內墻條板拼縫部位飾面層防裂技術*

黎加純，吳自敏，楚洪亮，尹述偉，李曉晨

(1.廣東博意建筑設計院有限公司，廣東 佛山 528000；2.中國建筑技術中心，北京 101300； 3.中建科技有限公司，北京 100070)

0 引言

預制內墻條板具有質量輕、強度高、安裝方便及節能環保的特點[1]，是綠色建筑和裝配式建筑推廣使用的新型墻體材料[2-3]。條板產品施工安裝精度高，作為內墻使用可實現面層免抹灰，減少抹灰帶來的空鼓和開裂等質量問題，有利于提升工程品質，提高經濟效益，降低工程成本。開裂是條板使用過程中最主要的問題，其中條板板間拼縫部位開裂出現頻次最高，已經成為條板使用通病。條板開裂導致飾面層開裂，影響裝修效果，制約條板推廣使用。

1 當前條板拼縫裂紋防治方法

條板拼縫開裂防治方法從材料、設計、構造和施工等不同角度出發，可以分為放裂、抗裂和防裂[4]。

1)放裂 條板安裝后靜置一段時間再進行下一道工序，靜置期間條板通過位移和變形釋放應力，待應力釋放完成后進行下一道工序施工。

2)抗裂 拼縫部位采用適當強度的專用砂漿；在條板拼縫部位掛網后抹抗裂砂漿，利用玻纖網抗拉強度高的性能抵抗條板收縮過程中拉力，減少開裂。

3)防裂 內墻選取小尺寸、干縮值小的條板，條板養護到一定齡期后再進場使用，目前條板尺寸以600mm寬為主。

工程實踐中綜合采用放裂、抗裂和防裂中的1種或多種方法防治拼縫開裂，對大尺寸開裂有很好的控制效果，但微小開裂的現象依然沒有得到徹底解決。拼縫開裂是多種因素綜合作用下引起的，不同條件下各因素對條板拼縫開裂貢獻程度不一樣，對成因的分析停留在定性分析層面，所制定的措施難以有針對性，實施后往往效果欠佳，有的條板拼縫開裂現象出現1年后，陷入裂了修、修了再裂的被動治理中。

當前條板拼縫外側處理具有抗裂功能，即將加筋材料鋪設于拼縫部位外側，加筋材料具有高彈性模量和高抗拉強度，高彈性模量使拼縫開裂過程中加筋材料優先受力，高抗拉強度使加筋材料能抵御一定程度內部應力。條板拼縫外側處理在空間位置上同時為飾面層基層，板縫部位開裂是拉力大于內聚力的結果，拼縫開裂時附著于拼縫外側處理部位的飾面層隨之發生零延伸斷裂現象。拼縫外側抗裂處理在飾面層完整性上是一種兜底的措施，抗裂失效將直接導致飾面層開裂而影響裝修。

2 條板拼縫部位飾面層防裂新方法

2.1 飾面層防裂新方法原理

內墻條板飾面層基層分為條板面層和拼縫部位外側處理兩部分，如圖1所示。其中條板面層不易開裂，拼縫部位微小裂紋對結構安全影響小，但對附著于拼縫部位的飾面層效果影響大。新方法不以控制條板拼縫不裂為目標，即條板拼縫外側處理不承擔抗裂功能，旨在維持拼縫外側處理作為飾面層基層的完整性。新方法將拼縫外側處理分為強黏結段和弱黏結段：強黏結段與條板間具有很強的剪切黏結強度，起黏結固定作用，條板開裂過程中不發生剝離；弱黏結段與條板間剪切黏結強度低，起過渡層作用，拼縫開裂過程中弱黏結段與條板剝離后產生相對滑動并通過自身變形降低拉應力，弱黏結段在條板開裂過程中保持完整，附著于弱黏結段表面的飾面層不發生零延伸斷裂，通過控制弱黏結段寬度實現對飾面層裂紋尺寸的控制。

圖1 飾面層基層及局部放大

2.2 飾面層防裂新方法核心參數確定

2.2.1弱黏結段寬度確定

飾面層裂紋尺寸影響觀感，弱黏結段應有足夠寬度，以實現拼縫部位大尺寸裂紋傳遞至飾面層時分散為微小裂紋。如圖2a所示，取弱黏結段中斷面A為研究對象，強黏結段為參考對象，條板拼縫開裂前后斷面A與強黏結段間距分別為m和n，開裂前后斷面A位移量ε=n-m，在不考慮飾面層動態抗裂性能的情況下，附著于飾面層裂紋尺寸等于弱黏結段相對位移ε，如圖2b所示。條板拼縫裂紋尺寸與飾面層裂紋尺寸之間滿足式(1)。

圖2 條板拼縫開裂前后弱黏結段變化和飾面層開裂示意

ε=δ/(l/δ)

(1)

式中：δ為條板拼縫裂紋尺寸(mm)；l為拼縫部位外側處理弱黏結段長度(mm)；ε為飾面層裂紋尺寸(mm)。

飾面層肉眼可見裂紋尺寸為0.2mm，即應將飾面層裂紋尺寸ε控制在0.2mm以內，則l≥5δ2，設計中取l=5δ2。

以功能要求確定弱黏結段最小寬度l。在實施過程中，條板拼縫部位開裂的具體位置不能確定，為滿足不利條件，弱黏結段實際寬度L采用A，B兩種設計思路進行確定，如圖3所示，其中A以裂紋位于拼縫黏結段兩側且同側拼縫外側弱處理段發揮功能作用為不利條件(見圖3a)；B以裂紋位于拼縫黏結段兩側且反側拼縫外側弱處理段發揮功能作用為不利條件(圖3b)。2種思路中拼縫外側處理弱黏結段實際寬度大于計算最小寬度，有一定安全倍數，可用于消化材料、施工和弱黏結段形變不均一等不穩定因素帶來的不利影響。A，B兩種設計思路所確定的弱黏結段性能指標如表1所示。

圖3 不同設計思路弱黏結段長度

表1 不同設計思路弱黏結段性能指標

拼縫黏結段寬度d取5mm。A，B設計思路中不同尺寸條板拼縫裂紋對應的弱黏結段實際寬度和材料伸長率變化如圖4所示，其中a為弱黏結段實際寬度，b為材料伸長率。弱黏結段寬度過大飾面層容易產生空鼓影響裝修質感，材料伸長率過大飾面層裂紋容易發生集中而引起局部脫落。結合拼縫裂紋尺寸與弱黏結段寬度和材料伸長率變化關系，有以下建議。

圖4 條板拼縫部位不同尺寸裂紋對應弱黏結段實際寬度和材料伸長率

1)條板拼縫裂紋尺寸δ≤1.4mm時，宜采用A設計思路確定弱黏結段實際寬度，為方便設計L取25mm。

2)條板拼縫裂紋尺寸1.4mm<δ≤2mm時，采用B設計思路確定弱黏結段實際寬度。為方便設計L取35mm。

3)條板拼縫裂紋尺寸δ>2mm時，采用其他技術手段將條板拼縫裂紋尺寸控制在2mm以下，再根據上述條件確定弱黏結段實際寬度。

為利于實施，弱黏結段實際寬度L取35mm。

2.2.2弱黏結段材料性能要求及優選建議

結合節點構造功能、室內環境、材料與施工等方面需求，拼縫外側處理材料性能上還需滿足以下幾點要求。

1)剛性要求 拼縫外側處理材料在功能上為飾面層基層，材料應具有一定剛性以維持飾面層穩定。

2)黏結強度要求 板縫外側處理材料在構造層上依附于內墻條板，板縫外側處理存在弱黏結段，強黏結段黏結面積比相對降低，材料與條板間黏結性能較強。

3)形態要求 拼縫外側處理材料應有利于條板免抹灰技術實施，板縫處理材料優先考慮不定形材料，實施過程中能消化材料尺寸偏差和施工過程中形成的誤差。

4)環保要求 條板免抹灰技術造成拼縫部位覆蓋層厚度減小，材料中污染物向室內擴散的速率增大，拼縫外側處理材料應環境友好，減少有害物質向室內散發。

5)組分要求 條板為無機非金屬材料，拼縫外側處理材料宜保持與條板材料性能相近，降低對飾面層材料選材和施工的影響。

6)韌性要求 弱黏結段開裂會引起飾面層裂紋集中，條板拼縫開裂后弱黏結段材料伸長率應小于材料的斷裂伸長率，如式(2)所示：

υ=δ/L×100%≤υ

(2)

式中：υ為弱黏結段材料實際伸長率(%)；υ為弱黏結段材料斷裂伸長率(%)；L為拼縫部位外側處理弱黏結段實際長度(mm)。

綜合以上考慮，優選丙烯酸聚合物砂漿作為拼縫部位外側處理材料，除滿足上述材料性能要求外，同時有以下優點。

1)通過調整丙烯酸聚合物、水泥和細骨料之間相對含量可以控制弱黏結段斷裂伸長率，斷裂伸長率可調至200%以上[5]，根據拼縫外側處理對材料伸長率的要求，有針對性地優化砂漿成分，降低成本。

2)丙烯酸聚合物砂漿施工方法與傳統板縫處理施工方法相近，施工工藝改變小，利于實施。

3)通過調整丙烯酸聚合物砂漿中水泥種類，實現外觀、色澤、質感一定程度可調，利于飾面層實施[6]。

3 飾面層防裂新方法條板拼縫部位構造

在確定條板拼縫外側處理弱黏結段寬度和材料后，條板拼縫部位構造如圖5所示。弱黏結段通過在丙烯酸聚合物砂漿與條板間設置隔離層實現。隔離層具體可以是薄層膩子、低強度砂漿、膠帶紙等與條板間具有較小黏結強度的材料。弱黏結段寬度為35mm，飾面層理論最大裂紋尺寸為0.11mm，弱黏結段最大伸長率5.7%，在考慮飾面材料動態開裂性能的情況下飾面層裂紋尺寸將更小。丙烯酸聚合物砂漿中在使用過程中應添加少量聚丙烯纖維，有利于避免條板開裂過程中弱黏結段局部應力集中產生變形不均勻現象。

圖5 新方法條板拼縫部位構造及局部放大示意

4 結語

針對當前條板拼縫開裂影響到飾面層提出1種解決方法，將條板拼縫外側處理分為強黏結段和弱黏結段，從功能要求上確定弱黏結段寬度和材料性能要求。優選丙烯酸聚合物砂漿拼縫部位處理。通過設置隔離層的形式實現拼縫外側處理與條板間弱黏結。從構造的角度上允許條板拼縫開裂，降低位移縫隙對飾面層的影響，為解決條板拼縫部位飾面層開裂提供另一種解決思路。對于有飾面層要求的工程中其他裂縫，本方法也能作為參考。