空心砌块房屋建筑变形裂缝产生的成因与防治措施分析探讨
张志成
摘 要：本文结合笔者多年建筑工程施工实践，论述了小型空心砌块房屋建筑容易产生裂缝的原因，并对砌块房屋的温度变形和收缩变形产生的原因进行了具体分析阐述；对砌块房屋的温度变形和收缩变形的计算方法及砌块房屋变形裂缝具体的防治措施进行了深入探讨和总结。
关键词：空心砌块；房屋建筑；变形裂缝；温度变形；防治措施
1 前言
混凝土小型空心砌块是一种新型的建筑材料，它的出现给古老的砌体结构注入了新的生命力。由于它的诸多优点，已经成为替代传统的黏土砖最有竞争力的墙体材料。
在竖向孔洞配筋，灌注细石混凝土形成配筋的组合墙体，可以大大改善砌体原有的脆性和不均匀性，从而使之具有良好的抗弯、抗剪能力。适当布置的配筋芯柱，可提高砌块墙体的抗震性能，而且配筋灵活，可以根据受力和构造需要灵活变化以适应不同层数、不同抗震设防烈度、不同部位构造的要求。但是，根据调查发现，小型砌块房屋的裂缝比砖砌体房屋多而且更为普遍，引起了工程界的重视。
砌块房屋建成和使用之后，由于种种原因可能出现各种各样的墙体裂缝。从大的方面来说墙体裂缝可分为受力裂缝和非受力裂缝两大类。各种荷载直接作用下墙体产生的相应形式的裂缝称为受力裂缝。而砌体收缩、温湿度变化、地基沉降不均匀等引起的裂缝是为非受力裂缝，又称变形裂缝。本文着重讨论温度和收缩裂缝的成因和表现形式。小型砌块砌体与砖砌体相比，力学性能有着明显的差异。在相同的块体和砂浆强度等级下，小型砌块砌体的抗压强度比砖砌体高许多。这是因为砌块高度比砖大3倍，不像砖砌体那样受到块材抗折指标的制约。但是，相同砂浆强度等级下抗拉、抗剪强度小砌块砌体却比砖砌体小了很多，沿齿缝截面弯拉强度仅为砖砌体的30%，沿通缝弯拉仅为砖砌体的45%～50%，抗剪强度仅为砖砌体的50%～55%。因此，在相同受力状态下，小型砌块砌体抵抗拉力和剪力的能力要比砖砌体小很多，所以更容易开裂。这个特点往往没有被人重视。此外，小型砌块砌体的竖缝比砖砌体大3倍，加大了其薄弱环节更容易产生应力集中。
2 砌块房屋的温度变形分析
小型砌块砌体对温度的敏感性比砖砌体高，更容易因温度变形引起裂缝。由于温度变形引起的墙体裂缝的形状和部位砌块房屋和砖砌体房屋是相类似的，只是带有砌块的特点而已。
多层砌块房屋的顶层墙体和砖砌体房屋一样是最容易出现温度裂缝的。尽管混凝土砌体墙体的线胀系数与顶盖混凝土板的线胀系数没有差别，但在夏季阳光照射下两者之间还是存在一定的温差。夏季在阳光照射下，屋面上表面最高温度可达40℃～50℃，而顶层外墙平均最高温度约为30℃～35℃。屋顶和顶层外墙存在10℃～15℃的温差。在寒冷地区，屋盖结构层上面依次设有隔气层、保温层、找平层和防水层。顶盖结构有保温层的保护，它与外墙的温差按理应有所减少。但是，可能保温层不够厚，或防水层渗漏，保温层浸水，降低了保温隔热效果，这时两者温差还是有可能引起墙体的开裂。
在实际工程中我们发现，单是保温层上的水泥砂浆找平层（厚20mm，实际施工时往往超厚）在外界温度变化下的伸缩变形也能将外墙推裂。因为按现有的建筑构造定型节点图，砂浆找平层一直铺到女儿墙根部，不但不断开不留空隙而且在边端还要加厚，堆成三角形（便于做泛水）。找平层虽薄但在平面内还是有相当大的刚度，其上面的卷材防水层是没有隔热效果的，夏季阳光直接照射下找平层伸缩导致墙体开裂就不足为奇了。在顶盖与外墙存在一定温差下，导致两者温度变形不协调，产生墙体裂缝。当外界温度升高时，混凝土顶盖变形大，墙体变形相对较小，使屋盖受压，墙体受拉、受剪。在房屋顶层两端受力最大，往往沿窗口对角线方向呈现八字裂缝，还会在顶盖标高处墙体产生水平裂缝（顶盖板推外墙），有女儿墙时，还会使女儿墙开裂或外倾。这种温度裂缝是有明显的规律性：两端重中间轻，顶层重入下轻，阳面重阴面轻。由于顶盖的温度伸缩也会引起与外纵墙相连的顶层横墙的开裂，一般位于大棚下靠近外墙处出现斜向裂缝。顶层墙体开裂裂缝形态与圈梁设置方法有明显的关系，但仅靠圈梁的设置并不能阻止墙体裂缝的产生。顶层圈梁上直接铺设屋面板时，当屋面板坐浆与圈梁结合较好时，圈梁下仍可能出现斜裂缝。如果结合较差，有可能产生水平裂缝。
3 砌块房屋的收缩变形分析
黏土砖是烧结而成的，成品干缩性极小，所以砖砌体房屋的收缩问题一般可不予考虑。
小型空心砌块则是混凝土拌合物经浇筑、振捣养生而成的。混凝土在硬化过程中逐渐失水而干缩，其干缩量因材料和成型质量而异，并随时间增长而逐渐减小。以普通混凝土砌块为例，在自然养护条件下，成型28d后，收缩趋于稳定，其干缩率为0.03%～0.035%，含水率在50%～60%左右，砌成砌体后，在正常使用条件下，含水率继续下降，可达10%左右，其干缩率为0.018%～0.07%左右，干缩率的大小与砌块上墙时含水率有关，也与温度有关。
对于干缩已趋稳定的普通混凝土砌块砌体，如再次被浸湿后，会再次发生干缩，通常称为第二干缩。普通混凝土砌块在含水饱和后的第二干缩，其稳定时间比成型硬化过程的第一干缩时间要短，一般为15d左右。第二干缩的收缩率给为第一干缩的80%左右。
砌块上墙后的干缩，引起砌体干缩，而在砌体内部产生一定的收缩应力，当砌体的抗拉、抗剪强度不足以抵抗收缩应力时，就会产生裂缝。
因砌块干缩而引起墙体裂缝，这在小型砌块房屋是比较普遍的。在内外墙、在房屋各层均可能出现。干缩裂缝形态一般有几种，其一是在墙体中部出现的阶梯形裂缝，其二是环块材周边灰缝的裂缝，其三在外墙多反映在窗下墙，出现竖向均匀裂缝，其四在山墙等大墙面由于收缩还会出现竖向、有的是水平向裂缝。收缩裂缝一般多表现在下部几层，这是由于墙面的收缩变形受基础及横墙的约束所致。有的砌块房屋山墙大墙面中间部位，出现了由底层一直伸到3、 4层的竖向裂缝。
冬天寒冷的地区砌块房屋为达到保温要求，往往采用复合墙的形式修建外墙，即190mm厚的内叶承重墙，外加保温层（苯板、珍珠岩或岩棉），再加90mm厚外叶保护层。这种复合墙能一步到位达到寒冷地区墙体的节能保温要求
从结构上看就是一种空腔墙。外叶墙由90mm厚砌块砌成，内、外叶墙之间采用钢筋拉接。从防止温度裂缝和收缩裂缝角度来看外叶墙的处理更为不利，所以往往开裂比较严重。
由于砌筑砂浆的强度等级不高，灰缝不饱满，干缩引起的裂缝往往呈发丝状而分散在灰缝隙中，清水墙时不易被发现，当有粉刷抹面时便显露出来。干缩引起的裂缝宽度不大，且裂缝宽度较均匀。
砌块上墙时含水率较大，经过一段时间后，砌体含水率降低，便可能出现干缩裂缝。即使已砌筑完工的砌体无干缩裂缝，但当砌块因某种原因再次被水浸湿后，出现第二干缩，砌体仍可能产生裂缝。
