加气混凝土抹灰层空鼓开裂的病因与防治

1、1前言随着建筑业的快速发展和人们对住房的建筑质量和居住舒适度的要求提高,新型墙体材料如加气混凝土砌块、混凝土空心砌块及各种预制条板等,以其轻质、高强、节能等特点,在工业与民用建筑中得到了大量应用。然而此类墙材的抹灰大多仍沿用现场搅拌水泥砂浆和混合砂浆的做法,造成粉刷层与墙体粘结强度低,进而出现开裂、起壳甚至剥落等诸多质量问题,严重影响了建筑表观质量和使用功能。其中加气混凝土墙体抹灰层的起壳和开裂尤为严重,可以说已成为目前建筑工程中不容忽视的通病。2加气混凝土抹灰层空鼓、开裂的病因2.1加气混凝土自身的结构与传统施工工艺不适应加气混凝土由于特有的肚大口小的孔结构,且这些孔多是封闭及半封闭型的,这

2、就决定了加气混凝土具有两大特点:吸水速度慢,比砖墙慢3倍左右;吸水量大,饱和吸水率高达35%40%。传统的施工方法,一是要求在抹灰前反复浇水以保证抹灰层的水分不被加气混凝土吸走。即使施工人员不折不扣去做了(事实上施工现场能这样做的几乎为零,浇上去的水真正让加气混凝土内部吸入的也很少,大部分水流失,少部分水留在了加气混凝土表面,因水分渗透速度缓慢,故易在抹灰层与墙面粘结处聚集水分,使墙体含水量不匀,造成抹灰面开裂、脱壳。二是在加气混凝土表面刷一层界面剂。这样做只是保证了加气混凝土墙体与抹灰层有良好的粘结力,仅仅解决了粘结问题,对于开裂问题仍无能为力。2.2传统抹灰材料与加气混凝土材料性能不适应因

3、加气混凝土自身强度和弹性模量较低,与强度和弹模高的水泥基砂浆之间容易产生较大的剪应力,在冷热循环、干湿循环时,会使抹面砂浆所受约束力太大而开裂。加之通常的加气混凝土墙体抹灰砂浆一般在施工现场拌制,而现场称量多用体积法或经验法,计量误差大,水泥多时易开裂,水泥少时易粉化起皮。另外,水泥/石灰膏中的石灰质量(如消化不良也是导致日后抹灰层开裂的潜在危险。3加气混凝土抹灰层空鼓、开裂的防治粉刷石膏是一种材料性能、施工性能和使用功能均理想的墙体抹灰材料。在一些工业发达国家,其用量已占粉刷材料总用量的50%,有的甚至高达70%,是一种真正的绿色建材。它是以半水石膏和无水石膏复合作为主要胶凝材料,掺以多种矿

4、物、有机改性剂和集料的抹灰材料。粉刷石膏和易性好,不泌水离析;凝结时间适当可根据施工要求调节;导热系数小,为0.100.15W/(mk,是水泥砂浆的1/5左右;强度较高,硬化快,有利于加快施工速度;粘结强度较高(0.3MPa,可省掉抹界面剂的工序,却能保证抹灰层与墙体的良好结合,避免粉刷层空鼓等弊病,同时可减少粉刷施工中的落地灰,利于文明施工和节约材料;早期水化凝结硬加气混凝土抹灰层空鼓开裂的病因与防治张菁燕1赵波2(1.江苏常州市建筑科学研究院,常州213000;2.贵州中铁路桥工程有限公司,贵州558004摘要本文论述了目前建筑中常见的加气混凝土抹灰层空鼓、开裂的原因,主要是加气混凝土自身

5、特有的结构与传统的水泥基抹灰砂浆在施工工艺和材料性能上均不相适应,而具有高保水性和高粘结强度的粉刷石膏正是解决这一矛盾的高品位抹灰材料。关键词加气混凝土;抹灰;空鼓开裂;粉刷石膏;保水性;粘结强度设计与施工化,具微膨胀性,加强了抹灰层与加气混凝土墙表面的咬合能力,可避免水泥基材料早期收缩裂纹普遍的现象,后期为气硬性,不需水养护;材料分子单一(CaSO42H2O,晶态一致,分子结构、晶态没有水泥硬化体复杂(各向异性,其后期收缩极为微小(石膏基不大于0.06%,而水泥基不大于0.3%,在材性上保证粉刷层体积稳定,不易开裂。粉刷石膏抹灰层具有吸湿性能与排湿性能,有利于多孔墙材面自身干燥,从而避免加气

6、混凝土墙材因内部含水率不均匀而引起内应力,进而导致裂纹的弊端。粉刷石膏系工厂化生产、预混袋装,现场只需按推荐加水量施工,避免了现场配制的不确定性,保证了质量的稳定性。基于粉刷石膏具有以上种种特点,常州建筑科学研究院近来向市场推出了NK系列粉刷石膏,该产品已通过江苏省科技成果鉴定,其中NK-10D加气混凝土专用型粉刷石膏,很好地解决了加气混凝土抹灰层空鼓、开裂的弊病。半年来在诸多工程中应用,效果很好。防治的药方找到了,还须对原料选择、配制工艺、使用技术的全过程加强质量控制,这样才能真正根治加气混凝土抹灰的“病灶”。3.1石膏基抹灰材料的质量控制(1主要胶凝材料-石膏的质量控制。应对主要原材料石膏

7、的品位及烧制工艺加深了解,确保主要胶凝材料是半水石膏和型无水石膏的混合相,或以半水石膏为主的单相型。避免半水石膏中混有二水石膏或型无水石膏,因二者都会对半水石膏的水化起促凝作用,不利于粉刷石膏的性能稳定。故宜将半水石膏的结晶水含量控制在4%5%。(2外加剂的质量控制。除了选择理想的石膏材料外,外加剂的作用不可小视。正是由于专用外加剂的不同改性效果,才使NK系列粉刷石膏具有粘结强度高、力学性能好、尺寸稳定性佳,尤其是表面硬度和强度较高。也才能用其所长、避其所短(建筑石膏本身具有凝结硬化快、硬化后强度小、表面硬度和粘结强度低、易粉化、耐水性差的缺陷。笔者现结合该产品的生产实践,重点谈谈外加剂中的保

8、水剂和缓凝剂的选用原则。保水剂。保水剂的作用顾名思义是“保水”。良好的保水性,一方面可显著延长抹灰浆的可工作时间,使施使用更容易;另一方面,让石膏浆体在长时间内仍有足够的水分来进行完全的水化反应,以产生高的力学强度,而且使表面平顺不易开裂,尤其当浆体接触到吸水性较强的墙体如加气混凝土,其效果更明显。它能使石膏基浆体材料具有均匀的稠度和可塑性,增强对不同表面的附着性能而不会垂挂,使抹灰浆附着在墙壁上,而不粘附在抹刀上,从而使工程效果最佳化。保水剂的选用原则:目前常用的保水剂为各种纤维素醚类,如甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟甲基纤维素等,粉刷石膏用保水剂可选用性能优良的甲基纤维素、

9、羟丙基甲基纤维素等。选用的原则:一是必须能在水中迅速溶解,这样粉料与水拌合后到上墙前就使灰浆达到一定的稠度,在基材上不会出现后续增稠现象;二是具有与施工环境、温度相匹配的粘度。因为我们平时所说的保水剂粘度,指的是保水剂在20时2%水溶液中的粘度。而实际施工时,环境温度不尽相同,温度越高,粘度越低;三是保水剂的掺量应该随基底材料的吸水性强弱等而有所调整。基底材料吸水性越强,水分越易走失,保水剂掺量就要相应增加。同时与抹灰层的厚度有关,抹灰层越薄其性能和牢固度要求越高,保水剂也须相应提高。另外,掺量的多少还需视保水剂的品种、粘度、细度、溶解速度和使用温度而定。见图1。总之,要使石膏抹灰浆具有优越的

10、操作性能和保水性能,避免出现龟裂、气泡和结团,不可忽视保水剂的选择。缓凝剂。建筑石膏的凝结硬化速度相当快,凝结时间只有630min,这会给施工操作带来许多不便。因而图1保水剂HPMC掺量、粘度和保水率的关系保水率(%0.100.150.200.250.3075HD25000保水率(%75HD40000保水率(%75HD75000保水率(% 1009590858075掺量(%设计与施工必须掺缓凝剂来调节建筑石膏的凝结时间。常用的缓凝剂有磷酸钠、柠檬酸及其盐、蛋白类缓凝剂等。经对比试验发现,柠檬酸虽然缓凝效果较好,但对建筑石膏的强度不利,且掺量越大,强度降低越明显。蛋白类石膏缓凝剂在缓凝的同时,对

11、石膏强度影响亦不大。但须注意蛋白类缓凝剂的分子结构与柠檬酸及其盐的晶体结构有所区别,前者容重轻、表面能大、不易分散,所以二者在使用时须采取不同的生产工艺。可根据粉刷石膏不同的使用要求,即可操作时间、掺砂量、强度等,决定选用缓凝剂的品种及掺量。见图2、图3。3.2施工注意事项及质量控制(1粉刷石膏为气硬性材料,长期接触水部位不可用,否则应添加憎水剂。(2施工时应严格按产品生产企业的工程技术规程操作。(3防止基层吸收粉刷石膏料浆中的水分,影响粘结强度和出现开裂现象,要根据不同基层材料、施工环境及气温高低,适当均匀喷水湿润,使基层达到施工要求的湿度时再进行抹灰(但基层表面带明水时不可进行抹灰。(4抹

12、灰前必须彻底清理基层表面的浮灰、浮物、油渍等,以确保粉刷石膏与基层面粘结良好,从而防止空鼓。(5一次投料量应是在规定时间内用完的料浆使用量,每次搅拌料浆必须在料浆初凝前用完。初凝后的料浆不得再加水搅拌使用,应作报废处理,否则会产生抹灰层开裂、粉化、无强度等现象。(6冬季施工时粉刷石膏料浆上墙温度应在0以上,不得在冻结的基层上施工,受冻的料浆不能使用。施工后的粉刷石膏墙面在没干燥前不得受冻。(7夏季施工时,由于高温,墙体和料浆的水分挥发特快。所以料浆配制的用水量要比平常提高5%左右,以保证粉刷石膏正常水化,达到足够的强度。(8抹灰使用的工具和机械,在作业完成后,应及时清洗干净,防止凝结硬化后的材

13、料残渣带入新料浆中,影响抹灰质量。4结论具有高保水性和高粘结强度的粉刷石膏用作加气混凝土基材的抹灰材料,是防治加气混凝土墙体抹灰层空鼓、开裂通病的良方。它不但抹灰性能优越,而且具有“呼吸”功能,能调节室内空气湿度,创造良好的室内环境。同时,它施工便捷,现场直接加砂、加水拌制,综合造价相对较低,是值得大力推广的加气混凝土墙体抹灰材料。图3不同缓凝剂对石膏抗压强度的影响抗压强度(M P a 00.10.20.30.40.50.60.70.8柠檬酸磷酸钠蛋白类掺量(%图2缓凝剂掺量与石膏凝结时间的关系凝结时间(h 0.10.20.30.40.50.60.70.8柠檬酸磷酸钠蛋白类掺量(%嘉兴举办混凝土多孔砖建筑技术规程培训班为切实做好混凝土多孔砖建筑技术规程的宣贯工作,嘉兴市新型墙体材料行业协会和嘉兴市土木建筑学会于2003年12月1819日联合举办混凝土多孔砖建筑技术规程培训班,嘉兴市各级墙办、混凝土多孔砖生产企业以及建