鄭 勇

(山西財貿職業(yè)技術學院,山西 太原 030031)

某鋼筋混凝土煙囪筒檢測

鄭 勇

(山西財貿職業(yè)技術學院,山西 太原 030031)

通過對太原市某鋼筋混凝土煙囪現(xiàn)有結構的檢測，發(fā)現(xiàn)該結構煙囪筒壁外側表面普遍存在混凝土澆筑施工質量缺陷，同時外表混凝土有比較嚴重碳化，環(huán)向鋼筋銹蝕等情況，依據(jù)檢測結果提出了對應的加固處理措施。

檢測，可靠性，加固

1 工程概況

太原市某鋼筋混凝土煙囪，見圖1，高為240 m，底部直徑24.90 m，出口直徑8.00 m。其中標高0 m～150 m之間混凝土設計強度等級為C40，標高150 m～240 m混凝土設計等級為C30，煙囪基礎部分混凝土設計強度等級為C30；筒壁環(huán)向鋼筋保護層設計厚度為30 mm，環(huán)向鋼筋配在豎向鋼筋外側。煙囪內襯采用漂珠耐火磚沿筒身內壁用耐酸膠泥砌筑；隔熱層采用厚度為8 cm的憎水性巖棉板。

2 現(xiàn)場檢測內容及結果

2.1 現(xiàn)場檢測主要內容

結合目前煙囪的損傷情況和現(xiàn)場工作條件，確定本次現(xiàn)場檢測工作主要包括以下內容：煙囪筒壁外側損傷無人機、紅外成像定位普查；煙囪筒壁外側鋼筋銹蝕和保護層腐蝕、剝落程度抽樣檢測；煙囪筒壁外側鋼筋配置和保護層厚度抽樣檢測；煙囪筒壁外側混凝土碳化深度抽樣檢測。

2.2 煙囪筒壁外側損傷無人機、紅外成像普查定位

檢測現(xiàn)場采用無人機空中近距離觀察煙囪筒壁外側損傷分布情況，發(fā)現(xiàn)該煙囪筒壁外側上部區(qū)域(標高100 m以上)混凝土表面基本完好，下部區(qū)域(標高100 m以下)東南方向積灰嚴重，底部區(qū)域(標高20 m以下)多處出現(xiàn)環(huán)向鋼筋嚴重銹蝕、混凝土保護層順筋開裂剝落等損傷。

現(xiàn)場采用紅外成像儀對煙囪筒壁外側損傷分布情況進行普查，太原常年西北風較多，煙囪筒壁外側西北方向表面雨水、煙塵、酸液等腐蝕物易被吹散，檢測也發(fā)現(xiàn)煙囪筒壁外側東南方向下部區(qū)域雨水、煙塵、酸液等腐蝕物則易沉積，所以該區(qū)域混凝土被腐蝕和碳化。而煙囪筒壁外側上部腐蝕物不易沉積，且有紅白涂料保護，紅外熱像圖未見明顯溫度異常區(qū)域。

3 鋼筋銹蝕和保護層腐蝕、剝落等損傷檢測

根據(jù)無人機和紅外成像普查定位結果，重點針對煙囪筒壁外側鋼筋銹蝕和保護層混凝土破損剝落等缺陷嚴重區(qū)域采取外部高處作業(yè)等方式進行近距離檢測，檢測人員現(xiàn)場采用錘子、鑿子鑿除表面老化、腐蝕的混凝土保護層，并測量腐蝕深度和破損剝落面積。

經現(xiàn)場檢測該煙囪筒壁外側損傷主要類型有環(huán)向及豎向鋼筋銹蝕、混凝土保護層順筋開裂、腐蝕剝落、混凝土蜂窩及孔洞等缺陷，其中煙囪煙道下方筒壁表面有明顯酸液滲漏現(xiàn)象，導致煙道下方筒壁表面混凝土保護層被嚴重腐蝕，腐蝕深度在12 mm～26 mm之間。

3.1 鋼筋配置情況和保護層厚度檢測

檢測現(xiàn)場采用HILTI PS200S鋼筋掃描儀對煙囪筒壁外側不同方位的環(huán)向、豎向鋼筋配置以及混凝土保護層厚度進行抽樣檢測，檢測結果表明筒壁外側環(huán)向、豎向鋼筋實測直徑與原設計一致，但部分豎向、環(huán)向鋼筋的最大或最小間距與設計值的差值超出GB 50078—2008煙囪工程施工及驗收規(guī)范表6.5.3中鋼筋間距允許偏差(±20 mm)[1]；混凝土保護層厚度檢測結果表明部分測區(qū)的實際保護層厚度與設計值之間的偏差超出GB 50078—2008煙囪工程施工及驗收規(guī)范表6.5.3中允許偏差(+10 mm，-5 mm)。其中筒壁外側東向上述檢測結果表明鋼筋混凝土煙囪筒壁外側建設時的施工質量控制不夠嚴格，保護層厚度薄厚不均，在相同的環(huán)境侵蝕作用下，較薄的保護層厚度處的鋼筋就更容易發(fā)生銹蝕，進而出現(xiàn)混凝土保護層順筋開裂。

3.2 混凝土碳化深度檢測

現(xiàn)場檢測使用酚酞乙醇試液檢測混凝土碳化深度，本次檢測對煙囪筒壁外側不同方向碳化深度進行了測量，結果表明煙囪筒壁外側混凝土碳化深度值介于6 mm～29 mm之間，其中部分混凝土碳化深度值大于鋼筋保護層的實際厚度，使得該位置混凝土堿性環(huán)境被破壞，鋼筋嚴重銹蝕，進而導致保護層混凝土順筋開裂剝落。

4 鋼筋混凝土煙囪缺陷、損傷等原因分析

煙囪建設時部分鋼筋配置及保護層厚度施工偏差較大，同時還存在普遍的混凝土澆筑缺陷。

鋼筋混凝土煙囪自建成投入使用時就處在大氣自然環(huán)境和電廠酸性煙氣環(huán)境中，這些不利的環(huán)境因素經年累月地侵蝕著煙囪鋼筋混凝土。

目前該煙囪筒壁外側缺陷損傷主要是由于環(huán)境因素造成的鋼筋混凝土材料耐久性侵蝕損傷。由于部分區(qū)域(特別是標高0 m～20 m范圍內)環(huán)向鋼筋的保護層厚度較小和混凝土澆筑不密實，外部二氧化碳、水汽或其他酸性物質便從這些薄弱部位侵入，混凝土中氫氧化鈣與二氧化碳反應，導致混凝土逐漸碳化，碳化深度隨侵蝕時間不斷加深，鋼筋保護層較薄處的混凝土堿性最先消失，失去阻止酸性物質入侵的功能，該點處的內部鋼筋便開始銹蝕，銹蝕鋼筋體積變大，使得鋼筋周圍的混凝土受到擠壓破壞，鋼筋混凝土保護層一旦開裂，又將加速鋼筋的銹蝕，形成惡性循環(huán)，嚴重情況下導致保護層順筋開裂剝落，甚至發(fā)生成片的混凝土剝落現(xiàn)象。

5 檢測結論及處理建議

5.1 檢測結論

1)該煙囪筒壁外側表面普遍存在混凝土澆筑施工質量缺陷，如蜂窩、孔洞及疏松等；

2)標高0 m～35 m范圍內筒壁多處環(huán)向鋼筋長距離連續(xù)銹蝕，且鋼筋銹蝕程度嚴重，鋼筋的有效截面被嚴重削弱，甚至銹蝕斷裂；多處混凝土保護層順筋開裂；

3)在煙囪筒壁與水平煙道接合處存在酸液滲漏現(xiàn)象，導致混凝土保護層被嚴重腐蝕；

4)經檢測，目前該煙囪外側混凝土碳化深度較深，局部超過鋼筋保護層厚度，說明目前該煙囪外側環(huán)向鋼筋保護層已經接近失效，使用過程中容易造成鋼筋銹蝕。

5.2 處理建議

由于環(huán)境因素對于鋼筋混凝土煙囪的侵蝕是隨時間不斷發(fā)生和發(fā)展的，混凝土保護層碳化、鋼筋銹蝕和混凝土順筋開裂是逐步發(fā)展的。針對煙囪筒壁外側薄弱部位存在的侵蝕損傷若不及時地采取有效的修復措施，隨著時間的延續(xù)，類似的耐久性侵蝕損傷將會逐步顯現(xiàn)和惡化。

針對目前發(fā)現(xiàn)的主要問題，提出以下幾條建議：

1)針對煙囪筒壁外側普遍存在的局部缺陷和損傷，建議采用聚合物砂漿等材料進行局部修復，并對積灰較嚴重的區(qū)域應進行清理，避免腐蝕性物質繼續(xù)損害筒壁外表面；

2)針對環(huán)向鋼筋嚴重銹蝕、混凝土保護層大塊破壞剝落的情況，對有效截面被嚴重削弱的銹蝕鋼筋進行除銹處理，并從兩端未銹蝕段貼焊同等規(guī)格的鋼筋進行代換，然后采用灌漿料等材料重新對缺陷部位混凝土進行置換；

3)針對煙道部位局部混凝土嚴重腐蝕的情況，應先將被腐蝕部分的混凝土鑿除，然后用灌漿料、細石混凝土或聚合物砂漿等材料進行修補，并對煙囪與水平煙道水平接合處進行封堵，避免酸液繼續(xù)滲漏腐蝕筒壁外表面；

4)考慮到該煙囪目前外側混凝土碳化深度介于6 mm～30 mm之間，說明目前該煙囪外側環(huán)向鋼筋保護層已經接近失效，甚至局部已經失效，建議采取可靠措施進行加固，加固后應每年對煙囪進行日常巡檢和維修。

[1] GB 50078—2008，煙囪工程施工及驗收規(guī)范[S].

Thetestonsomereinforcedconcretechimney

ZhengYong

(ShanxiVocational&TechnicalCollegeofFinance&Trade,Taiyuan030031,China)

In this paper, the author tested the existing structure of some reinforced concrete chimney in Taiyuan and found out that there were widespread quality defects in concrete placing over the outer surface of the chimney and that there was serious carbonation over the outer concrete and corrosion over circumferential steel bars. Given the test result, the author then proposed reinforcement solutions.

test, reliability, reinforce

2017-10-05

鄭 勇(1966- )，男，工程師

1009-6825(2017)35-0038-02

TU317.7

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