蒸压轻质砂加气混凝土板安装技术及质量控制

肖凤春

（青岛地铁集团有限公司第一建设分公司，山东 青岛 266000）

蒸压轻质砂加气混凝土材料研究很大程度地促进了装配式混凝土建筑发展，装配式建筑的主要施工原理是将各建筑结构模块化，在工厂提前预制成型，在现场进行组装，从而减少了传统施工现浇的施工工序[1]。蒸压轻质砂加气混凝土板装配在施工工效、使用性能、施工标准化和节能环保等方面都有优势[2]。与传统结构的建筑工程项目相比，不仅可以降低施工成本，还可以减少工程施工的消耗。为保证蒸压轻质砂加气混凝土板材的施工质量，该文结合实际工程，对蒸压轻质砂加气混凝土板安装工艺进行研究，以期提高项目装配式构件安装施工质量。

1 安装技术优化研究

1.1 测量定位

按照结构施工的主轴控制线进行楼面隔墙测量放线，保证各轴线的水平间距相等且方正。当平面控制时，应在楼面弹出墙身线，在构造柱、门窗洞口和墙面水电处预留洞口的位置线，柱与顶面梁板处采用挂垂直线的方法，对照施工平面图放线并复核门洞位置，门框预留洞位置处两侧各增加10mm 宽度间隙，墙板与剪力墙或梁下预留20mm 宽度间隙，板底部以木楔调整预留10～20mm 间隙[3]。

1.2 安装固定卡具

用线坠将测放的墙底线垂直引到梁底或板底，根据板材的安装排板图，在板材顶部与混凝土结构连接处、顶部与钢梁构造连接处以及板材间的接缝处，每间隔600mm 设置1 个“U”形卡。

1.3 处理接触面

根据蒸压轻质砂加气混凝土板材在不同连接位置的安装要求，将板材接触面加工成相应形式，保证接触面平整度误差≤10mm。清理完墙板接触面后，在铺板部分满铺专用胶黏剂。

1.4 拼装墙板

采用竖向安装法拼装墙板，根据测放定位墨线及“U”形卡布置位置，从墙体一端到另一端依次安装。在有门洞墙体的情况下，应从两端向门洞口进行安装。保持板上端与梁（板）底距≤20mm，板下端与地面表面间距为10mm～20mm，板面与板面间拼缝≤2mm。当立板时，在顶板和底部塞入木楔，便于调整。在安装过程中，用2m靠尺线坠检查垂直度和平整度，用木楔临时固定板材上下端，用“U”形卡具固定两块板材拼缝处上端。按拼装顺序继续安装板材，待板材侧面榫头及榫槽完全嵌合严实后测量调整2 块板的平整度及垂直度。

1.5 板顶填缝

安装完整面填充墙后，在墙体顶部与梁板交接处灌注掺膨胀剂的嵌缝砂浆，对其进行填缝处理，墙根填缝达到强度后撤除木楔，用耐碱玻纤网格布黏附接缝，防止开裂，同时用聚合物抗裂砂浆修补墙板细部缺陷处。

2 裂缝防治技术研究与应用

蒸压轻质砂加气混凝土板属于加气混凝土制品，加气混凝土是混凝土的一种，因此蒸压轻质砂加气混凝土板具有和普通混凝土相似的收缩特性。硬化收缩是在恒温绝湿情况下，混凝土初凝后水泥继续水化反应而消耗浆体内部水分，造成相对湿度降低导致体积缩小的现象。塑性收缩是在混凝土初凝过程中，表面水分的蒸发速度大于内部从下至上的泌水速度引起体积缩小的现象。干燥收缩为混凝土内部的毛细孔水、凝胶孔水以及吸附水等水分挥发导致体积缩小的现象。蒸压轻质加气混凝土板的干燥收缩表现都是蒸压加气混凝土材料宏观多孔特性的外化反映，干燥收缩表现与材料孔隙率和孔径分布等孔隙结构特性紧密相关。

2.1 分析墙板干缩开裂机理

蒸压轻质砂加气混凝土板干缩表现形式主要与加气混凝土材料微观孔隙结构和水份流失速率相关。当周围环境中的湿度降低时，蒸压加气混凝土中毛细孔水随之蒸发，若材料内部含水率分布不均，则材料中水份迁移和消散会形成大小不一的干缩驱动力，如图1 所示，进而导致墙面干缩开裂[4]。

图1 表面张力与毛细孔负压动态平衡图

根据毛细管张力理论，当毛细孔中水份蒸发时，墙体表面与外界环境的交界面形成毛细孔负压。压力差使在蒸压加气混凝土材料颗粒间产生气液弯液面，平衡状态方程如公式（1）所示。

式中：Δp为毛细孔负压；γ为表面张力；rk为弯液面半径；R为气体常数；T为外部温度；ρ为水密度；M为水分子量；p/p0为相对湿度。

由公式（1）可知，随着相对湿度降低，毛细孔负压和表面张力相应增加，蒸压混凝土材料表面张力变大，会导致墙板表面收缩应力增加，使混凝土材料内部颗粒向收缩方向运动，最终表面干缩。

2.2 分析墙板开裂影响因素

墙板填充墙开裂会影响建筑物的使用功能和耐久性，因此墙板填充墙开裂问题逐渐受到重视。基于蒸压轻质混凝土板材安装施工，分析墙体裂缝成因，以此指导实际工程施工。

2.2.1 分析墙板长度影响

当蒸压加气混凝土材料在干缩作用下拉伸等效塑性应变＞0，最大主塑性应变为正时，墙板板面开始出现裂纹。通过有限元分析可知，在同一温差条件下，当蒸压加气混凝土填充墙长度较短时，墙体未发生开裂。随着墙体长度增加，两墙体接缝处开始出现裂缝，并从裂缝尖端沿墙体高度方向发展，裂缝宽度也不断增加。

在实际工程中，裂缝宽度＞0.5mm，即为可见裂缝，墙板开裂宽度与墙体长度的关系曲线如图2 所示，当蒸压轻质加气混凝土墙体长度为3m 时，其裂缝宽度已达到1.1mm，随着墙体宽度增加，裂缝宽度呈线性关系增加，回归方程如公式（2）所示。

图2 裂缝宽度随墙体长度变化曲线

式中：bf为裂缝宽度；B为墙体宽度。

2.2.2 黏接强度影响分析

蒸压轻质加气混凝土墙板通常采用水泥砂浆对嵌缝进行黏接，从而形成整面墙体。嵌缝砂浆的黏结强度可以保证墙板填充墙的整体性，确保墙板间力的传递。在安装墙板前，分别对0.3MPa、0.35MPa、0.4MPa、0.45MPa、0.5MPa 和0.55MPa 这6 种不同强度的嵌缝水泥砂浆进行对比试验，分析嵌缝水泥砂浆强度对墙体开裂的影响程度，试验结果如图3 所示。随着嵌缝砂浆强度提升，墙体开裂宽度呈现下降趋势，当嵌缝砂浆强度超过0.45MPa 时，裂缝宽度从1.6mm 降至1.1mm，降幅为31%。试验证明，通过提高嵌缝砂浆强度可使蒸压轻质加气混凝土板接缝处形成的裂缝宽度变小。

图3 裂缝宽度随黏接强度变化曲线

2.2.3 板材强度影响分析

蒸压轻质混凝土强度对墙体裂缝发展的影响最显著，因此利用有限元分析软件分别模拟A7.5、A05和A3.5这3 个强度等级的蒸压轻质加气混凝土板，对比分析3 种强度板材在外力条件下的裂缝发展趋势，如图4 所示。A7.5、A05这2 种强度板材最先开裂且裂缝宽度最大，A05强度板材裂缝发展稍弱于A7.5板材；A3.5强度板材在墙板填充墙接缝处未出现开裂现象。“低强度板材在接缝处更不易开裂”现象的主要原因是墙板由嵌缝水泥砂浆黏接形成整体，黏接强度一致且板材强度更低。随着板材强度提高，接缝处黏接界面会因刚度退化而开裂，因此，黏接强度和墙板强度的差异化会导致墙板强度越高，接缝处开裂越明显[5]。

图4 不同强度板材的裂缝发展趋势

2.3 裂缝防治措施应用

蒸压轻质加气混凝土墙板填充墙裂缝影响因素很多，通过单一方法不能达到预期防裂效果，因此结合试验及有限元分析结果，从板材选择和施工技术方面制定相应的裂缝防治措施。

2.3.1 限制墙板安装尺寸

由上文分析可知，蒸压轻质加气混凝土墙板安装长度越长，接缝处开裂宽度越大，裂缝宽度随着墙体长度增加呈线性增加关系。与此同时，当墙板高度低于需填充墙体高度时，需要接板安装，也增加了接缝处开裂的风险。因此当使用蒸压轻质加气混凝土墙板填充墙体时，应限制墙体尺寸，当墙体尺寸超过限值时，应采取措施缩短墙长、降低高宽比，将墙体安装宽度和高度控制在1.5m 内，以此达到裂缝防治的目的。

2.3.2 优化嵌缝砂浆性能

当嵌缝砂浆所提供的拉伸黏结强度小于蒸压轻质砂加气混凝土板强度时，在外力作用下，接缝处会开裂，延伸到墙板损伤开裂。为提高嵌缝砂浆的拉伸黏结强度，选用保水性和易性较好的蒸压轻质加气混凝土板专用嵌缝砂浆，缩小嵌缝砂浆与板材的强度差。嵌缝砂浆的拉伸黏结强度主要受砂浆保水性、和易性和饱满度的影响。若砂浆保水性差，则砂浆中水份会被板材快速吸收，不仅砂浆黏结强度会降低，板材接缝边缘强度也会降低。若砂浆和易性差，则难以使砂浆黏附于墙板表面且后期容易脱落[6]。

3 结论

结合实际工程施工中的蒸压轻质砂加气混凝土板质量控制措施，对安装技术进行优化，利用有限元模拟和试验的方式进行蒸压轻质砂加气混凝土墙板裂缝防治技术研究，得到以下结论：1）蒸压轻质砂加气混凝土墙板安装，裂缝随着墙板长度增加呈线性增加关系，单块墙板安装尺寸宜控制在1.5m内，以此降低发生裂缝的风险。2）选择蒸压轻质砂加气混凝土板材，满足结构强度的同时，应避免选择高强度板材，嵌缝砂浆强度应大于4.5MPa，以此降低嵌缝砂浆处刚度退化裂缝发生的可能性。

对现场试验及有限元结果进行分析总结，蒸压轻质砂加气混凝土墙板安装裂缝防治措施可在相似工程推广使用。