某鋼筋混凝土煙囪筒檢測

鄭 勇

(山西財貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 太原 030031)

某鋼筋混凝土煙囪筒檢測

鄭 勇

(山西財貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 太原 030031)

通過對太原市某鋼筋混凝土煙囪現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的檢測，發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)煙囪筒壁外側(cè)表面普遍存在混凝土澆筑施工質(zhì)量缺陷，同時外表混凝土有比較嚴(yán)重碳化，環(huán)向鋼筋銹蝕等情況，依據(jù)檢測結(jié)果提出了對應(yīng)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(biāo)高0 m～150 m之間混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級為C40，標(biāo)高150 m～240 m混凝土設(shè)計等級為C30，煙囪基礎(chǔ)部分混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級為C30；筒壁環(huán)向鋼筋保護(hù)層設(shè)計厚度為30 mm，環(huán)向鋼筋配在豎向鋼筋外側(cè)。煙囪內(nèi)襯采用漂珠耐火磚沿筒身內(nèi)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(nèi)容及結(jié)果

2.1 現(xiàn)場檢測主要內(nèi)容

結(jié)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(nèi)容：煙囪筒壁外側(cè)損傷無人機(jī)、紅外成像定位普查；煙囪筒壁外側(cè)鋼筋銹蝕和保護(hù)層腐蝕、剝落程度抽樣檢測；煙囪筒壁外側(cè)鋼筋配置和保護(hù)層厚度抽樣檢測；煙囪筒壁外側(cè)混凝土碳化深度抽樣檢測。

2.2 煙囪筒壁外側(cè)損傷無人機(jī)、紅外成像普查定位

檢測現(xiàn)場采用無人機(jī)空中近距離觀察煙囪筒壁外側(cè)損傷分布情況，發(fā)現(xiàn)該煙囪筒壁外側(cè)上部區(qū)域(標(biāo)高100 m以上)混凝土表面基本完好，下部區(qū)域(標(biāo)高100 m以下)東南方向積灰嚴(yán)重，底部區(qū)域(標(biāo)高20 m以下)多處出現(xiàn)環(huán)向鋼筋嚴(yán)重銹蝕、混凝土保護(hù)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(cè)損傷分布情況進(jìn)行普查，太原常年西北風(fēng)較多，煙囪筒壁外側(cè)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(cè)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(cè)上部腐蝕物不易沉積，且有紅白涂料保護(hù)，紅外熱像圖未見明顯溫度異常區(qū)域。

3 鋼筋銹蝕和保護(hù)層腐蝕、剝落等損傷檢測

根據(jù)無人機(jī)和紅外成像普查定位結(jié)果，重點針對煙囪筒壁外側(cè)鋼筋銹蝕和保護(hù)層混凝土破損剝落等缺陷嚴(yán)重區(qū)域采取外部高處作業(yè)等方式進(jìn)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(hù)層，并測量腐蝕深度和破損剝落面積。

經(jīng)現(xiàn)場檢測該煙囪筒壁外側(cè)損傷主要類型有環(huán)向及豎向鋼筋銹蝕、混凝土保護(hù)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(dǎo)致煙道下方筒壁表面混凝土保護(hù)層被嚴(yán)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(hù)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(cè)不同方位的環(huán)向、豎向鋼筋配置以及混凝土保護(hù)層厚度進(jìn)行抽樣檢測，檢測結(jié)果表明筒壁外側(cè)環(huán)向、豎向鋼筋實測直徑與原設(shè)計一致，但部分豎向、環(huán)向鋼筋的最大或最小間距與設(shè)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(hù)層厚度檢測結(jié)果表明部分測區(qū)的實際保護(hù)層厚度與設(shè)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(cè)東向上述檢測結(jié)果表明鋼筋混凝土煙囪筒壁外側(cè)建設(shè)時的施工質(zhì)量控制不夠嚴(yán)格，保護(hù)層厚度薄厚不均，在相同的環(huán)境侵蝕作用下，較薄的保護(hù)層厚度處的鋼筋就更容易發(fā)生銹蝕，進(jìn)而出現(xiàn)混凝土保護(hù)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(cè)不同方向碳化深度進(jìn)行了測量，結(jié)果表明煙囪筒壁外側(cè)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(hù)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(yán)重銹蝕，進(jìn)而導(dǎo)致保護(hù)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(shè)時部分鋼筋配置及保護(hù)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(jīng)年累月地侵蝕著煙囪鋼筋混凝土。

目前該煙囪筒壁外側(cè)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(biāo)高0 m～20 m范圍內(nèi))環(huán)向鋼筋的保護(hù)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(zhì)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(yīng)，導(dǎo)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(hù)層較薄處的混凝土堿性最先消失，失去阻止酸性物質(zhì)入侵的功能，該點處的內(nèi)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(hù)層一旦開裂，又將加速鋼筋的銹蝕，形成惡性循環(huán)，嚴(yán)重情況下導(dǎo)致保護(hù)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(jié)論及處理建議

5.1 檢測結(jié)論

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

2)標(biāo)高0 m～35 m范圍內(nèi)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(yán)重，鋼筋的有效截面被嚴(yán)重削弱，甚至銹蝕斷裂；多處混凝土保護(hù)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(dǎo)致混凝土保護(hù)層被嚴(yán)重腐蝕；

4)經(jīng)檢測，目前該煙囪外側(cè)混凝土碳化深度較深，局部超過鋼筋保護(hù)層厚度，說明目前該煙囪外側(cè)環(huán)向鋼筋保護(hù)層已經(jīng)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(hù)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(cè)薄弱部位存在的侵蝕損傷若不及時地采取有效的修復(fù)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(cè)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(jìn)行局部修復(fù)，并對積灰較嚴(yán)重的區(qū)域應(yīng)進(jìn)行清理，避免腐蝕性物質(zhì)繼續(xù)損害筒壁外表面；

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

3)針對煙道部位局部混凝土嚴(yán)重腐蝕的情況，應(yīng)先將被腐蝕部分的混凝土鑿除，然后用灌漿料、細(xì)石混凝土或聚合物砂漿等材料進(jìn)行修補(bǔ)，并對煙囪與水平煙道水平接合處進(jìn)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(cè)混凝土碳化深度介于6 mm～30 mm之間，說明目前該煙囪外側(cè)環(huán)向鋼筋保護(hù)層已經(jīng)接近失效，甚至局部已經(jīng)失效，建議采取可靠措施進(jìn)行加固，加固后應(yīng)每年對煙囪進(jìn)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

A