綠色輕質隔墻干縮裂縫控制技術

蔣守杰/JIANG Shoujie

（中國建筑第二工程局有限公司 華東分公司，上海 200000）

由于節能環保的需要，越來越多的建筑施工中采用綠色輕質材料的隔墻。綠色輕質材料憑借其良好的隔音性、輕便性、耐折性、防水性以及抗沖擊性，使其在建筑工程中廣泛地應用。由于現階段的綠色輕質隔墻板的施工技術還不太成熟，隔墻與地面的連接處容易出現裂縫，降低了建筑質量以及美觀性，不利于綠色輕質材料在建筑行業的推廣應用以及施工技術的發展，另一方面也影響了建筑節能減耗的實施。

基于以上原因，本文通過分析某項目的輕質隔墻出現裂縫的原因，研究高層建筑中綠色輕質隔墻施工裂縫的控制技術，提高綠色輕質隔墻施工的施工質量，推動綠色環保的建筑材料在建筑施工中的應用。

1 概 況

某超高層建筑的一處綠色輕質隔墻板與基礎梁的交界處出現了橫向的裂縫，寬度約0.32mm。出現裂縫的輕質隔墻化學元素成分都在標準范圍內，可以認定不是由于材料配比、選材等原材料原因造成裂縫出現。檢測出現裂縫的輕質隔墻的材料性能如表1 所示。

表1 出現裂縫的綠色輕質隔墻材料性能檢測表

可以看出，出現裂縫的輕質隔墻材料的隔墻板內外部的含水率分別為6%、4%，均低于標準的含水率10%；干燥收縮量、面密度分別為0.45 mm/m、98kg/m2，均低于標準值；而隔墻板內外部的干燥收縮差值為0.213mm/m，大于零，表示隔墻板內外部的收縮變形不一致，收縮量較大的一側受到另一側的抗力，產生拉應變，直接導致了隔墻開裂并逐漸發展。基于以上分析，研究干縮差導致輕質隔板墻施工裂縫的控制技術。

2 干縮裂縫的控制技術

2.1 計算干縮值及抗裂性

計算干縮性相關參數數值，為找出干縮裂縫產生的原因提供數據基礎，單次的干縮量計算方式表示為

式中，ηx表示在x次檢測到的干縮值（mm），Ax,y表示在x次測試時刻的第y次千分表讀數值（mm）。失水率的計算方式為

聯立式（1）、式（2），可以得到單次的干縮應變系數γx與干縮系數

式中，μx表示在x次的失水率（%），γx表示在x次的干縮應變系數（%），y0表示標準干縮量的輕質隔墻材料烘干后的質量（g），yx表示在x次的輕質隔墻質量（g），B表示隔墻材料的長度（mm），θsx表示在x次的干縮系數（%）。由上述表達式可以得到總干縮系數的計算方式

根據輕質隔墻材料的干縮系數，計算材料的抗拉強度εsr（x），計算方式為

式中，εsr（x）表示輕質隔墻材料在r齡期時的抗拉強度（MPa），εsr表示輕質隔墻材料的標準抗拉強度值，εsr=2.40MPa。根據以上計算，得到輕質隔墻材料的最大自約束應力?s，表示為

式中，κ（r）表示在r齡期時輕質材料的彈性模量（MPa），Δθs表示輕質材料可能出現的最大內部與表面的干縮差（mm/m），λ（r，t）表示在t齡期時延續到r齡期時產生的約束應力，由式（7）可以得到輕質隔墻材料的抗裂性能計算方法

根據上述計算，進一步研究干縮性的影響因素，進而得到干縮裂縫的控制方案。

2.2 暴露時間及齡期的控制技術

通過計算，得到干縮應變系數與綠色輕質隔墻材料暴露時間的關系曲線圖（圖1）。由圖1 可知，在綠色輕質隔墻施工完成后，隨時間的增長，材料的水分逐漸損失，當輕質隔板材料達到最大的失水量時，干縮應變系數逐漸平穩，趨于穩定狀態。由此可知，只要在材料的失水率最大之前，綠色輕質隔墻材料的干縮性系數保持在0.0001 之下，待干縮系數達到穩定狀態后，就可以保證隔墻板不會出現裂縫。

圖1 不同暴露時間下的干縮應變系數變化圖

輕質隔墻材料的齡期對材料的干縮性影響關系如表2 所示。輕質隔墻材料齡期越大，其干縮應力與平均干縮系數就越大，因此齡期的選擇對材料干縮性也有影響。

表2 不同齡期的輕質隔墻材料的干縮應力系數表

基于上述分析，采用控制綠色輕質隔墻板材料的含水率的控制方法，項目應用的輕質材料是一種輕骨料的綠色混凝土制品，孔隙較多，孔隙中含有大量的不同成分的水，為了保持原材料的含水率的損失盡可能地降低，要求材料生產階段比規定范圍多配比0.2%～0.5%的含水率，保證施工時的材料含水率控制在10%的要求范圍內，并要求輕質隔墻材料必須達到齡期20d 以上。

2.3 溫度與濕度的控制技術

根據干縮性相關參數的計算公式，分別研究輕質隔墻材料干縮性與溫度、時間以及齡期的關系，為施工中控制干縮裂縫的產生提供技術原理。通過式（2）、式（3）得到失水率與干縮應變系數的關系曲線圖，如圖2 所示。

圖2 不同失水率下的干縮應變系數變化圖

由圖2 可知，隨著輕質隔墻材料失水率的增加，干縮應變系數變化量逐漸降低，呈逐漸穩定的發展趨勢。而輕質隔墻材料的含水率與溫度有關，溫度升高的情況下，由于輕質隔墻材料的孔隙結構特性，導致輕質隔墻材料中所含水分的蒸發速度就越快，含水量會逐漸降低，導致干縮系數以及干縮應變系數增加，發生干燥收縮，降低了輕質隔墻材料的穩定性，增大了出現裂縫的概率，水分繼續流失，相對濕度不斷減小，小分子之間的蠕動作用以及交通荷載作用，會使裂縫對隔墻的破壞程度加大。

在超高層建筑工程中，需要考慮在不同高度下的溫度與濕度對建筑材料的影響。溫度較高的情況，采用濕布遮蓋材料，保證水分不被蒸發，提高材料干縮性的穩定。由于超高層建筑需要超高墻體支撐，墻體高度的增加使得整體重心降低，隔墻底部所接受的壓力會更大，因此為了降低應力對隔墻底部的影響，設立綠色輕質的支撐柱以及橫梁板，將其固定在安裝的隔墻與頂部的角落處，形成一個穩定的支撐結構，降低多余荷載對隔墻的壓力，使得輕質隔墻整體的結構更加牢固，抗震性與抗裂性顯著提高，保證輕質隔墻施工的穩定性。

3 試驗與檢測

為檢測對輕質隔墻施工裂縫的控制技術的效果，隨機選取一處該項目的原輕質隔墻P，將其與以干縮性控制技術方法為原則施工的綠色輕質隔墻Q 進行對比，通過抗裂性試驗檢測兩組輕質隔墻的抗裂性能，以檢驗兩組輕質隔墻的穩定性。

在恒定溫度25℃與不同頻率的振動條件下進行抗裂性試驗，實驗結果：輕質隔墻P 在振動頻率為1 200Hz 時出現第一處裂縫，在振動頻率為1 500Hz 時出現4 處裂縫；輕質隔墻Q 在1 500Hz 以內的振動頻率下，沒有產生裂縫。表明應用裂縫控制技術的輕質隔墻的穩定性更高。

結合上文提出的抗裂性計算方法，得到2 組輕質隔墻隨機10 個檢測點的抗裂性系數（圖3）。

圖3 輕質隔墻在25℃恒定溫度下的抗裂性系數圖

輕質隔墻P 的抗裂性系數的最大值為1.25，超過了最大限度抗裂性1.20，表明輕質隔墻P 的第4 個抗裂性檢測點一定會出現裂縫；輕質隔墻Q的抗裂性系數最大值為0.32，沒有超過上文計算的最大限度抗裂性1.20，輕質隔墻Q 的檢測點均不會有出現裂縫的風險。試驗結果表明，超高層建筑建設中，在恒定的正常環境溫度條件下，基于裂縫控制技術方法施工的綠色輕質隔墻不會出現裂縫，保證了輕質隔墻的穩定性。

4 結語

隨著我國高層建筑工程的發展，為響應建筑節能減排的建設要求，越來越多的高層建筑采用綠色材料進行建筑的施工，綠色輕質隔板材料的應用也越來越廣泛，本文研究的綠色輕質隔墻裂縫的控制技術有助于提升高層建筑的綠色施工質量。