水泥基找平腻子抗裂性影响因素与工程应用研究

2020-10-26 02:02姚利君上海市建筑科学研究院有限公司上海201108

建筑科技 2020年2期

姚利君（上海市建筑科学研究院有限公司，上海 201108）

水泥基找平腻子是以水泥为主要胶凝材料，辅以石灰、砂、填料、添加剂等按比例混合而成的干混料。随着建筑施工水平的提高和装配式建筑中预制墙板应用的增加，墙体平整度提高至 10 mm 之内，找平腻子替代普通抹灰砂浆的工程应用日益增多。找平腻子具有湿密度小，保水性和抗流挂性好，涂抹厚度小等特点。与传统抹灰砂浆相比，找平腻子存在抗裂性能提高、材料用量减少、施工工艺简化、墙面质量提高、兼具找平和装饰两种功能等优势。本文对水泥基找平腻子抗裂性影响因素与工程应用进行了研究。

1 工程应用调研

水泥基找平腻子的应用始于十年前的宁波地区，当时住宅或厂房工程墙体材料以混凝土空心砌块或蒸压加气块为主，工程交付时墙面开裂、空鼓情况较为普遍。为了获得良好的墙面感官效果，同时不增加工程造价，慈溪创生建材率先开发了一款水泥基产品，这款产品需要具备类似于普通抹灰砂浆的强度和类似于腻子的装饰性，同时要克服普通砂浆空鼓、开裂的质量通病和普通内墙腻子的耐水性不足。由于产品单价超过普通抹灰砂浆，必须通过减少单位面积使用量和降低施工成本以取得工程造价不增加的平衡。因此，当时仅在施工水平高的工程得以部分应用，如 2010 年慈溪市嘉景苑恒泰一期工程，其一半地下室采用传统材料，即普通抹灰砂浆，表面批刮普通内墙腻子，另一半地下室采用水泥基找平腻子。2013 年该地下室遭受了洪水浸泡，水泥基找平腻子施工的墙顶面无开裂、空鼓、起壳、霉变等现象，而传统材料施工的墙顶面起皮、脱落、空鼓、霉变等情况十分严重。随后的众多工程表明，水泥基找平腻子的应用有效解决了室内墙顶面抹灰层空鼓、开裂、起壳等质量通病，并大大节省了材料用量。近几年国家大力推动装配式建筑，装配式建筑的墙体平整度得到了极大的提高，江浙沪地区的多家建材厂开发了找平腻子产品，找平腻子在装配式建筑中的应用效果良好。

2 抗裂性影响因数与工程应用研究

2.1 抗裂性影响因素试验

墙体找平层开裂通常是由于找平层收缩较大、墙体不够稳定以及不同墙体材料变形不一致造成的。刚性较大的找平层收缩产生的应力可削弱找平层与墙体之间的黏结力，使找平层发生空鼓或开裂。实际工程中找平层的空鼓、开裂通常先后发生，同时并存。

(1) 试验参数选择。考虑到找平腻子需要兼具普通抹灰砂浆和腻子的功能，在选择试验参数时要结合砂浆、腻子二类产品的功能，并选择与抗裂性有关的参数，如保水率、抗压强度、黏结强度、抗裂性和收缩率等作为本次实验参数。

(2) 代表性产品选取。市场上水泥基找平腻子产品众多，性能各异。选取工程使用效果良好、不同厂家生产的有配方代表性的水泥基底层找平腻子 4 组，同时选取普通抹灰砂浆 2 组作为对比试验样品。

(3) 试验方法确定。参考普通砂浆、石膏砂浆的测试方法，并结合水泥基找平腻子的使用特点，具体如下：① 保水率：由于找平腻子保水性好，采用 JGJ/T 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》中的滤纸法无法区分，本试验按照 GB/T 28627—2012《抹灰石膏》中的真空抽滤法进行。② 黏结强度：参照 JGJ/T 70—2009，黏结层厚度调整至 6 mm，养护条件为：温度 23℃±2℃、湿度 50%±5%。黏结原强度试块标养 14 d 后进行黏结强度测试；浸水黏结强度试块标养 14 d，再全部浸水 7 d，试块从水中取出后不烘干直接做黏结强度测试。③ 抗压强度：参照 GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO)》,试件尺寸为 40 mm×40 mm×160 mm，养护条件改为 JGJ/T 70—2009 中 60%～80% 湿度进行试验。④ 抗裂性：按照 JC/T 2326—2015《建筑用找平砂浆》中的楔形法。⑤ 收缩率：按照 JGJ/T 70—2009。

(4) 试验结果与分析。对 9 号、16 号、11 号、14 号水泥基底层找平腻子和 20 号、21 号普通抹灰砂浆进行保水率、抗压强度、黏结强度、抗裂性和收缩率测试，测试结果如表 1。

表1 水泥基底层找平腻子试验结果

由表 1 的试验结果表明：水泥基找平腻子浆料表观密度比传统抹灰砂浆小、保水性好、黏聚性好、抗流挂性好；较薄的施工厚度使得找平层自重大大减轻；纤维素醚类保水剂的掺入使得硬化后的找平腻子层分布大量均匀细小的气泡，有利于吸收开裂应力和阻止裂缝扩展。抗裂性（楔形法）结果表明找平腻子在早期不会发生开裂。

9 号、16 号找平腻子中乳胶粉掺量较高，脆性有一定的改善，尽管收缩较大，但收缩应力较小，黏结强度较高。11 号找平腻子中胶凝材料用量较高，掺入了刚性胶粉，黏结强度高、抗压强度高，收缩较大。14 号找平腻子中掺入了较多石灰材料，施工性能好，抗压强度小，收缩小，黏结强度相对普通抹灰砂浆高。

20 号、21 号普通抹灰砂浆以稠化粉为保水组分，浆料表观密度大，抗压强度较大，刚度也较大，尽管收缩小，但黏结强度亦小。

2.2 工程抗裂措施研究

9 号、16 号、11 号水泥基找平腻子的抗裂性体现在“抗”字上面，依靠提高产品自身的抗裂能力，如添加乳胶粉改善材料脆性、提高黏结强度等来抵抗开裂。但由于材料收缩较大，需要在水泥基找平腻子表面铺贴一层耐碱玻纤网格布来分散应力，降低水泥基找平腻子层开裂风险，实际工程中满贴耐碱玻纤网格布的做法使得墙面开裂情况得到了有效控制。9 号、16 号找平腻子主要用于装配式建筑的墙体找平，找平厚度 ≤5 mm；11 号找平腻子主要用于混凝土空心砌块墙体的找平，找平厚度 ≤ 10 mm。

14 号水泥基找平腻子的抗变形能力差，抗裂性以“放”为主。当墙体比较稳定时，由于材料自身收缩小，抗压强度低，刚度小，收缩应力小，材料能够抵抗自身的收缩应力。当墙体不够稳定或墙体不同材料交接部位变形不一致时，找平腻子层完全不能抵抗墙体的不稳定或不一致变形，开裂在短期内就地发生，开裂应力就地释放，这样就最大限度地减小了对黏结强度的损伤。

14 号水泥基找平腻子由于抗压强度低，多用于室内找平，在混凝土空心砌块、蒸压加气块以及现浇混凝土剪力墙墙体中都有大量应用，找平厚度 ≤10 mm，当墙体平整度较差时，一次涂抹厚度可＞10 mm。为了使工程交付时的墙体找平层不发生开裂，实际工程中曾采取过 3 种不同措施：第 1 种是墙体稳定后涂抹找平腻子，墙体不同材料交接部位不采取任何加强措施，使交接部位的裂缝尽早发生，开裂应力得到释放，工程交付前完成裂缝修补，使修补后的墙面开裂应力处于较低水平；第 2 种是墙体稳定后涂抹找平腻子，墙体不同材料交接部位采取加强网措施，加强网与各基层墙体的搭接宽度 ≥100 mm，使不同墙体材料的收缩应力在加强网处得以分散；第 3 种是墙体稳定后，满铺玻纤网格布，涂抹找平腻子，使不同墙体材料的不一致变形在整个墙面得以分散。

工程实践表明，对于 14 号水泥基找平腻子，第 1 种措施是最经济、有效的措施，找平腻子涂抹后的几个月内，裂缝整齐划一地出现在不同墙体材料的交接处，裂缝修复简单，修复后的墙面整体稳定，无开裂、空鼓现象出现；第 2 种措施不能控制开裂、空鼓的发生，但开裂、空鼓发生时间推迟，且开裂、空鼓出现在整个加强网搭接区域，修复面积增大，且需要全部铲除开裂、空鼓处才能保证修复质量；第 3 种措施一般不会在工程交付前出现墙面开裂、空鼓现象，但对玻纤网质量以及铺贴要求较高，玻纤网铺贴必须能够分散墙体不一致变形至整个墙面，墙体内部局部应力较大，墙面开裂风险会随时间增加而增大。

普通抹灰砂浆浆料表观密度大，抗流挂性差，较厚的施工厚度使得抹灰层自重偏大，黏结强度遭到削弱，由于刚度较大，收缩应力也比较大。工程中墙面空鼓、开裂的现象比较普遍。

3 结语

(1) 水泥基找平腻子浆料表观密度比传统抹灰砂浆小，保水性好、黏聚性好，抗流挂性好。较薄的施工厚度使得找平层自重大大减轻，纤维素醚类保水剂的掺入使得硬化后的找平腻子层分布大量均匀细小的气泡，有利于吸收开裂应力和阻止裂缝扩展。

(2) 掺入乳胶粉的水泥基找平腻子，黏结强度提高，刚度减小，总体抗裂性能增强。但由于收缩较大，这类产品在实际工程应用时，依靠自身较高的抗裂能力同时，宜采取在找平腻子表面铺贴一层耐碱玻纤网格布以分散应力，降低找平层开裂风险的措施。

(3) 14 号水泥基找平腻子掺入了较多石灰材料，抗压强度小，施工性能好，收缩小，黏结强度比普通抹灰砂浆高，主要用于室内找平。抗裂性以“放”为主，当墙体比较稳定时，材料能够抵抗自身的收缩应力。当墙体不同材料交接部位变形不一致时，开裂可在短期内就地发生，开裂应力就地释放，对黏结强度的损伤小。这类产品在实际工程应用时，应在墙体稳定后涂抹找平腻子，墙体不同材料交接部位不采取任何加强措施，使交接部位的裂缝尽早发生，工程交付前完成裂缝修补，修补后的墙面处于稳定状态，不会出现开裂、空鼓现象。