某钢筋混凝土烟囱筒检测

郑 勇

(山西财贸职业技术学院,山西 太原 030031)

某钢筋混凝土烟囱筒检测

郑 勇

(山西财贸职业技术学院,山西 太原 030031)

通过对太原市某钢筋混凝土烟囱现有结构的检测，发现该结构烟囱筒壁外侧表面普遍存在混凝土浇筑施工质量缺陷，同时外表混凝土有比较严重碳化，环向钢筋锈蚀等情况，依据检测结果提出了对应的加固处理措施。

检测，可靠性，加固

1 工程概况

太原市某钢筋混凝土烟囱，见图1，高为240 m，底部直径24.90 m，出口直径8.00 m。其中标高0 m～150 m之间混凝土设计强度等级为C40，标高150 m～240 m混凝土设计等级为C30，烟囱基础部分混凝土设计强度等级为C30；筒壁环向钢筋保护层设计厚度为30 mm，环向钢筋配在竖向钢筋外侧。烟囱内衬采用漂珠耐火砖沿筒身内壁用耐酸胶泥砌筑；隔热层采用厚度为8 cm的憎水性岩棉板。

2 现场检测内容及结果

2.1 现场检测主要内容

结合目前烟囱的损伤情况和现场工作条件，确定本次现场检测工作主要包括以下内容：烟囱筒壁外侧损伤无人机、红外成像定位普查；烟囱筒壁外侧钢筋锈蚀和保护层腐蚀、剥落程度抽样检测；烟囱筒壁外侧钢筋配置和保护层厚度抽样检测；烟囱筒壁外侧混凝土碳化深度抽样检测。

2.2 烟囱筒壁外侧损伤无人机、红外成像普查定位

检测现场采用无人机空中近距离观察烟囱筒壁外侧损伤分布情况，发现该烟囱筒壁外侧上部区域(标高100 m以上)混凝土表面基本完好，下部区域(标高100 m以下)东南方向积灰严重，底部区域(标高20 m以下)多处出现环向钢筋严重锈蚀、混凝土保护层顺筋开裂剥落等损伤。

现场采用红外成像仪对烟囱筒壁外侧损伤分布情况进行普查，太原常年西北风较多，烟囱筒壁外侧西北方向表面雨水、烟尘、酸液等腐蚀物易被吹散，检测也发现烟囱筒壁外侧东南方向下部区域雨水、烟尘、酸液等腐蚀物则易沉积，所以该区域混凝土被腐蚀和碳化。而烟囱筒壁外侧上部腐蚀物不易沉积，且有红白涂料保护，红外热像图未见明显温度异常区域。

3 钢筋锈蚀和保护层腐蚀、剥落等损伤检测

根据无人机和红外成像普查定位结果，重点针对烟囱筒壁外侧钢筋锈蚀和保护层混凝土破损剥落等缺陷严重区域采取外部高处作业等方式进行近距离检测，检测人员现场采用锤子、凿子凿除表面老化、腐蚀的混凝土保护层，并测量腐蚀深度和破损剥落面积。

经现场检测该烟囱筒壁外侧损伤主要类型有环向及竖向钢筋锈蚀、混凝土保护层顺筋开裂、腐蚀剥落、混凝土蜂窝及孔洞等缺陷，其中烟囱烟道下方筒壁表面有明显酸液渗漏现象，导致烟道下方筒壁表面混凝土保护层被严重腐蚀，腐蚀深度在12 mm～26 mm之间。

3.1 钢筋配置情况和保护层厚度检测

检测现场采用HILTI PS200S钢筋扫描仪对烟囱筒壁外侧不同方位的环向、竖向钢筋配置以及混凝土保护层厚度进行抽样检测，检测结果表明筒壁外侧环向、竖向钢筋实测直径与原设计一致，但部分竖向、环向钢筋的最大或最小间距与设计值的差值超出GB 50078—2008烟囱工程施工及验收规范表6.5.3中钢筋间距允许偏差(±20 mm)[1]；混凝土保护层厚度检测结果表明部分测区的实际保护层厚度与设计值之间的偏差超出GB 50078—2008烟囱工程施工及验收规范表6.5.3中允许偏差(+10 mm，-5 mm)。其中筒壁外侧东向上述检测结果表明钢筋混凝土烟囱筒壁外侧建设时的施工质量控制不够严格，保护层厚度薄厚不均，在相同的环境侵蚀作用下，较薄的保护层厚度处的钢筋就更容易发生锈蚀，进而出现混凝土保护层顺筋开裂。

3.2 混凝土碳化深度检测

现场检测使用酚酞乙醇试液检测混凝土碳化深度，本次检测对烟囱筒壁外侧不同方向碳化深度进行了测量，结果表明烟囱筒壁外侧混凝土碳化深度值介于6 mm～29 mm之间，其中部分混凝土碳化深度值大于钢筋保护层的实际厚度，使得该位置混凝土碱性环境被破坏，钢筋严重锈蚀，进而导致保护层混凝土顺筋开裂剥落。

4 钢筋混凝土烟囱缺陷、损伤等原因分析

烟囱建设时部分钢筋配置及保护层厚度施工偏差较大，同时还存在普遍的混凝土浇筑缺陷。

钢筋混凝土烟囱自建成投入使用时就处在大气自然环境和电厂酸性烟气环境中，这些不利的环境因素经年累月地侵蚀着烟囱钢筋混凝土。

目前该烟囱筒壁外侧缺陷损伤主要是由于环境因素造成的钢筋混凝土材料耐久性侵蚀损伤。由于部分区域(特别是标高0 m～20 m范围内)环向钢筋的保护层厚度较小和混凝土浇筑不密实，外部二氧化碳、水汽或其他酸性物质便从这些薄弱部位侵入，混凝土中氢氧化钙与二氧化碳反应，导致混凝土逐渐碳化，碳化深度随侵蚀时间不断加深，钢筋保护层较薄处的混凝土碱性最先消失，失去阻止酸性物质入侵的功能，该点处的内部钢筋便开始锈蚀，锈蚀钢筋体积变大，使得钢筋周围的混凝土受到挤压破坏，钢筋混凝土保护层一旦开裂，又将加速钢筋的锈蚀，形成恶性循环，严重情况下导致保护层顺筋开裂剥落，甚至发生成片的混凝土剥落现象。

5 检测结论及处理建议

5.1 检测结论

1)该烟囱筒壁外侧表面普遍存在混凝土浇筑施工质量缺陷，如蜂窝、孔洞及疏松等；

2)标高0 m～35 m范围内筒壁多处环向钢筋长距离连续锈蚀，且钢筋锈蚀程度严重，钢筋的有效截面被严重削弱，甚至锈蚀断裂；多处混凝土保护层顺筋开裂；

3)在烟囱筒壁与水平烟道接合处存在酸液渗漏现象，导致混凝土保护层被严重腐蚀；

4)经检测，目前该烟囱外侧混凝土碳化深度较深，局部超过钢筋保护层厚度，说明目前该烟囱外侧环向钢筋保护层已经接近失效，使用过程中容易造成钢筋锈蚀。

5.2 处理建议

由于环境因素对于钢筋混凝土烟囱的侵蚀是随时间不断发生和发展的，混凝土保护层碳化、钢筋锈蚀和混凝土顺筋开裂是逐步发展的。针对烟囱筒壁外侧薄弱部位存在的侵蚀损伤若不及时地采取有效的修复措施，随着时间的延续，类似的耐久性侵蚀损伤将会逐步显现和恶化。

针对目前发现的主要问题，提出以下几条建议：

1)针对烟囱筒壁外侧普遍存在的局部缺陷和损伤，建议采用聚合物砂浆等材料进行局部修复，并对积灰较严重的区域应进行清理，避免腐蚀性物质继续损害筒壁外表面；

2)针对环向钢筋严重锈蚀、混凝土保护层大块破坏剥落的情况，对有效截面被严重削弱的锈蚀钢筋进行除锈处理，并从两端未锈蚀段贴焊同等规格的钢筋进行代换，然后采用灌浆料等材料重新对缺陷部位混凝土进行置换；

3)针对烟道部位局部混凝土严重腐蚀的情况，应先将被腐蚀部分的混凝土凿除，然后用灌浆料、细石混凝土或聚合物砂浆等材料进行修补，并对烟囱与水平烟道水平接合处进行封堵，避免酸液继续渗漏腐蚀筒壁外表面；

4)考虑到该烟囱目前外侧混凝土碳化深度介于6 mm～30 mm之间，说明目前该烟囱外侧环向钢筋保护层已经接近失效，甚至局部已经失效，建议采取可靠措施进行加固，加固后应每年对烟囱进行日常巡检和维修。

[1] GB 50078—2008，烟囱工程施工及验收规范[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

郑 勇(1966- )，男，工程师

1009-6825(2017)35-0038-02

TU317.7

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