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夹芯式复合墙板变形开裂的原因分析

用于墙体建造的混凝土预制品不外乎块状制品与板状制品,从提高施工速度和减少现场湿作业两个方面分析,板状制品最适宜于在钢结构建筑和框架结构建筑中作为围护墙体使用,但是用单一材料制造的墙板常常无法同时满足墙体的力学性能、保温性能和装饰性要求。要获得能够同时满足多种功能要求的墙体,必须走复合化道路。

建造复合墙体有2种技术途径,其一是现场复合,即在工厂中分别预制各种不同功能的制品,在现场组合安装成为复合墙体;其二是预制复合,即在工厂中将各种功能的材料匹配预制成夹芯式复合墙板,这种复合墙板在施工现场可与建筑框架直接连接并进行接缝处理后成为具有多种功能的复合墙体。

本文中的复合墙板由外层纤维混凝土、中层聚苯乙烯泡沫塑料和内层纤维混凝土构成,内、外层纤维混凝土通过连接件连接,以保证复合墙板在长期使用过程中能够始终保持其整体性。在复合墙板的实际使用过程中,由于墙体两侧所遭受的湿度变化与温度变化不同,导致墙板两侧材料内部的含水率变化与温度变化的不一致,由此引起两侧材料尺寸变化的差异,这可能造成复合墙板的弯曲变形,如果复合墙板的变形受到约束,则可能发生应力集中现象。另外,复合墙板的尺寸变化还影响着墙板与墙板、墙板与建筑结构之间的接缝宽度以及填缝材料的选择。

墙板在使用过程可能遭受的荷载包括重力荷载、风荷载、地震荷载以及由于墙板尺寸变化而引起的内应力。墙板的尺寸变化是由含水率变化与温度变化所引起,当尺寸变化受到约束时,可导致在墙板内产生应力。尽管在混凝土中加入纤维不能从本质上降低其干燥收缩,但足够的纤维含量和纤维的随机分布可减缓未硬化制品的收缩开裂并改变裂纹结构,特殊配方并经过良好工艺控制的纤维混凝土的抗拉强度甚至可达到12MPa,这为抵抗由于尺寸收缩而产生的拉应力提供了可能。

建议:提高面层材料的抗渗透能力、采用对环境温度变化不敏感的材料组分、改进夹芯墙板的内部构造、采用非完全约束的安装固定方式等。另外,根据材料的膨胀干缩性能合理确定墙板的最大尺寸也非常必要。

小知识:

什么是复合墙板?

复合墙板是用两种或两种以上具有完全不同性能的材料,经过一定的工艺过程制造而成的建筑预制品。复合墙板有复合外墙板和复合内墙板,复合外墙板一般为整开间板或条式板,复合内墙板一般为条式板。

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