一、新型墙体材料的干燥收缩

1．干燥收缩和墙体裂缝

当前流行的新型墙体材料大多是水泥混凝土制品或硅酸钙类制品，都含有经水养护而生成的硅酸钙水化物胶体。砌筑时，材料一般都较湿，其后由于气候或使用条件而逐渐干燥，胶体水份排出而随之收缩。

当砖或砌块砌成墙后，体积变化使受到砂浆和其他构件的约束。墙干燥时，砖便收缩。若砂浆的收缩较砖为小，则砖受拉而相邻的砂浆受压。若应力足够大，不是砖被拉断便是砖缝损坏或砖与灰缝的连接损坏，由此产生墙体裂缝。

传统使用的粘土烧结砖，干燥收缩值很小，常在0.01%（万分之一）以下，墙体一般不出现裂缝。而灰砂砖、各种混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、大多数轻质墙板以及泡沫混凝土砌块，其干燥收缩值顺次增大，可由0.03%增至0.1%以上，墙体出现裂缝的倾向便顺次增大。因此，干缩值是各种墙体材料的分等依据之一。在相应的产品质量标准中，在分等及用途上都有明细的规定。只有干缩小而强度高者才适用于严酷的使用环境。干缩值多大使用才安全？这与使用处的条件有关，不能一概而论。但按一般经验，若干缩值小于0.06%，出现麻烦的可能性较小；而大于0.1%，则多半会出现问题。

2．干燥收缩试验的标准方法

确定混凝土的干燥收缩，国际上有两种流行的标准方法。第一种方法是把湿饱和试件置于温度20℃；相对湿度43%（以碳酸钾饱和溶液使相对湿度恒定）密闭箱内，定期测量干缩值。这一条件与日常情况接近，是一种常规的方法，用以了解试件在各个存放期间内的长度变化。混凝土的干缩是长期持续地进行的，甚至的报告说，28年后仍观察到长度的变化。当然，早期干缩快，后来随着时间的增长而变慢。

第二种方法是快速法（例如英国标准1881∶1970及美国标准ASTM（426-70），即将湿饱和试件置于温度50℃，相对湿度17%（以氯化钙饱和溶液使湿度恒定）的密闭烘箱内，用较短的时间（通常是几个星期）干至规定的“恒长”状态，然后求出干缩值。用快速方法，可以直接确定各种混凝土材料的干缩值而不必计及存放时间的影响。用这种方法测出的干缩值，据说大致与长期暴露在相对湿度为65%的自然气候相当，对采用本标准的英国来说，这已是实际上能遇到的干缩最大值了。目前大多数用快速法来评定的比较各种混凝土材料和制品的干燥收缩。

这两种方法，只有试件置入前（空箱），或接近干缩试验结束时，箱内相对湿度才是43%或17%。试验初期，贮箱内的湿度较大，其后随试件干燥而变小。曾用毛发湿度计测量快速法的箱内湿度，早期大多为30%左右，随试件干燥而渐趋17%。由于试验标准对烘箱容积、试件体积、饱和溶液的暴露面积甚至干缩的平衡（即终点）均有明确的规定，也就保证了试验结果的重现性。

3．各种墙体材料的干燥收缩试验值

现将我所历年来用快速法测出的各种墙体材料干缩值列于表1，以供参考。

表1   各种墙体材料的干缩试验值

4．如何避免墙体的干缩开裂

为避免墙体出现干缩裂缝，在建筑上可按材料干缩值的大小顺次采用下列方法：

（1）选用干缩值小的材料。

（2）控制砌墙时材料的水份含量，让材料足够干，即无行收缩后再砌墙。

（3）采用低强度砂浆和长度小的砖块，以避免砖的断裂，并将细小的裂缝均匀分散到各个垂直灰缝中，从而避免集中、累加出现大垂直裂缝。

（4）设置伸缩缝。

二、各种墙体材料干燥收缩和含水率的关系

1．新标准的新要求                              

近年来，用上述试验得出的最终干缩值来表征材料的干缩开裂倾向已有所改变。事实上最终干缩值虽然大，但使用时含水率小，也不会开裂。某些标准已采用更为实用的试验方法。例如前苏联《多孔混凝土技术条件》ГOCT25485-89，要求通过试验作出干缩随含水率变化的曲线；定出起始含水率35%对最终含水量水率5%这一区间的制品干燥收缩。对灰砂加气混凝土，此值要求不大于0.05%（即万分之五），见图1。

又如，日本伊顿加气混凝土将20%含水率定为制品砌墙时的含水限值；8%为平衡含水率，要求这一区间的干缩值为0.02%（图2）。这规定略去了上墙前（含水率大於20%）和过份干燥（含水量小于8%）的收缩，这两部份收缩对实际应用已无意义。

沿着这一思路，可以认为：墙体材料是随着含水率的减少而收缩的，若通过试验，求出干缩与含水率间的函数关系和平衡含水率，再确定墙体不开裂能容忍的最大干缩值，便可算出砌墙时墙体材料含水率限值。只要不超过这一限值，墙就不会开裂。

2．试验方法

在50℃的温度下，将各种材料干燥，定时求出各个干缩值和相应的含水率，用回归分析方法，确定干缩和含水率的函数关系。

干缩的终点是参照美国标准ASTM  C426《混凝土砌块干燥收缩试验方法》来确定；即“在6天的干燥期间内，试件长度变化等于或少于0.002%以及48小时内重量的减轻等于或少于前次测定的0.2%，便可认为到达干缩平衡”。

由于干缩只随含水量而变化，为减轻试验的工作量，没有用氯化钙饱和溶液来控制相对湿度。因而试验结束时，相对湿度并非17%。空箱或临近试验结束时，箱内空气的相对湿度为：

式中：Ф —50℃烘箱内的空气相对湿度（%）

Ф＇—烘箱外试验室内的空气相对湿度（%）

P，P＇—分别为50℃及试验室内温度时的饱和水汽压（mmHg）

例如：室内空气温度为25℃，相对湿度为80%，则此空气通入烘箱，加热至50℃时，相对湿度为：

式中23.729及92.490分别为25℃及50℃时的饱和水汽压，可查表而得。

曾先后作过四批干缩与含水率关系试验，情况见表2。

表2   四批次试验的Ф值及变动范围*

*由报纸预报的温度及相对湿度逐目统计而得，用平均值和标准差表示。

一般地说，若平均相对湿度为80（%），夏天温度30℃，Ф＝27.3(%)；冬天温度为15℃，Ф＝11.0（%）。即无论夏天冬天，Ф值与17%并不相差太大。因而本试验求出的最终干缩值，虽不标准，但与标准值的误差不会很大。

3．验材料的容重、空心率、干缩值和各个相应含水率

试验用的各种墙体材料均为工厂产品。由于钢丝网架夹心板，若配筋合理，已属钢筋砼。其干缩很小，不作试验。试验结果见表3。

产品编号的意义如下：

第一字母：B砖，M砌块，P轻板

第二字母：S实心，H空心

第三数字：1、烧结粘土砖，1a为第一种，1b为第二种

2、蒸压灰砂砖          3、珍珠岩砌块        4、陶粒砌块

5、煤渣砌块            6、水泥砂砌块        7、粉煤灰加气砼砌块

8、灰砂加气砼砌块      9、泡沫砼砌块        10、GRC墙板

11、普通水泥钢丝墙板   12、聚苯乙烯水泥砼墙板

表3   试验材料的容重、干缩和相应含水量