馬小忠
(4108231974××××6211,上海 200233)
某核電廠非放射性化驗室工程設(shè)計為地上二層框架結(jié)構(gòu),平面尺寸36.0×14.8m,高度9.2m,墻體為不帶保溫板外墻,其中1.200m以下墻體和女兒墻采用MU10燒結(jié)頁巖磚,M7.5水泥砂漿砌筑;框架填充墻采用A5.0加氣混凝土砌塊,干體積密度等級B07,砌塊專用砂漿砌筑。外墻飾面設(shè)計為中級丙烯酸外墻涂料,做法詳見05J909外墻11A-a、11D-a,抹灰層具體做法為:1.2m以下和女兒墻燒結(jié)頁巖磚部分做法為11A-3a:12mm厚1:3水泥砂漿打底、6mm厚1:2.5水泥砂漿找平。見下表:
框架填充墻加氣混凝土砌塊部分做法為11D-3a:3mm厚專用聚合物砂漿底面刮糙或?qū)S媒缑鎰┧γ?mm厚1:3專用水泥砂漿打底掃毛、6mm厚1:2.5水泥砂漿找平。見下表:
墻面分格縫設(shè)計為:相對標(biāo)高1.20m窗戶下沿一道,相對標(biāo)高7.30、8.00m各一道,共計3道水平分格縫,沒有設(shè)計豎向分格縫。
從2012年開始,廠內(nèi)各子項建筑物外墻裝飾施工陸續(xù)完成,其結(jié)構(gòu)形式及外墻做法與非放射性化驗室基本一致。當(dāng)時沒有發(fā)現(xiàn)外墻裂紋,但在2014年底向業(yè)主方移交時,發(fā)現(xiàn)各子項建筑物外墻均不同程度出現(xiàn)裂紋,且裂紋數(shù)量較多。裂紋形態(tài)主要包括3類:①框架梁柱與外墻體交界面處水平或垂直開裂;②外門窗角部45度斜向裂紋;③外墻面不規(guī)則龜裂。由于裂紋的原因影響到工程順利移交。
針對裂紋產(chǎn)生的時間、部位、形狀等信息,項目部組織技術(shù)人員從人、機、料、法、環(huán)五個方面進行原因分析,并確定其主要原因和次要原因。
2.2.1 人的因素
本項目施工作業(yè)人員全部為從事建筑裝飾裝修工作多年的熟練工種,相關(guān)外墻抹灰工作經(jīng)驗豐富,故此因確定為非要因。
2.2.2 機具因素
本項目施工用機具主要是砂漿攪拌機,為常規(guī)機具,故此因確定為非要因。
2.2.3 材料因素
砂漿與加氣混凝土砌塊的線膨脹系數(shù)相差較大:項目部經(jīng)分析認(rèn)為砂漿與加氣混凝土砌塊的線膨脹系數(shù)雖然相差較大,但只要在施工過程中注意季節(jié)及天氣情況,合理安排施工期,避開冷熱交替的時節(jié)及惡劣天氣就可以最大限度地避免由于線膨脹系數(shù)不同帶來的溫度應(yīng)力,故此因確定為非要因。
加氣混凝土砌塊吸水率較大,砂漿水分流失:項目部經(jīng)分析認(rèn)為一般在抹灰之前都要提前將建筑物外墻體進行濕潤,這樣就在一定程度上避免了加氣混凝土砌塊從砌筑砂漿中“吸取”水分帶來的弊端,故此因確定為非要因。
設(shè)計上外墻抹灰砂漿、膩子、涂料未體現(xiàn)抗裂性能:項目部經(jīng)分析認(rèn)為對于處在復(fù)雜氣候環(huán)境的建筑物來說,外墻材料的抗裂性能對于裂紋的預(yù)防就有著至關(guān)重要的作用,故此因確定為要因[1]。
2.2.4 法(工藝)的因素
設(shè)計上對建筑物外墻抗裂構(gòu)造措施不足:項目部經(jīng)分析認(rèn)為建筑外墻抹灰層抗裂構(gòu)造措施的不足是引發(fā)各個建筑物外墻普遍產(chǎn)生較多裂紋的主要原因,故此因確定為要因。
一次抹灰過厚或厚薄不均造成干縮裂紋:項目部經(jīng)分析認(rèn)為抹灰工程應(yīng)分層進行,每層厚度不宜大于10mm,一次抹灰過厚,砂漿內(nèi)外失水不一致引起內(nèi)外收縮不均勻,從而引起空鼓、開裂。當(dāng)抹灰總厚度大于或等于35mm時,尚應(yīng)采取加強措施,故此因確定為要因[1]。
設(shè)計上外墻分格縫設(shè)置不合理:項目部經(jīng)分析認(rèn)為外墻分格縫的設(shè)置對于防止建筑物外墻裂紋非常重要,特別對于本項目,處于海邊且晝夜溫差較大,合理設(shè)置外墻分格縫就可以有效的消除抹灰層因熱脹冷縮原因而產(chǎn)生的裂紋,故此因確定為要因。
2.2.5 環(huán)境因素
該核電廠處于海邊,多風(fēng)且晝夜溫差較大、季節(jié)溫差較大,所產(chǎn)生的溫度變化會引起材料的熱脹冷縮。根據(jù)核電廠址累年氣象要素特征值和天氣現(xiàn)象年日數(shù)及初、終日,廠址區(qū)域年平均氣溫11.8℃,極端最高氣溫35.8℃,極端最低氣溫-17.1℃;最小相對濕度15%,平均相對濕度75%;最多大風(fēng)日數(shù)50d,最少大風(fēng)日數(shù)8.0 d,平均大風(fēng)日數(shù)27.1 d。普通砂漿的線膨脹系數(shù)約為4×10-4mm/(m.℃),與加氣混凝土砌塊線膨脹系數(shù)約為8×10-6mm/(m.℃)相差較大,一旦環(huán)境溫度變化,則在砌筑砂漿、墻體砌塊以及抹灰砂漿之間產(chǎn)生溫度應(yīng)力,當(dāng)約束條件下溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時,則造成砌塊-灰縫之間、砌塊-砂漿抹灰之間的開裂;砌筑墻體與混凝土框架結(jié)構(gòu)同樣因溫度線膨脹系數(shù)不同而存在溫度變形產(chǎn)生裂縫,如框架梁下沿砌塊頂部的水平裂縫、框架柱與填充墻之間的垂直裂縫、門窗洞邊的角裂縫等。
抹灰層養(yǎng)護不及時或養(yǎng)護不到位。項目部經(jīng)分析認(rèn)為由于抹灰層很薄,砂漿極易失水,而砂漿過快失水會引起砂漿空鼓、開裂,影響砂漿力學(xué)性能的發(fā)展,從而影響抹灰層質(zhì)量,故此因確定為要因。
項目部對上述因素進行了逐項分析,影響建筑物外墻裂紋的要因有5個,針對每一項要因制定相應(yīng)的防裂對策并應(yīng)用于非放射性化驗室工程。
針對外墻抹灰砂漿、膩子、涂料未體現(xiàn)抗裂性能,對策是改進相關(guān)外墻材料的抗裂性能。具體為發(fā)起現(xiàn)場變更,將普通水泥砂漿變更為抗裂聚合物砂漿、將外墻膩子變更為柔性耐水膩子、將普通丙烯酸涂料變更為彈性丙烯酸涂料,提高了本工程外墻涂飾材料的抗裂性能。
針對建筑物外墻抗裂構(gòu)造措施的不足,對策是增加相關(guān)建筑物外墻抹灰層抗裂構(gòu)造措施。具體為發(fā)起現(xiàn)場變更,在抹灰層中增加二層加強型耐堿玻纖網(wǎng)格布。
針對一次抹灰過厚或厚薄不均造成干縮裂紋,對策是嚴(yán)格抹灰過程控制,通過交底、巡視檢查控制抹灰厚度;具體為施工過程中采用貼灰餅或充筋,根據(jù)灰餅或充筋的厚度控制抹灰的遍數(shù)。
針對設(shè)計上外墻分格縫設(shè)置不合理,對策是合理設(shè)置外墻分格縫,宜在窗戶的上下沿、框架梁底部等易開裂部位設(shè)置分格縫。
針對抹灰層養(yǎng)護不及時或養(yǎng)護不到位,對策是根據(jù)氣候氣溫情況,安排專人負(fù)責(zé)抹灰層的養(yǎng)護保濕工作,正常條件下養(yǎng)護時間不少于7天。
按照上述對策,項目部在本工程抹灰作業(yè)前發(fā)起了現(xiàn)場變更《修改非放射性化驗室工程外墻面做法的變更HYG-2900-Z6F-PJEC008》,改進了設(shè)計做法,增加了耐堿玻纖網(wǎng)格布,將普通砂漿和涂料變更為抗裂砂漿和彈性涂料,合理優(yōu)化了外墻面分格縫的數(shù)量和位置;同時對抹灰和涂料施工過程進行嚴(yán)格管控:在墻體砌筑完成28天之后再進行外墻抹灰工作,抹灰前充分潤濕墻面,嚴(yán)格控制每層抹灰厚度6~8mm,抹灰層完成后安排專人養(yǎng)護,在適宜的天氣情況下進行外墻涂飾層的施工。
通過以上對策的制定和實施,以及后續(xù)2年左右的檢查,結(jié)果表明本工程基本達到了先前制定的控制外墻無裂紋的目的。
通過對項目已有建筑物外墻裂紋產(chǎn)生原因的分析,確定其主要影響因素,制定有針對性的防治技術(shù)措施,并通過現(xiàn)場變更的形式明確下來,嚴(yán)格控制執(zhí)行,達到了基本消除外墻裂紋的預(yù)期目標(biāo),保證了建筑物能夠順利地完成實體及竣工移交,同時為后續(xù)類似工程的施工提供了寶貴的經(jīng)驗。