輕鋼泡沫混凝土墻體裂縫控制試驗探索

文/李德昊 湖南省長沙市中南大學 湖南長沙 410075

輕鋼泡沫混凝土墻體是將薄壁輕鋼作為墻體支架，將泡沫混凝土進行澆筑填充而成的一種復合型墻體。泡沫混凝土還能夠增加墻體的承載能力、提升墻體的維護作用，多孔輕質的材質也提升了墻體的保溫、隔音的性能。現澆灌工藝能將泡沫混凝土完全包裹輕鋼骨架，能夠顯著增強墻體的厚實感，并且這種墻體的構造具有很強的防火性能[1]。所以輕鋼混凝土墻體在現代的建筑行業中具有很強的綜合優勢，同時也符合我國建筑墻體改革、節能建筑的發展要求，已經得到了建筑行業的廣泛應用。另外，輕鋼泡沫混凝土墻體與普通的建筑墻體相比，由于泡沫混凝土中不含有骨料，所以出現的收縮開裂的問題比較嚴重；由于輕鋼薄壁的表面比較光滑，普通混凝土中的帶肋鋼筋相比，輕鋼與泡沫混凝土之間的結合強度較弱，所以墻體的收縮開裂問題比普通混凝土墻體嚴重的多，這一系列問題的出現，很大程度上影響了建筑墻體的耐久性降低了墻體的使用壽命。本文通過實驗的方法對輕鋼泡混凝土進行了研究，找出了導致墻體開裂的主要原因，并介紹了幾點具有借鑒意義的改進措施，對輕鋼混凝土墻體的發展具有重要意義。

1、試驗相關的設計

1.1 原材料的選擇

水泥：P ·O 41.9R 強性硅酸性質水泥。

砂：河北生產的水洗砂，砂粒的尺寸在4mm-5mm 之間，含泥量小于4.9%。

發泡材料：北京市森昌泰復合型發泡材料。

發泡纖維：天津市砂漿混凝土新型建材產聚丙烯短纖維，長度范圍在5mm-9mm 之間。

輕骨料：河南平頂山產黏土陶粒，直徑在4.5mm-14.5mm 之間，堆積的密度為750kg/m3。

輕鋼材料：天津市產矩形薄壁鋼管材質，包換有35mm ×35mm ×1mm 和45mm ×55mm ×1mm 兩種規格類型。

鋼絲網：河南生產的產φ1.5@24.5 ×24.5、φ3.2@45 ×45、φ2.1@110 ×110、φ3.0@80 ×80 等 四種類型。

收口網：采用河北省安平縣儒玖金屬絲網制品有限公司生產的帶筋網以及護角網。

1.2 相關試件的設計及準備

1.2.1 試驗條件的相關設計

對于試驗條件的相關設計主要從泡沫混凝土的原材料配合比例、輕鋼泡沫混凝土墻體的相關設計以及工程的施工等方面共設計了5 組共20個試驗條件，具體的試驗條件相關參數如下。

本實驗共分為五組分別按照不同的水膠比例、不同的纖維摻雜量、不同輕骨料摻雜量、不同干密度、不同的施工方式。第一組分為5 個編號分別為1-1，1-2，1-3，1-4，1-5、第二組4 個分別為2-1,2-2,2-3,2-4、第三組3個分別為3-1，3-2,3-3、第四組4 個分別為4-1，4-2,4-3,4-4、第五組5 個分別為5-1，5-2,5-3,5-4,5-5。

其中前四組相互為對照試驗，第五組的對照試驗為第三組的3-1。

根據試驗條件加入不同量的水泥、砂、泡沫、水、纖維

試驗得到的結論（按照上述試驗組別和編號排序）；

第一組：水膠比：0.30，0.25，0.40，0.45，0.35。

第二組：無纖維摻量：0.25%，0.55%，1.2%

第三組：水泥：百分比：30，25，35

第四組：每立方米/千克:600，750，1200，1100

第五組：不同養護方式和養護時間：灑水草簾養護方式、灑水草簾養護方式、灑水覆膜養護方式、灑水覆膜養護方式、灑水覆膜養護方式五種養護方式，養護時間（天）分別為7、9、10、6、5。

1.2.2 試驗條件的制備

首先將45mm ×45mm ×150mm 試模的兩端的中心位置各開一個直徑在5-7 毫米之間的圓孔，主要目的是將收縮頭進行固定，在制備的過程中要保證收縮頭露出部分在（7.5 ±0.5 毫米）范圍內，然后按照一定的比例將事先攪拌好的泡沫混凝土灌入其中，試驗參照了最新的養護策略，對其進行養護的時間為7、10、15、20，主要目的是延長混凝土自然凝固后出現干燥現象的時間。

2、試驗結果以及分析

2.1 水膠比例對泡沫混凝土收縮特性的影響

如上圖表1可以得出，不同水膠配比下的混凝土的實際收縮程度，由此可以得出，不同的水膠比例對泡沫混凝土收縮程度的影響程度不同，隨著膠材料與水的融合程度不同，墻體出現例如不同程度的收縮狀況[2]。另外，在水化的過程中，由于固體材料經過水處理后的體積出現了不同程度的膨脹狀況，使得混凝土之間的緊密程度逐漸加強，但是隨著水分逐漸蒸發，顆粒物質出現了不同程度的收縮，最終導致墻體收縮，這是導致泡沫混凝土墻體出現收縮問題的主要原因。

2.2 不同施工方式對輕鋼泡沫混凝土墻體裂縫影響

根據實驗的五個不同養護方式對輕鋼混凝土墻體的影響可以得到以下結果。

第一：墻體的養護方式上，采用灑水覆膜的養護方式能夠減少墻體中水分的蒸發，進而避免了由于墻體干燥造成的開裂現行。從施工的角度來看，灑水覆膜腔體養護的方法比灑水草簾墻體養護方法效果要好，而且施工方便、操作簡單。

第二：從養護時間上來看，同種養護方法不同養護時間，墻體的裂縫現象出現了明顯的不同，經過分析得出，隨著對墻體的養護時間的延長，泡沫混凝土中的相關原材料的水化程度更加徹底，所以不容易出現裂縫現象[3]。由此可見，合理的延長對墻體的養護時間能有效避免墻體開裂現象的出現。

結語：

綜上所述，影響輕鋼混凝土墻體開裂問題的主要原因是由于原材料出現了不同程度的收縮。在輕鋼混凝土墻體在建設的過程中，通過采取一些墻體養護措施，能有效的避免墻體裂縫現象的出現，所以在保證施工質量的前提下，采取合理的養護措施，能夠有效控制墻體開裂問題。