蒸压粉煤灰砖砌体房屋裂缝鉴定分析与处理探讨

季长征，崔岩 ，解嵩 ，宋远宁，李晓鹏，杨桐

（1.山东省建筑工程质量检验检测中心有限公司，山东 济南 250031；2. 山东省建筑科学研究院有限公司，山东 济南 250031；3.德州润德混凝土有限公司，山东 德州 253000；4. 山东建筑大学 土木工程学院，山东 济南 250102）

蒸压粉煤灰砖相对传统烧结粘土砖而言是一种新型材料，但这种材料有其自身的缺陷，蒸压粉煤灰砖的线膨胀系数较大，在温度变化较大的情况下，会因为砖体的膨胀或收缩进而引起裂缝。蒸压粉煤灰砖的质量也差异较大，如果墙体的结构设计不合理，或者施工中出现了误差，就会导致墙体出现裂缝。针对这种实际现状，本文结合一个工程案例，分析了蒸压粉煤灰砖砌体裂缝成因，并给出裂缝处理及预防的措施，供其他工程参考。

1 墙体开裂的原因

笔者结合多年现场检测工作经验，对蒸压粉煤灰砖砌体墙开裂的原因进行了归纳总结，主要有以下几个方面的原因：

（1）材料本身因素：蒸压粉煤灰砖的材料质量和强度可能存在差异。若选材不当，可能会导致砖体强度不均匀，容易出现裂缝。

（2）施工因素：施工中，若砖墙砌筑不规范，如墙体厚度不均、砖缝过大、砂浆配比不当、墙体垂直度不够等，都可能会导致砖砌体出现裂缝。

（3）环境因素：环境的变化也可能会导致蒸压粉煤灰砖砌体出现裂缝，如季节交替、温度变化、湿度变化等，都可能对砖砌体产生影响。

（4）荷载因素：砖砌体受到的外部荷载，如建筑物自身重量、风荷载、地震荷载等，都可能会导致砖砌体出现裂缝。

（5）基础不良因素：若基础不坚实、承载力不足，也可能会导致砖砌体出现裂缝。

综上所述，粉煤灰砖砌体裂缝产生的原因可能是多种多样的，需要综合考虑多种因素才能确定具体的原因。

2 工程概况

济南市某小区一居民楼为多层砖混结构房屋，其中内墙为240 mm 采用粉煤灰砖砌筑，外墙为240 mm 烧结粘土砖砌筑。该工程2006年建成后投入使用，2007 年上半年开始陆续有居民反映内墙出现大面积开裂现象。墙体裂缝形态主要有：内墙体上角、下角 “八”字裂缝，内墙横、纵墙体中间位置竖向裂缝（裂缝中间宽度大，两头小），墙体底部标高0.5～1.0 m 范围内水平裂缝，墙体中部“П”形裂缝等。裂缝较长且宽度均匀，检查发现裂缝均已贯通，多数裂缝宽度范围为0.5～1.5 mm范围内，最大裂缝宽度可达3.0 mm 以上，且不断增长。对该墙体抹灰层进行剔凿后发现粉煤灰砖内部已断裂，如图1 所示。

图1 粉煤灰砖裂缝

3 裂缝成因分析

为找出该墙体裂缝成因，对该工程地基基础、墙体砂浆抗压强度进行现场检测，现场取粉煤灰砖样品进行强度试验，均满足设计要求。使用检测结果进行计算，墙体承载力均满足现行国家规范要求。排除了地基不均匀沉降裂缝和受力裂缝的可能性。

经综合分析，粉煤灰砖墙体裂缝的主要成因是由粉煤灰蒸压砖砌体的收缩变形引起的。当收缩应力超过了砌体的抗拉强度后，墙体出现裂缝[1]。

蒸压粉煤灰砖具有较大的收缩性，且前期收缩快，这是由其组分和工艺条件决定的。研究表明蒸压过程中放出大量的热量使体积膨胀1.0～2.5倍，硬化时要脱去大量的水分从而使体积缩小，产生收缩。有试验研究表明蒸压粉煤灰砖出釜的最初3 d 内平均每天收缩值可达0.019 mm/m；3～30 d 内每天的收缩值为0.005 mm/m；30 d 后，平均每天收缩值为0.003 mm/m；60 d 后，平均每天的收缩值为0.001 mm/m，直至稳定[2]。在蒸压条件下粉煤灰与水泥、生石灰、石膏反应除生成强度较高、结晶较稳定的水化硅酸钙外，还生成水石榴石、三硫型硫铝酸钙、单硫型硫铝酸钙等水化产物，蒸压过程形成的三硫型硫铝酸钙碳化性能差，且在碳化过程中密实度减小、强度降低，导致粉煤灰砖的收缩性增加[3]。粉煤灰砖出釜5～7 d 的收缩率约占总收缩率的50%，后期收缩较慢，完成全部收缩需要的时间较长。因此，现行国家规范[4]规定砖龄期不足10 d 不得出厂。出釜砖包括在工厂存放的时间宜在14 d 以上才能用于砌筑墻体，未等自然收缩率完成而砌成的砌体干收缩值加大，会导致开裂。

根据该工程现场施工管理人员介绍，施工过程中部分楼使用了刚出釜而未按规定存放的砖，导致了裂缝的产生时间较早且数量较多。施工管理不善也是裂缝形成的原因之一。

剔凿墙体发现，水平裂缝产生位置内部墙体砂浆不饱满，砖与砂浆粘结不好等施工质量的原因也是促成砌体出现裂缝的因素。施工中开槽埋置线管等薄弱部位未进行局部加强处理也是裂缝成因之一。

部分墙体“П”形裂缝为施工过人洞，此区域为后期砌筑，裂缝为二次施工砌筑交界部位的收缩裂缝。

4 加固处理

砌体裂缝处理有多种方法，常用的有钢筋网片加固法、面层或板墙加固以及灌浆法。该房屋已投入使用，采用钢筋网片加固法和板墙加固施工难度较高，且工期较长。而单纯地采用灌浆法无法保证裂缝的有效控制。于是根据有关研究采用了灌浆和贴碳纤维加固内外相结合的方法。

加固前根据墙体裂缝情况和蒸压粉煤灰砖收缩性大、时间长的特性，应进行长期观测，待裂缝稳定后，再进行加固处理。具体加固步骤为：

（1）首先对墙体裂缝采用压力灌浆进行封闭处理，浆液采用专用灌浆液（高强结构胶），施工工艺要求参照《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013。

（2）将裂缝两边各300 mm墙面抹灰层剔除，剔除范围同裂缝长度，露出砖墙面并清理干净。

（3）用环氧胶泥将砖缝找平，环氧胶泥固化后，用抹平机打磨平整。

（4）粘贴600 mm 宽碳纤维布，骑裂缝每边300 mm 宽，粘贴范围同裂缝长度。采用质量为300 g/m2抗拉强度不小于3000 MPa 的单项碳纤维布及粘贴碳纤维专用结构胶B 类胶。施工应按照《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013与《碳纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程》T/CECS 146-2022 的要求进行。

（5）在粘贴好的碳纤维布表面用结构胶粘贴一层干净粒砂，粒砂粒径为3～5 mm。

（6）粒砂表面涂水泥浆界面剂一道，抹微膨胀水泥砂浆面层或石膏砂浆面层。面层的厚度应比原墙面减薄2 mm。

（7）刮石膏腻子或无收缩内墙腻子，刷内墙涂料。

该工程按照上面方法进行加固处理后，根据一年多的使用情况来看，灌浆法和贴碳纤维加固法相结合的方法可有效防止墙体裂缝的发展。

5 蒸压粉煤灰砖裂缝预防

预防蒸压粉煤灰砖砌体产生裂缝，需要从多个方面进行综合考虑和控制，以下是一些有效的预防措施[5]。

5.1 选材要求

选择质量良好的蒸压粉煤灰砖，砖块质量应符合国家标准，避免强度差异过大的砖块拼接在一起。同时，应根据设计要求合理选择砖块型号和规格，防止在砌筑过程中出现砖块不匹配、错位、拼缝过大等问题。

5.2 砌筑工艺和施工质量控制

（1）加强施工管理，确保施工操作规范，墙体垂直度、墙厚度等要求要严格把握，砂浆的配合比例和质量应符合设计要求。

（2）砌筑过程中应注意砖块的摆放位置，确保其水平放置，防止出现扭曲变形的砖块，造成墙体厚度不一致、砖缝过大等问题。

（3）在砌筑过程中应注意调整砖块之间的间隙，砖块之间的缝隙不能过大，避免后续出现砖块脱离和开裂问题。

（4）砌筑完成后，应对砌体进行验收和检查，对出现质量问题的部位进行整改，确保墙体质量符合要求。

5.3 环境控制

（1）在砌筑过程中，应对施工环境进行控制，确保温度和湿度等环境因素稳定，以减少对砖砌体的影响。

（2）在施工过程中，应注意防水、防潮、防晒等工作，防止在施工期间因为湿度过高、受到阳光直射等原因导致砖砌体出现开裂等问题。

（3）在施工完成后，墙体外表面应进行防水处理，减少墙体受到水分侵蚀和波动导致墙体裂缝的风险。

5.4 荷载控制

（1）在设计过程中，应考虑建筑物自身重量和其他外部荷载对砖砌体的影响，合理分布荷载，防止集中荷载对砖墙产生过大的压力。

（2）设计合理的结构和荷载控制方案，根据实际情况确定砌体的强度等级和墙体的厚度、高度等参数，确保结构的稳定性和承载能力，同时控制外部荷载对砌体的影响，避免超荷载引起裂缝。

（3）在砌体墙体中设置适当的伸缩缝和结构缝，分散砌体墙体的应力，缓解砌体的变形和收缩，从而减少裂缝的产生。

（4）墙体装饰和保温层的施工应注意与砌体的相容性，避免因施工不当或材料不合适而导致砌体裂缝。

（5）筑物使用过程中，应合理分布荷载，避免集中荷载对砖墙产生过大的压力，如在墙面上挂载大型装饰物品等。

6 结语

（1）造成蒸压粉煤灰砖砌体墙开裂的因素有很多，可能是材料本身的原因；可能是施工的原因；也可能是受环境的影响；或者是承受荷载作用；抑或是地基基础不良造成的，因此，需要综合考虑多种因素才能确定开裂的具体原因。

（2）蒸压粉煤灰砖砌体墙开裂后常用的加固方法很多。根据工程特点，本工程采用灌浆法和贴碳纤维加固法相结合的综合加固方法，加固效果良好。经后期使用观察，该方法可有效防止墙体裂缝的发展。

（3）预防蒸压粉煤灰砖砌体产生裂缝需要从选材要求、砌筑工艺和施工质量控制、环境控制和荷载控制等多个方面进行综合考虑和控制。只有在各个方面都做好了控制，才能够有效地预防蒸压粉煤灰砖砌体产生裂缝。