙板填充墙的受力性能不能满足设计要求；墙体在施工时出现了较大的结构性破坏；墙板施工中嵌缝灰浆不完全，各材质连接处没有加劲钢筋；在嵌缝之前，没有对ALC墙板表面进行充分的清洁和湿润、嵌缝间隔的时间不足；外墙面层施工完毕后没有及时进行维护等，都会造成ALC墙板填充墙出现空洞、龟裂等现象，从而导致外墙出现裂缝。就开裂时间而言，大部分墙体会在施工1～2年后出现明显的裂纹移动，并且随着时间的延长，裂纹移动的幅度逐渐减小，最终达到一个稳定状态（微小的裂纹移动）。对裂缝成因、出现时间、产生部位等进行分析，具体内容如表4所示。

表4 裂缝成因、出现时间、产生部位

2 免抹灰防裂关键技术

2.1 ALC墙板材料选择

在对ALC墙板材料选择时，首先，必须选择具有良好的体积稳定性和抗裂性[6]。其次，材料必须具备良好的适应性，在墙体材料设计中，应选用较低的干缩率，并对墙体的水分含量进行严格的控制。以此确保墙板的各项指标均能够满足国家规定要求的条件，具备充足的晾晒时间和干燥度。提出墙板制造企业应改用特殊的水性隔离剂，以替代传统废油的要求[7]。厂商须按项目部确定的规格及数量进行生产，项目部应于当天通知生产部，并在各墙板上标注出相应的楼层。不得将质量不合格的墙板运至工地。ALC墙板的技术指标如表5所示。

表5 ALC墙板技术指标记录表

对于墙板的运输过程也要进行严格的控制，在装车的时候，在墙板的高度方向上，最多可以叠三层，并且要保证绑扎牢固。在下雨天运输墙体时，为了防止墙体吸收水分，一定要加一块防水布[8]。墙板进入施工现场后，应尽量降低运输量，安装后不可作大范围的调整或移动，以免发生缺棱掉角现象。图2为ALC墙板图样和实例图。

图2 ALC墙板图样与实例图

要求ALC墙板的最大长度不得超过6 000mm，长度模数不得超过100mm。在上述依托的工程项目当中，按照其楼层的实际高度确定ALC墙板的高度[9]。除此之外，要求ALC墙板材料的标准宽度为600mm。与ALC墙板配套的材料包括专用砂浆材料、焊条材料、管卡、勾头螺栓等。表6和表7中分别记录了ALC墙板外观质量要求和尺寸偏差要求。

表6 ALC墙板外观质量要求记录表

表7 ALC墙板尺寸偏差要求记录表

上述表中，L代表ALC墙板的长度。ALC墙板是一种非易燃材料，普通薄板的墙体耐火极限要大于各类建筑物内、外墙的一级耐火极限[10]。300mm规格的ALC墙板，其耐火极限应当大于或等于8h，200mm规格的ALC墙板，其耐火极限为8h。ALC墙板材料与主体结构之间应当采用柔性方式连接，当板与其他墙体、梁、柱相连接时，结合部位应留设10～20mm的缝隙。板材墙体大面批嵌或粉刷前，墙板板缝间、墙板与不同材质材料的连接处金属件与板或其他材料的连接处等均应加贴耐碱玻璃纤维网格布。本工程因后续班组会进行整墙挂网，为避免材料浪费和工序重复，故班组不进行挂网作业。

2.2 单块ALC墙板含水率控制

在对单块ALC墙板的含水率进行控制前，需要明确影响ALC墙板含水率的因素以及含水率的具体计算方式。ALC墙板含水率是指墙板孔隙结构中吸收的水分量，或墙板含水的饱和度，其计算公式为式（1）：

式中：W代表ALC墙板含水率。Gs代表ALC墙板含水时的重量。Ggo代表ALC墙板绝对干重量。通常情况下，而ALC墙板的水分含量越高，那么在干燥和高温的环境下，其水分流失的速度就越快，收缩的速度也就越快。为了能够实现对ALC墙板材料和墙体干缩变形的有效控制，对其含水率给出明确规定。ALC墙板的线性干缩率越大，或墙板在光环境中的平均相对湿度越低，其含水率限值也会相对较低。根据上述分析，可以从以下两个方面实现对单块ALC墙板含水率的控制。第一，改进ALC墙板的生产工艺。ALC墙板在蒸养时，受蒸汽的作用，使墙体的含水量增加。在这种情况下，如果直接用于安装上墙，会造成墙体过度变形，从而导致墙体开裂。从目前 ALC墙板的生产规程要求可以看出，在墙板完成后，一定要经历一个静置期，静置期通常不低于28d。由于其对堆场要求很高，所以实际操作起来比较困难，并且由于温度、湿度等因素的影响，其处理效果并不十分稳定。为了能够在ALC墙板出厂时确保其含水率稳定，在生产过程中，增加风干装置，以确保其水分含量不变，使其达到国家标准。第二，在施工过程中对现场进行保护也能够在极大程度上实现对ALC墙板在安装时含水率的控制。ALC墙板表面的防护状态对墙体的含水率有较大的影响。首先，墙体面板要按计划进场，要达到进场数量，进场时间要适时。其次，墙体板材要在工地上堆放在棚子里，而且要选在地势较高的地方，墙体板材不能直接堆在地上，下面要做好架设，或者做好其他的防水处理措施，以免被雨水打湿。第三，在墙板安装上墙后，对粉刷时间进行严格控制，确保其干燥充分。这一措施也是降低ALC墙板含水率的补救措施，合理实施可以有效克服墙体质量通病问题。若墙面贴合前，其水分未达规定的控制范围，则需在贴合墙面后，使其充分失水。由于墙面本身的含水量未达到施工要求，加之砂浆本身含水量较高，故不能马上进行涂刷操作。ALC墙板上墙后，单面竖向通风时，其失水速度最快。根据工程实践，墙体的粉刷应当在墙板出厂后的70d以后进行，在进行施工中，应按墙体的实际含水率来决定最佳粉刷时间。

2.3 不同连接位置防裂设计构造

在ALC墙板安装调试完毕后，可选用管卡法进行固定，以此有效避免墙体开裂问题产生。在固定时，将ALC墙板上端卡入管卡。使用两根25mm长的射钉，将管夹紧固于建筑地板。加固完毕后，墙体上端与结构楼板之间的预留缝隙应控制在8 ～15 mm的范围内。图3为ALC墙板上端与主体连接构造示意图。

图3 ALC墙板上端与主体连接构造示意图

ALC墙板下部暂时用木楔固定，留出5～15mm空间。在板长小于或等于4m的建筑中，只隔墙转角、较窄门垛及拼装板材时，被切割成平口的墙板根部要加设管卡连接，而其他的支架根部则是用1:3水泥砂浆嵌填，不需要设置管卡连接。当板材的长度高大于4m时，每一层的底板都要用管卡法进行紧固。图4为ALC墙板下端与主体结构连接构造图。

图4 ALC墙板下端与主体结构连接构造图

外墙板连接方式选用接缝钢筋法进行固定。在安装外墙板之前，需要先结合墙体的尺寸在每一片外墙板上的“C”形凹槽相应的建筑物的顶部和底部，打上特殊的膨胀头，然后在该膨胀头内灌入 L=500的Φ8号钢筋。外墙安装好后，要用特殊的工具，将1 : 3的水泥砂浆倒入“C”型凹槽中，以保证砂浆的充填。这时，“C”形凹槽中的砂浆、钢筋与 ALC墙体结合在一起，如图5所示。

图5 外墙板与主体防裂连接构造图

ALC墙板在安装之后，应该待墙面达到一定的强度后，才能进行开槽开洞。在施工之前，应该按照设计图在墙板上对管道的位置和走向进行弹线定位。在施工过程中，采用小型切削设备，配合打孔设备，根据定位线切割位置，完成打孔。不得任意钻孔，凿槽，损坏接头。墙面上的沟槽应沿着墙面的纵长方向进行，沟槽的深度不应超过板材厚度的1/3。墙体板槽的宽度和深度不得大于板宽和深度的1/2。隔墙内的垂直管道宜设置在两个面板之间的拼缝处，垂直管道密集处宜采用现场浇筑C20混凝土。管道铺设完毕后，应以1:3的水泥灰浆填充，使其表面略高于墙面5 mm，并用特殊的修补材料进行补平处理。隔断板角部或“T”形接头，应使用不生锈的φ6螺栓紧固。在顶部以及底部销钉位置上应当将其与墙顶之间的间隔控制在650～750mm范围内，两个销钉之间的距离应当设置为1 500mm。在两个不同方向的壁板上用销钉固定，总深度应该大于其中一个壁板厚度的加倍100mm。隔板为“十”字形连接，使用M10螺钉及“U”形夹板进行紧固。

2.4 ALC墙板填充墙洞口防裂与加固

在洞口上部安装时，内墙门洞口上部应当在施工条件允许的情况下，尽可能使用单块横板或多块横板的安装方法，它支撑在隔墙上的长度不能大于100mm，在支座面上应铺设专用砂浆。在横板端部与隔墙板侧面之间应当预留一个宽度在8～16mm的空隙，并在空隙当中填入PU发泡剂，同时，每一根横梁的两端，都要用螺钉固定。图6为门洞宽度小于1 500mm时的防裂连接构造图。

图6 门洞宽度小于1500mm时的防裂连接构造图

内隔墙施工完成后，需要开设洞口，其中包括门窗洞口、风管洞口等。沿洞口周围增设焊接闭合角钢框架。要求框架与板结构之间的缝隙选用专业补修材料进行补平，外墙板的外侧应当使用建筑密封胶进行封闭处理。通过洞口的设施，例如通风管道等，不能安装在钢筋骨架上，应当预留出10～20mm的空隙。利用角钢，对洞口进行加固处理。在开设洞口之前，在洞口的顶部，首先要开启一个槽口，将顶部的增强角钢塞入到槽口中，角钢的长度每边要比洞口的宽度为100 mm，然后再开启一个洞口。开孔后，洞口两边的板壁宽度不应小于300mm。ALC墙板填充墙施工的过程中，应当在外墙洞口位置设置预留空间，对洞口加固钢材的选择，主要取决于门洞口宽度大小：当门洞口宽度小于或等于1 000mm时，应选用80×8（竖向）和70×8（横向）加固钢材；当门洞口宽度在1 000～2 400mm范围内时，应选用100×8（竖向）和80×8（横向）加固钢材；当门洞口宽度在2 400～3 000mm范围内时，应选用L90×8（竖向）和L80×8（横向）加固钢材。

3 防裂效果分析

为规范ALC墙板填充墙的施工，避免墙体在施工中出现裂缝，施工前，进行现场的机具准备工作。墙板施工中的所用机具如表8所示。

表8 ALC墙板填充墙施工所用机具

按照规范，进行此工程项目的ALC墙板填充墙施工，施工后，对ALC墙板安装质量进行初步验收，在此过程中，采用观察、测量等检查手段，进行墙板安装垂直度、平整度、转角、位置的规正检验，确保相关工作符合标准后，采用观察、手摸等检查手段，进行ALC墙板表面光滑程度、接缝顺直情况的检验，通过上述方式，确保施工后ALC墙板表面无明显的缺损、裂缝。在此基础上，按照下述标准，进行墙板允许偏差、隔墙板安装允许偏差的设计与质量检验，如表9～10所示。

表9 外墙板安装允许偏差（mm）

表10 隔墙板安装允许偏差

确保外墙板安装偏差、隔墙板安装偏差在标准范围内后，拍摄陕西省富平县富阎第一小学项目的ALC墙板填充墙施工效果图，如图7所示。

图7 陕西省富平县富阎第一小学项目的ALC墙板填充墙施工效果图

在上述内容的基础上，进行ALC墙板施工防裂缝效果的检验。检验过程中，对同一位置ALC墙板防裂施工前与防裂施工后的变形情况进行统计。在排除外界相关因素影响的前提下，进行ALC墙板施工后防裂效果的检验，为确保检验结果的真实性、可靠性，实验过程中，应安排专门的技术人员进行数据的记录与审核。记录实验结果，如图8所示。

图8 ALC墙板防裂施工前与防裂施工后的变形情况记录与统计

上图中，变形量增加表示墙板施工后由于应力、温度、干缩等多种因素的影响发生了形变，变形量局部减少表示墙板施工后形变发生了回缩。

4 结论

因ALC墙板填充墙在工程项目中应用具有较强的自材性，且墙板在施工中具有体积大、显著的收缩性、吸收性、易风干、抗剪强度低、抗拉力弱等特点，导致墙体在施工后经常会出现开裂等方面的安全隐患。此种现象不仅会影响建成建筑项目的外观，还在一定程度上影响建筑墙体的使用寿命。因此，如何规范ALC墙板的施工，分析墙体裂缝的成因，制定专项防治措施，是施工方当前迫切需要解决的问题。为落实此项工作，实现对ALC墙板在施工后裂缝的控制，提高建筑墙体结构的使用年限，优化其综合性能，本次研究将陕西省富平县富阎第一小学作为研究对象，完成了此次研究。通过此次研究，得到如下结论：

（1）从图8所述的内容可以看出，无论是防裂技术应用前、还是防裂技术应用后，ALC墙板都存在一定的变形（变形达到一定程度后将造成墙板结构性裂缝）。但根据图中折线的变化趋势可以看出，防裂技术应用后，在相同的时段内，ALC墙板的变形量明显下降，说明应用本文设计的应用进行填充墙的施工，可以实现对ALC墙板裂缝的防治与控制，即本次设计的免抹灰防裂技术应用效果较好，根据工程实际情况，按照规范进行ALC墙板的施工，可以满足项目建设中的防裂缝需求。

（2）为实现对ALC墙板施工作业技术方案的进一步深化，可以在现有工作的基础上，成立以项目经理为核心的工程施工质量保证体系，安排不同部门技术人员在工程中的职责，确保各方人员能够在项目施工中履行各项管理职责，保证施工生产的安全有序进行。同时，在本工程施工中，成立全方位的质量管理体系，确保工程施工过程落实各项质量管理制度，保证质量合格。通过此种方式，实现对ALC墙板施工技术方案的完善、优化，为新型轻质墙板在建筑工程市场内的推广应用提供全面的技术支持与指导。