施工技术 2017年12月 1380 CONSTRUCTION TECHNOLOGY 第46卷增刊 装配式隔墙板裂缝控制关键技术分析 陈东平吴文杰韩舜 (四川省建筑科学研究院四川成都610081) [摘要]装配式隔墙板是一种工厂化预制的建筑部品是提高我国装配式建筑装配率和体非砌筑率的重要新型墙 体材料具有自重轻、成本低、安装效率高、保温隔热等优点.
由于装配式隔墙板受原材料配比设计、配套材料、成 型工艺、安装工序、结构荷载等作用工程应用中产生裂缝的现象日益增多介绍了装配式隔墙板的种类和性能特 [关键词]装配式:隔墙板;裂缝控制;装配率:非砌筑率;新型墙体材料 [中图分类号]TU745.5[文献标识码]A[文章编号]1002-8498(2017]S2-1380-04 Analysis ofKeyTechniquesfor the Crack Control in FabricatedPartitionWallboardConstruction CHEN Dongping WU Wenje HAN Shun ( Sichuan Institute af Building Research Chengdu Sichuan 610081 China) Abstraet: The patition walb is a fatory prefabed building block. t is a imptant newallmaterial to mpeve the prefabricated rate of buildings and the non-masonry rate of wall. It has features of light weight low cost high installa tion eficieney themal insulation and other adlvantages. Because the prefabricated partition wrallboad s affected by the ra material ratio design the suppoting material the foeming poeess tbe installtio procedure the stucture load and so on cacks are ireasing in enginring applictis The tpes and pefme charateristis fabrice parit wad are intdud. The cases of craks and the cl pins of cracks aze analyed. Sme sugestions o the pefmce of the joint flling and facing coating materials at present stage are put forwand. Key words: prcast partitin wlloand; cack cotrol; peabricated rate non masnry rate; new wall material 0引言 效率高等优点装配式隔墙板虽有上述众多优点但是 装配式建筑是指采用工厂预制化的部品部件在工 在进行安装使用后经常出现各种裂缝问题,逐渐成为 地装配而成的建筑,具有建造速度快、施工污染少、受 装配式隔墙板在建筑工程应用的质量通病严重制约 气候环境制约小、劳动生产效率高、建筑质量可控等优 和影响了装配式隔墙板行业的健康发展.
本文介绍了 点主要装配式建筑类型有混凝土结构、钢结构、木结 装配式隔墙板的分类和特点重点分析装配式隔墙板 构3大体系-我国早在20世纪50年代就提出发展装 出现各种裂缝的成因和机理并提出了在原材料成型、 配式建筑,但由于当时建设能力和经济基础的限制装 配套填缝和饰面、柔性连接方面加强裂缝控制的措施 配式建筑发展受到很大阻碍.在新型城镇化建设、 和建议.
绿色建材、绿色建筑发展的推动下2017年3月住建 1装配式隔墙板分类 部印发了《“十三五“装配式建筑行动方案》明确要求 装配式隔墙板按照构件类型分为普通板、门窗框 到2020年,全国装配式建筑占新建建筑的比例达到 板、异形板按照断面构造特点分为复合隔墙板、实心 15%以上绿色建材在装配式建筑中的应用比例达到 隔墙板、空心隔墙板具体分类和产品如表1所示.
50%以上发展装配式建筑成为建造方式的重大变革.
表1装配式隔墙板分类 近年来随着装配式建筑的不断发展装配式隔墙板作 序号断面构造类型 主要代表产品 为大尺寸预制构件在工业建筑、居住建筑、公共建筑 1 复合隔墙板 夹芯复合板(金属面夹芯板、 等领域被广泛用于非承重的隔墙工程,与砌块砌筑隔 非金属面夹芯板) 墙相比,具有成本低、自重轻、工序少、节约工期、安装 2 实心隔墙板 加气混凝土板、淘粒混凝土板 3 空心隔墙板 灰渣混凝土空心板、石膏空心板、 硅镁加气混凝土空心板 四川省建筑科学研究院科研与开发基金项目(ZR-73) [作者简介] 陈东平工程师E-mail:edp1014@ yeah.net 复合隔墙板以金属面或非金属面作为面层,以绝 [收稿日期]2017-06-26 热材料如水泥聚苯颗粒浆料、泡沫混凝土、岩棉板、模
2017 增刊 陈东平等:装配式隔墙板裂缝控制关键技术分析 1381 塑聚苯板、挤塑聚苯板、聚氨酯板等为芯材复合而成的 延伸现象、引起裂缝的原因以及裂缝产生的部位可以 隔墙板.
目前工程应用中以水泥聚苯题粒浆料复合 分为以下3大类如图2所示.
常见的装配式隔墙板 的隔墙板为主样品断面构造如图1a所示,实心隔墙 裂缝中按裂缝产生的部位主要有门窗洞口处裂缝、梁 板主要是以同类轻质材料为主经过一定工艺成型、养 处裂缝、板拼缝处裂缝、板自身裂缝等,详细部位裂缝 护、切割制成的沿板材方向无孔洞的隔墙板工程应用 情况如图3所示.
中以加气混凝土板为主样品断面构造如图1b所示.
横向裂缝 空心隔墙板主要以工业固体废弃物为原材料经过一 按裂缝的表面延伸现象 纵向裂缝 定工艺成型、养护、切割制成的沿板材方向有孔洞的隔 斜裂缝 组合裂 墙板工程应用中以灰渣混凝土空心隔墙板为主样品 断面构造如图1c所示- 干燥收缩裂缝 裂分类 按引起裂缝的原因 应力集中裂缝 装饰层裂缝 温湿度裂缝 a复合隔墙板 c空心驱墙板 门窗洞口处裂缝 图1隔墙板类别 聚处裂缝 2装配式隔墙板性能 按表缝产生的部位 板拼缝处裂地 板自身裂缝 装配式隔墙板种类较多,工程应用主要以灰渣混 柱处裂缝 凝土空心隔墙板、水泥聚苯颗粒浆料复合隔墙板(CRC 图2裂缝分类 隔墙板)、加气混凝土隔墙板为主,其主要性能如表2 所示.
表2装配式隔墙板主要性能 物理性能 灰渣混凝土 水泥聚苯颗粒浆 加气退 类别 空心板 料板(GRC 板) 凝土板 规格尺寸/mm 2 800 × 600 × 2 800 ×600 × {90 ~150) 3 000 ×600 × (90 ~ 150) (75~240) 门窗洞口处裂轴 b操处裂缝 面密度/ (kgm²²) 90 150 70 110 50 150 抗弯承载/ (板自重倍数) 1.5 ~3.0 1.5 ~4.0 5.0 ~30.0 抗压强度/MPa 5~8 4~7 g~ 含水率/% 7~12 5 ~8 7-15 干燥收维值/ 0.3 ~0.6 0.3 ~0.6 0.4 ~0.8 板拼缝处裂缝 4板自身裂缝 (mm * m ~) 传热系数/ 图3不同部位裂缝 (W m-2 K-) 0.9 ~2.0 0.9 ~1.8 0.8 ~1.5 3.2裂缝成因机理 耐火极限/mim 100 ~240 60 150 80 300 目前国内外,针对隔墙板的裂缝成因研究较 空气声计权隔 35 55 35 45 35 60 少2”早期人们针对墙板自身裂缝的成因主要是以断 声量/dB 裂力学中Grifih微裂纹理论来进行解释即实际材料 由表2可以看出灰渣混凝土空心板自重大抗弯 中总存在许多细小的裂纹或缺陷在外力作用下这些 承载力较低.
水泥聚苯颗粒浆料板的面板两侧含有无 裂纹和缺陷附近就会产生应力集中现象,当应力达到 机面板加气混凝土板内含配筋因而两者的抗弯承载 一定程度时裂纹就开始扩展而导致断裂.
后来Irwin 较大:从综合成本来看灰渣混凝土空心板生产原材 提出了应力强度因子理论并建立了K准则,在认识 料主要是各种工业固体废弃物配比简单自然养护成 墙板裂缝时主要是认为墙板材料在生产、运输、吊装 型能耗低:水泥聚苯颗粒浆料板原材料主要是聚苯颗 等过程中内部自身存在紧密堆积、尺寸效应、机械振动 粒配比简单自然养护成型能耗低:加气混凝土板生 等引起的应力应变,使得自身内部结构产生了微裂缝 产原材料配比要求高需要蒸压养护能耗高因此综 和残余应力当墙板裂缝尖端的应力集中在材料应变 合成本较前两类隔墙板较高 能极限释放速率不能满足的条件下,导致集中的应变 3装配式隔墙板裂缝问题 能扩展为裂缝:工程实践中,由于变形变化(温度、收 3.1裂缝种类 缩、不均匀沉陷)引起的裂缝约占80%以上,由荷载引 装配式隔墙板的裂缝现象较多根据裂缝的表面 起的约占20%左右建筑结构中梁、柱、楼板等由于
1382 施工技术 2017 增刊 变形和荷载作用施加于墙板端部产生的裂缝是墙板 碱网格布越硬易翘曲,会产生不易抹平等现象,对于 产生裂缝的重要原因:近年来墙板自身产生的裂缝现薄层填缝专用砂浆的抗裂增强作用就会削弱,基至加 象较少更多是由于现场安装后墙板拼缝处出现大量剧拼缝处的开裂这也是很多企业容易忽视的.
另外, 裂缝特别是多出现在墙板拼缝的填缝材料上产生该 填缝配套材料的施工应注意工艺、工序、时间的协调.
现象的原因多与填缝材料的干燥收缩、保水性、弹性模 3)墙板饰面配套材料的应用问题墙板的裂缝问 量、粘结强度等和墙板自身结构性能和外部荷载引起 题大多是在建筑室内装修完成后出现,通过现场实地 的变形有关 调查发现,一些内墙部位墙板与填缝材料并没有发生 3.3裂缝控制要点 开裂问题,而仅仅是涂装层的开裂即腻子层和涂料层 关于隔墙板的裂缝控制相关学者开展了研究并 的开裂这种开裂现象与涂装层配套材料特别是腻子 提出了一些预防措施(笔者结合多次与相关墙板 层材料性能有关-众所周知建筑内墙用腻子和建筑 生产安装企业交流并实地调查裂缝现象特提出以下 外墙用腻子是不同的,建筑外墙对腻子耐水性和柔韧 裂缝控制要点和措施: 性的性能要求较高,一般采用柔性腻子而建筑内墙更 1)墙板生产堆放和养护大部分企业墙板的生产 多采用普通腻子普通腻子基本没有柔韧性,遇到轻微 在室内车间产品的堆放却在露天,且没有采取相应的 的应力应变作用时极易发生饰面层的开裂问题而出 遮蔽阳光和雨淋的措施,以水泥聚苯颖粒浆料板 现该种裂缝是墙板裂缝现象中最多的:因此针对墙 (GRC板)为例,产品的生产多以立模方式成型,在浇 板涂装材料应用时应注意腻子饰面配套材料性能和 筑浆料时易产生离析和聚苯颗粒上浮导致墙板整体 墙板的匹配性.
密度不均匀使得墙板在长度方向上产生“脚重头轻” 4)结构部位的柔性连接处理梁、柱等结构部位 现象进而引起墙板端部两侧的强度不一数在安装过 出现的裂缝现象与建筑结构自身的变形和荷载作用 程中遇到梁、楼板等上部荷载作用时,“头轻“墙板的 有关墙板在这些部位拼装时除了采用连接件、卡件等 端部易产生梁、楼板等处的裂缝问题,因此企业应加 进行结构的可靠性连接外宜采用填补一定厚度的柔 强生产成型工艺的改进,宜采用平模方式成型.
墙板 性材料如喷涂聚氨酯、橡塑板等来缓冲和释放结构部 成型模具企口处宜采用水性脱模剂因为油性脱模剂 位与墙板之间的应变能进而削弱或避免该部位发生 易产生板企口处与填缝材料粘结性能差等问题极易 墙板裂缝的可能性 造成板与填缝材料部位的开裂现象.
养护方面墙板 4结语 生产的原材料大多以水泥作为胶凝材料水泥经过水 装配式隔墙板出现裂缝现象是多因素影响的结 化产生强度且强度的发展在3-7d内最快28d基本 果包括原材料的成型工艺、养护制度、配套材料、安装 稳定,因此在夏季炎热和冬季寒冷季节加强墙板的 工艺、荷载作用等,在保证建筑结构安全可靠性的前 脱模时间、养护时间和出厂时间的要求和规定尤为重 提下应正确认识裂缝现象,区别有害裂缝和安全裂 要特别是在夏季由于气温较高水分蒸发速率快可 缝.
本文介绍了典型装配式隔墙板出现裂缝的部位、 能会影响水泥水化进程墙板脱模后宜采取适当地间 成因机理并提出了控制裂缝的要点和建议.
隙酒水养护有利于墙板强度的增长和稳定.
产品的 随着我国建筑工业化和装配式建筑的不断推进, 堆放宜采取相应的蔽措施不宜露天直接堆放.
装配式隔墙板的应用领域会越来越多,前景广阔.
装 2)墙板填缝配套材料的选择和施工墙板拼缝处 配式隔墙板的开裂或裂缝是一个系统性问题,有必要 裂缝的产生与填缝配套材料的应用有密不可分的联 开展裂缝控制关键技术的专项研究特别是应加强在 系普通水泥砂浆由于刚度大、干燥收缩值大、弹性模 成型工艺、配套填缝和涂装饰面材料的适应性、柔性连 量小、保水性低等特点不适宜作为墙板填缝的配套材 接材料、吊装和安装设备及施工现场的安装事前、事 料.
许多企业在选择配套材料的问题上存在众多不 中、事后的裂缝跟踪控制方面的研究进而为装配式隔 足例如一些企业虽然采用了保水性较好的聚合物砂 墙板在装配式建筑的应用奠定基础.
浆但还是出现不同程度地开裂问题,现阶段墙板配 参考文献: 套填缝材料的选择离不并砂浆在综合优化砂浆性能 [1]齐宝库,张阳,装配式建筑发展瓶颈与对策研究[].沈阳建 的基础上宜选择具有微膨胀(补偿收缩)、柔性、保水 筑大学学报(社会科学版),2015[2):156-159. 性良好等特点的专用砂浆,对提高墙板和专用砂浆的 [2]邱芃,赵旭AIC节能墙板裂缝成因及控制[J].施工技术, 结构协调性具有重要作用而这一点现有的相关研究 2015 44[ 16) :64-67. 和企业存在不足.
配套抗裂增强材料选择时耐碱网 [3]杨培东.ALC增板填充增裂缝成因及防裂关键技术研究[D]. 青岛:青岛理工大学,2011. 格布的单位面积质量宜在60-100g/m²不宜选择大 [4] SUN Y HOU P. The Case and cntrol of cacks abot the fly ash 于160g/m²的耐碱网格布因为单位面积质量越大耐 p py [p a
2017增刊 陈东平等:装配式隔墙板裂缝控制关键技术分析 1383 rials 2013( 351-352) : 1495-1498. [10]刘雷,林玲,徐道厂,等,GRC轻质隔墙板裂缝的防治[J]. [5]张捷,张文学,墙板裂缝的原因分析与预防措施[1].建材技 建筑工人 2008(3):28-29. 术与应用,2007( 7):35-36. [11] Almo J A Rees E Galz J C. Staly of the cracking of xand [6]黄招有,轻质增板裂缝的产生原因及若干解决措施[].广东 wich panels of plasterboand and rockvool[J]. Materiales De Con 建材,2009( 7) :139-140. struccioe 2013 63( 311) :403 421. [7]李轩,新型轻质墙板裂缝机理与防治对策的研究[D].西安: [12]张俊,李昌资,朱永刚,玻纤增强水泥砂浆(GRC)轻质隔墙 西安理工大学,2002. 板裂缝防治技术[J].混凝土,2011{8]:123-124. [8]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版 [13]张延校,陈华.硅镁隔增板裂缝的防治[J].建筑工人.2003 661 ( 11) : 24-25. [9]周国森,吴兴涛,陈琛,等.ALC轻质隔墙板裂缝防治技术研 [14]杨培建,岳远患,陈小建,等,降低预制轻质隔墙板裂缝产生 究[].建筑技术开发,2016(3):131-42. 方法探究[J].江苏建材,2013(6]:38-40.