摘要:结构裂隙控制看来是一个比较简单、普遍存在的问题，但却是一门与力学、热工学、材料学等专业知识关系十分密切的、复杂的综合性学科，是建筑工程中确保工程质量不容忽视的重要环节。在该领域中，目前国内尚无统一的规范和技术指标可循。 本文仅从一般理论和多年实践经验方面，通过对砌体结构裂隙成因的分析，阐述控制裂隙的措施和加固方法。随着国家保护耕地措施的实施，粘土砖的使用逐步得到控制，砼小型空心砌块在住宅工程中开始得到越来越多的应用。目前从上海已完成的砼小型空心砌块多层住宅的整体情况看，大部分工程质量是好的，但也有一些多层住宅的墙体中有裂缝的存在。为了让砼小型空心砌块住宅工程的质量能使更多的用户得到满意，减少裂缝对住宅质量影响，因此必须对墙体裂缝进行有效控制。
关键词：空心砌块，开裂，防治措施，墙体裂缝，控制
一、引言
（一）概述
我国建设领域的一项基本国策，是落实科学发展观的具体体现，是实施可持续发展战略的重大举措，改革的目标是用新型的墙体材料取代传统的实心粘土砖，以达到保护耕地、节约能源、保护环境的目的。随着这项工作的不断推进，越来越多的新型墙体材料应用于各类工程，但随着新型墙体材料的应用，也带来了一些负面影响，如混凝土小型空心砌块墙体的开裂就是最具代表性的问题。墙体的开裂，会带来一系列的问题，如墙体渗漏、墙皮脱落、影响使用、危及安全及影响美观等，由此引发的投诉事件也不断增多，因此也成为社会关注和百姓投诉的新热点。混凝土小型空心砌块墙体开裂的原因是多方面的，也是很复杂的，本文对混凝土小型空心砌块建筑墙体的开裂进行了研究、分析，并提出了防止混凝土小型空心砌块建筑墙体开裂的措施及建议。我国建设领域的一项重要政童：改革的目标是用新型的墙体材料取代传统的实心粘土砖，达到保护耕地、节约能源、保护环境的目的。
墙体材料改革是指各类建设工程中采用和推广技术上可行，经济上合理的各种新型墙体材料，替代实心粘土砖等生产能耗高、保温性能差，严重浪费资源的建筑材料，以达到节能、节地、利废和保护生态环境的目的。墙体材料改革是实施可持续发展和科教兴国战略的重大举措，对于节约土地保护资源和环境，改善建筑物功能，提高建筑质量和人民居住水平，具有十分重要的意义，也是促进住宅产业，建筑业和建材业技术进步的必由之路。
但随着新型墙体材料的应用，也带来了一些负面影响，特别是混凝土小型空心砌块墙体的开裂问题。墙体的开裂，给人们造成了一种不安全感，因此也成为社会关注和百姓投诉的新热点。混凝土小型空心砌块墙体开裂的原因是多方面的，也是很复杂的。砌块墙体与普通粘土砖墙体开裂的现象有相当的一致性，又有其特殊性，由于砌块建筑对影响开裂的因素反应更为敏感，在相同情况下，砌块建筑墙体开裂的程度比粘土砖墙体要严重，裂缝的类型也比较复杂。
（二）国内外发展分析现状
1、空心砌块在国外的发展
空心砌块最早由美国人发明。1866年美国人哈契逊获得了美国第一份生产空心砌块的专利证书。1874年鲁道斯获得的专利，用混凝土制成了多种形状的空心砌块。1890年帕尔墨的生产技术，使混凝土砌块在世界上最先成为商品，并于1897年用30㎝×8㎝×10㎝的空心砌块建成了一幢房屋。1900年帕尔墨发明了世界上第一台空心砌块成型机，为空心砌块的工业化生产开辟了道路。此后，各种机械和手动的空心砌块成型机相继出现。美国各地开始建立大批空心砌块工厂，砌块建筑开始普及。到二战结束以后，美国的空心砌块产量已到5亿块。空心砌块在美国的成功生产和应用，带动了欧美、亚洲、澳洲、非洲等各国空心砌块的发展，并逐渐成为世界性新型墙体材料，得到普遍应用。
目前，混凝土空心砌块已成为世界各国的主导性墙体材料。在发达国家其应用比例已占墙体材料的70%。美国的年产量已达45亿块、韩国27亿块，俄国9亿块、日本3亿块。美国的砌块品种已达2000多个，大部分建筑都使用空心砌块建造。从全世界发展趋势看，空心砌块将会得到更大规模的发展，其成为第一大墙材已是不争的事实。
2、空心砌块在国内的发展
我国的空心砌块生产也已经有近80年的历史。1923年我国从美国引入空心砌块生产技术，在上海延安中路铜仁路口建成了25幢砌块建筑，其外墙还使用了装饰砌块。上世纪60年代，由于新中国水泥工业的快速发展，带动了混凝土砌块的生产，我国的砌块厂迅速增多，贵州省都匀市和水城市都建起了砌块厂。我国1973年湖南临澧县生产出多种规格的墙用砌块，随后，湘西土家族苗族自治州开发空心砌块成绩辉煌。但我国空心砌块的真正大规模发展是在改革以后。为了保护土地，节约能源，实现建筑的轻型化节能化，国家把发展空心砌块列为基本国策，并成立了国家空心砌块协会，各级政府都设立了墙体材料改革办公室，推动空心砌块产业化的发展。目前，我国砌块年产量已达5000万m3，已建成砌块建筑近1亿㎡，浙江绍兴、四川崇庆等地80%的住宅都采用了空心砌块。我国最近颁布的“十五”建筑砌块发展规划要求，到2005年，争取县镇乡村的建筑砌块与砌块建筑都能达到全国建筑砌块与砌块建筑总量的1∕2，我国城乡建筑砌块建造的房屋要在现在的基础上翻一番，达到2亿㎡，总产量达到9500万m3，砌块年增长率要达到15%左右。这一宏伟规划将开辟我国空心砌块生产的新时代。可以预见，我国未来的建筑，将大多使用空心砌块建筑。
二、开裂的原因
（一）砌块材料自身的原因
混凝土小型空心砌块是由混凝土组成的。混凝土是一种复合材料，它是由骨料、水泥石、气体、水分等所组成的非均质材料胶结而成的，在温度、湿度变化条件下，混凝土逐步硬化，同时产生体积变形，这种变形是不均匀的；水泥石收缩较大，骨料收缩很小；一般来说，骨料与砂浆具有不同的热学参数，即它们的热膨胀系数是不相同的，骨料的热膨胀系数通常取在0.7×10-5/℃，混凝土的热膨胀系数通常取为1×10-5/℃，不同类型骨料混凝土的热传导系数亦不同。它们之间的变形不是自由的，产生相互约束应力，当水泥砂浆的热膨胀系数大于骨料热膨胀系数时，界面上将产生拉应力，由此会造成开裂损伤。混凝土结构内由于水化热产生的温变、收缩等引起界面上的拉应力，当拉应力达到界面粘接强度时，界面上的某一薄弱环节将首先开裂，因而造成材料内部的开裂损伤。
混凝土中的自由水蒸发会引起混凝土的干缩，从而引起砌块自身开裂。
混凝土中胶凝物质在大气中CO2的作用下，会引起炭化收缩，导致混凝土自身开裂。砌块上墙后，由于自身的收缩，会引起墙体内部产生一定的应力，当这种应力大于墙体的抗拉与抗剪强度时，墙体就会产生开裂。
砌块是由混凝土制成的一种空心墙体材料，它具有混凝土脆性属性，在生产和运输过程中，因振动会产生细小的裂缝，上墙后在外界因素的作用下就会产生墙体上的宏观裂缝。
由于砌块自身材料的原因，混凝土砌块需要成型养护28天，此时砌块的变形约完成60%，砌块变形要完全稳定需长达3-5年，而在生产到施工过程中，有时砌块龄期不到即已出厂，且龄期很难检查控制，这也是造成墙体开裂的原因之一。
砌块本身强度达不到要求，几何尺寸误差太大，缺棱掉角，破碎，也是引起墙体开裂的原因之一。
当前,砌块生产厂家所用设备的质量,良莠不齐，许多小厂的生产设备质量不过关。生产出的砌块强度低、密实度低、达不到质量要求。这是引起材料质量不过关的主要原因。
（二）温差作用的原因
混凝土砌块砌体的线膨胀系数约为10×10-6，是实心粘土砖砌体的两倍，因此，砌块墙体对温度的敏感性比砖砌体高，很容易受温度变化引起变形导致墙体开裂，温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。
（三）地基沉降的原因
由于建筑物不均匀沉降，引起建筑物的墙体结构内的附加应力，而砌块砌体的抗剪性能大大低于粘土砖，这是导致墙体产生剪拉斜向开裂或垂直弯曲开裂主要原因。
（四）设计方面的原因
由于设计人员对砌块墙体材料的性质不够了解，在设计过程中往往采用传统的设计方法，且在构造上不采取防裂、抗裂措施，形成”穿新鞋、走老路”的现象，这样难免使砌块墙体出现开裂。
（五）施工方面的原因
1、 块体较高和孔洞的存在
空心砌块墙体是由人工砌筑的，由于空心砌块块体较高和孔洞的存在，使竖缝砂浆不易饱满，水平缝接触面积小，不便铺砌，导致水平及竖向灰缝砂浆饱满度达不到要求，从而减弱了墙体抗剪、抗拉和抗变形能力，引起墙体开裂。
2、工艺不先进
在施工过程中仍沿用传统的砌砖操作工艺，使用传统的砌筑砂浆，而不使用专用砌筑砂浆，导致砌块之间粘结不牢，墙体抗拉、抗剪强度降低，从而引起墙体开裂。
3、材料堆放无规律
现场材料的堆放不采取有效措施，受潮后仍上墙，引起二次干缩。由于以上原因的存在，如果在各个环节不引起重视，砌块墙体的开裂是在所难免的。
（六）八字形裂隙
主要出现在横墙与纵墙两端部，此种裂缝属正八字形的热胀裂缝，随温度升降而变化，其原因是由于设计一与施工中的缺陷，使屋面保温层的热阻减少甚至失效，致使屋面板温度变形大于砌体温度变形，当产生一定的温度应力的，屋面板的推力就传给墙体，并因墙体温度附加应力在房屋两端较大，当砌筑砂浆强度较低时，则易发生剪力产生的主拉应力，当超过砌体抗拉极限时，墙体即出现八字形开裂。
（七）倒八字形裂隙
属冷缩裂隙，主要出现在纵横墙两端的窗洞口处，尤以顶层两端窗洞口处最严重。由于墙体冷缩附加应力在墙体两端较大，当房屋收缩变形大于墙体时，在门窗洞口处产生应力相对集中而导致形成倒八字形裂隙，使墙体开裂。
（八）水平裂隙
多见于顶层横墙、纵墙、“女儿墙”及山墙处。当屋面保温隔热较差，屋面板受热膨胀对墙体产生水平推力，由于墙体在端部收缩要大于中部且砌体抗剪能力较低，使纵横墙与屋盖的接触面上产生水平裂隙。
（九）垂直裂隙
主要出现在窗台墙处、过梁端部及楼层错层处。此种裂隙主要由于温度变化，墙体受到楼板的拉应力作用，在门窗洞口处产生应力集中效应而拉裂，或因冷缩变形，在与墙漆之间变形差异最大的钢筋混凝上梁端和楼板错层处，引起墙体垂直开裂。
（十）X形裂缝
多数沿砌体灰缝开裂，主要受房屋热胀冷缩的反复作用形成，而底层墙体产生的X形裂缝则是由于基础不平整或不均匀沉降引起。
（十一）本章小结
产生裂缝的原因是多方面的，归纳起来主要有两方面:一是由外荷载(包括静、动荷载)变化引起的裂隙，二是由变形引起的裂隙(主要有温度变化，不均匀沉陷或膨胀等变形产生应力而引起的裂隙)。在砌体结构的民用建筑中，砌体裂隙绝大部分是由于变形引起的，温度变化是引起墙体开裂的主要因素。由于砖砌体的线膨胀系数，而钢筋混凝土线膨胀系数是因此当温度发生变化时，二者产生变形差异。此外，由于建筑物中的构件大多属于超静定杆件，具有多个约束，对由于温度变化所引起的变形将予以限制，从而会在构件内产生温度应力。对墙体与混凝土之间的变形差异势必在砌体中产生很大的拉力和剪力，这些力超过一定限度时，砌体就产生错位裂隙，温度裂隙是造成墙体早期开裂的主要原因。
三、砌体裂缝的控制
（一）控制裂缝的原则
防止轻质材料墙体裂缝的产生，要在材料生产、设计、施工三方面着眼，根据不同材质的砌块执行相应的砌体规范、标准，并制定具体的措施。
（二） 砌块质量的控制
轻质砌块的质量性能有抗压强度、收缩、抗冻、抗碳性等指标，对于墙体裂缝的产生影响最大的是收缩性，而相对含水率是反映收缩性的重要指标。为此，要求轻质砌块特别是轻集料混凝土小砌块必须经28d养护方可出厂，且使用单位必须坚持产品验收，杜绝使用不合格产品。
（三）设计构造的控制措施
预防新型轻质砌块墙体裂缝，必须以建筑设计为重点。如果没有针对材料的特殊性，采用适合的砌筑砂浆和施，仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施，必然造成墙体出现较严重的裂缝。设计者可根据《非承重砼小型砌块砌体工程技术规程》、《非承重砼小型砌块砌构造》及有关规范的要求，结合建筑使用功能，各种材料施的特性，采取有效的构造措施，方可避免墙体开裂渗漏。
（四）施工的控制措施
1、确保砖在使用前达到稳定期
一般刚出厂的轻质砌块稳定性较差。由于砌体的干缩变形较大，干缩变形的特征是早期发展比较快，以后逐步变慢。因此，使用前应确保材料已达到使用龄期，体积已基本稳定，干缩变形较小的情况下。
2、要严格控制含水率
轻质砌块使用前对含水率有苛刻的要求，要严格按不同砌块控制上墙时含水率。要选用含水率符合标准的产品外，在砌块上墙前必须要做好防水措施，尽量避免雨期施工淋湿砌块，造成墙体因收缩开裂。
3、采用正确的施工方法
必须根据轻质砌块干缩变形相对较大特点，采取正确的施工方法和控制措施。重点是砌块的砌筑方法及洞口处理两方面，主要有以下一些要点：
（1）、施工现场的砌块应按规格堆放，堆放高度不宜过高(一般不超过1．6m)，并应采取防雨措施以防雨淋，砌筑前，砌块不宜洒水淋湿，以防相对含水率超标。
（2）、砌筑时应尽量采用主规格砌块，并应清除砌块表面污物及底部毛边，尽量对孔搭砌，砌体的灰缝应横平竖直，灰缝应饱满，以确保墙体质量。
（3）、对不同材料严格控制不同的日砌高度，墙顶3m高的砌体必须隔日顶紧砌筑，避免引起接合部位开裂。
（4）、不能随意砍凿砌块，禁止采用不同材料混砌，否则容易造成墙体开裂。
（5）、砌块与混凝土柱连接处及施工留洞后填塞部位增加拉结钢筋，锚固钢筋必须要展平砌入水平灰缝，
（6）、严格控制墙体孔洞预留及开槽的处理，避免削弱了墙体强度，对洞边空心砌块应填实及加设边框等处理以确保墙体整体性。
四、 现有控制裂缝的原则和措施
（一）设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施
长期以来住房公有制，人们对砌体结构的各种裂缝习以为常，设计者一般认为多层砌体房屋比较简单，在强度方面作必要的计算后，针对构造措施，绝大部分引用国家标准或标准图集，很少单独提出有关防裂要求和措施，更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的，尚无结构安问题，不涉及到责任问题。
（二）我国《砌体规范》抗裂措施的局限性
我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条，一是第5.3.1条：对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂，可采取设置保温层或隔热层；采用有檩屋盖或瓦材屋盖；控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。未考虑我国幅原辽阔、不同地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。二是第5.3.2条：防止房屋在正常使用条件下，由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。从规范的温度伸缩缝的最大间距可见，它主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层，而与砌体的种类、材料和收缩性能等无直接关系。可见我国的伸缩缝的作用主要是防止因建筑过长在结构中出现竖向裂缝，它一般不能防止由于钢砼屋盖的温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体裂缝。
（三）本章小结
由上述可见，《砌体规范》的抗裂措施，如温度区段限值，主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的，而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋，基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2～0.4mm/m，无筋砌体的温度区段不能越过10m；对配筋砌体也不能大于30m。在这方面，国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验，值得借鉴：一是在较长的墙上设置控制缝(变形缝)，这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同，而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形，又能隔声和防风雨，当需要承受平面外水平力时，可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。如英国规范对粘土砖为10-15m，对砼砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m；美国砼协会(ACI)规定，无筋砌体的最大控制缝间距为12-18m，配筋砌体控制缝间距不超过30m。二是在砌体中根据材料的干缩性能，配置一定数量的抗裂钢筋，其配筋率各国不尽相同，从0.03%～0.2%，或将砌体设计成配筋砌体，如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%，该配筋率又抗裂，又能保证砌体具有一定的延性。
五、 继续发展的对策
（一）从概念原则上解决裂缝的控制
在1992年提出“防、放、调的结合”，在1994年、1997年又相继提出“加强整中约束和局部约束”、“注意释放和调整”、“提高抗御能力”以及“防裂和抗震结合”等原则。也就是说对待裂缝控制，腰约束又要释放：既要抵抗，又要调整。积甘年绍兴的经验，有效的裂缝控制措施基本上是建立在上述原则上的。下一步需要对“约束、释放、抗御。调整”进行具体的理论上的深比。实践上的发展，以形成裂缝控制技术上的配套。
（二）从体系上解决裂缝的控制
小砌块本身就是薄壁空心的微观体系，由小砌块作为墙体与地基基础。楼屋盖等组成另一种砌体结构体系，过去纯粹采用芯柱是仍归属于砌块体系，但小砌块加构造柱的体系又有别于有芯柱的体系。绍兴也建造了一批外砖内块体系，现在正筹划小砌块加异形柱或短肢剪力墙的体系。l998年开始市建管局推荐楼屋盖采用现浇体系，这又有别于多年习惯的多孔板的装配体系。
市墙改办也考虑搞一些配筋砌块体系，不同的结构体系对裂缝的控制均是尺有所短、寸有所长。所以必须加强各种砌块结构体系的裂缝控制的研究和实践。
（三）从整体上解决裂缝控制
过去的砌块房屋的防裂抗裂主要是从结构上去考虑，有一些非结构手段也只在减少温差裂缝方面。而没有更多地从整体上去控制。诸如平面布局。立面布置。房屋体型。整体刚度。共同作用等等。例如绍兴有一幢底框五层砖房，砖房平面尺寸为20.64X9.54，外挑阳台和雨蓬，屋面有隔热层、防水层、隔离层及架空隔热板。结果顶层四角墙体被推出。雨蓬挑梁下出现大的斜裂缝，或者是雨蓬沿梁下纵墙出现斜裂缝，甚至交叉裂缝，开裂原因主要是温差变形加上雨蓬挑梁头部荷载偏大所致。但是单纯从温度变形分析，应该说20m长10m宽的屋面不致有如此大的推力，所以对小砌块房屋的裂缝控制应该与抗震一样，从概念设计入手，从整体原则开始，加强构造措施，由理比到量化，综合控制。
（四）在小砌块上做文章
在小砌块上做文章，小砌块是以单排孔型式问世的。在绍兴，考虑到江南地区隔热的需要，设计制作了双排孔，使用于西山墙上。从1996，1998年开始推广，在两幢主宅上应用，1998年底由浙江大学作了力学和物理性年起又研制三排孔小砌块能试验，性能良好，热工指标与粘土砖一砖相一致，力学性能也比单排孔有较大提高，由于三排孔砌块采用封底形成盲孔，端部形成槽齿，保证了砌筑竖向灰缝的饱满度并增加了咬合力，封底保证了水平灰缝的饱满度。从而提高了砌体的抗压、抗剪。抗拉能力。由于封底，形成横向隔板，从墙体分析，增加了墙体刚度和稳定性，从施工来看，保证了铺灰的质量，所以虽然从提高隔热性能来研制三排孔，但实质也提高了小砌块结构的抗裂度，因此还需要进一步在小砌块类型。系列化及墙厚等方面作深入的研究。
（五）加强工程试验研究
加强工程试验研究，从理论结合实践上解决裂缝的控制。绍兴今年对三排孔小砌块选择安居工程两幢建筑进行热工性能对比试验。现在由市墙改办牵头。正与浙江大学协商，共同进行裂缝控制的工程试验研究，以期取得工程性的定性定量分析成果，再推广到量大面广的砌块建筑上来。
（六）本章小结
由上述可见，小砌块的继续发展，裂缝控制仍然是发展的关键因素，对裂缝控制的深入探讨、研究和实践仍然是当务之急。
六、结论
综上所述，各种轻质砖墙体开裂的原因较多，但是，只有严格执行有关砌体规范，从生产、设计、施工各方面层层把关，采取有效的控制措施，针对砌体开裂精心施工，才能消除新型砌块墙体开裂的质量通病。控制裂隙的产生和扩展，是建筑工程中必不可少的一个重要环节，应引起足够重视，尤其在当前建筑物普通向高层、大型化发展的形势下，制定一项统一的规范和技术标准已迫在眉捷。控制裂隙，重点在防，并需要从设计、施工上共同努刀，采取有针对性的防裂措施，加大主动控制的力度，才能提高新建房屋质量的可靠性。只要严格执行规定，做到设计与施工紧密配合，控制裂隙是完全可以做到的。实践证明，过去许多工程凡是采取了控制裂隙措施的，一般都取得了良好效果，被评为真正的优质工程。
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