浅谈某轧钢厂钢筋混凝土烟囱可靠性鉴定及加固

肖慧

安阳钢铁股份有限公司 河南 安阳 455004

引言

对于轧钢厂加热炉，烟囱是其工艺中重要的组成部分。但在长期使用的过程中，致使烟囱不同程度地出现材料老化、裂缝等现象，不仅影响企业的生产，还影响周围建筑物的安全。考虑到企业的使用需求，对烟囱进行可靠性鉴定，并对存在的问题进行加固处理方案，以确保烟囱的安全可靠运行。

1 工程概况

某轧钢厂烟囱建于1980年，结构为钢筋混凝土，用于该轧钢厂加热炉排烟使用，烟囱高度为40m，底部±0.000m 标高处外径为5.000m，顶部加强环外径为3.600m，烟囱混凝土壁厚为160mm～190mm（环梁以上），烟道内底面标高为-3.000m，在4.180m 及13.600m 标高设有简易钢平台。

随着使用年限的增长，并且长期受到高温、腐蚀、风化等因素作用，烟囱筒身出现多处裂缝，该厂于1997年对烟囱筒身采用钢带进行了包箍加固。由于近几年该轧钢厂生产不稳定，经常性的停车待料，加热炉也随之停用、使用，使烟囱处于干湿交替、冷热变化的运行工况。经过业主对烟囱原有裂缝的观察，现发现筒身表面纵向裂缝宽度成扩展状态，裂缝局部出现斑剥、脱落现象。因此，需要对此烟囱进行可靠性鉴定，并进行相应的加固处理，为保证烟囱及加热炉系统的安全可靠运行[1]。

2 现场检查及检测情况

根据我国现行相关规范标准，专业检测单位对该烟囱地基基础、筒壁、隔热层、附属设施及内衬进行现场检测，主要检测结果如下：

（1）烟囱主要外观缺陷有：①内壁疑似砖模表面龟裂、砌体开裂、灰缝不饱满；②内部耐火砖筒体明显歪斜，局部砖块脱落、鼓包、垮塌、开裂；③混凝土筒壁外表面多处麻面、骨料外露；④附属钢爬梯表面锈蚀；⑤烟囱外壁涂层明显脱落；⑥烟囱顶部加强环混凝土酥松、开裂明显、骨料外露；⑦混凝土筒壁内侧局部破损、露筋、钢筋变形；⑧混凝土筒壁有42条竖向裂缝、4条环向裂缝，1条斜向裂缝，裂缝总长为189.6m，最大缝宽为12.00mm，其中9条裂缝为贯穿性裂缝；⑨筒壁局部表面龟裂、网状开裂。

（2）抽检烟囱筒壁的混凝土碳化深度测试值为52.00～54.00mm，平均深度为53.00mm，大于烟囱筒壁钢筋的混凝土保护层厚度平均值38.00mm，混凝土失去对钢筋的保护作用，现场开凿发现，烟囱外层竖向钢筋表面存在轻微锈蚀[2]。

（3）抽检筒壁外表面的环向钢筋配置在竖向钢筋内侧，不满足相关规范要求；抽检筒壁外表面竖向钢筋锈蚀后剩余直径为16mm、环向钢筋锈蚀后剩余直径为6mm，环向钢筋直径不满足相关规范要求；烟囱36m、23m、15m、3m 标高附近，抽检筒壁外表面竖向钢筋的环向间距平均值依次为226mm、234mm、231mm、217mm，环向钢筋的竖向间距平均值依次为220mm、219mm、233mm、210mm，环向钢筋间距不满足相关规范的要求；抽检筒壁外表面钢筋的混凝土保护厚度值为16mm～56mm，平均值为38mm。

（4）烟囱筒壁抽检外表面竖向钢筋，钢筋发生锈蚀的概率大于90%，现场开凿发现，烟囱筒壁外表面竖向钢筋表面存在轻微锈蚀。

（5）烟囱5m～38m 标高范围整体倾斜率为2.4‰，倾斜方向为东北方向，倾斜率小于相关规范中基础倾斜允许值6‰的要求。

3 可靠性鉴定评级

根据相关规定和规范要求，检测单位对此烟囱进行了承载能力极限状态下水平截面验算和正常使用极限状态计算，最终，按照地基基础、筒壁及支承结构、内衬与隔热层、附属设施等进行可靠性鉴定评级。

烟囱的地基基础可靠性等级评为B级，筒壁及支承结构的可靠性等级评为D级，内衬与隔热层的可靠性等级评为C级，附属设施的可靠性等级评为B级，腐蚀性等级评为B级。

烟囱鉴定单元的可靠性等级，应按地基基础、筒壁及支承结构、内衬与隔热层三个结构系统中可靠性等级的最低等级确定。根据评定结果，烟囱鉴定单元的可靠性等级评为四级，严重不符合国家现行标准规范的要求，已严重影响整体安全，必须立即采取措施[3]。

4 加固修复施工

业主按照烟囱加固方案及图纸，对烟囱进行了加固修复施工。

（1）增设包箍钢带加固，满足筒壁承载力要求。先拆除烟囱筒壁原有刚度较低包箍，根据加固设计图纸，在烟囱筒壁新增包箍钢带：环向钢带66道，纵向钢带26道；化学锚栓固定环向包箍钢带，环向包箍钢带与烟囱筒壁接触孔隙处用高强灌浆料填缝，提高筒壁结构刚度。钢带表面除锈防腐。

（2）烟囱筒壁裂缝处理。贯通裂缝，清理完成后，在侧壁一侧采用环氧树脂进行封堵，然后凿v型槽、清理、埋设灌浆嘴、配置浆液、灌浆。待缝内浆液达到初凝而不外流时，拆下灌浆嘴，涂抹环氧树脂胶泥封缝。普通裂缝，清理干净后，用环氧树脂胶泥进行涂抹封缝。封缝后，进行压气试漏，检查封闭效果，确保密封不漏。

（3）烟囱顶部加强环处理。将烟囱顶部加强环开裂、疏松的混凝土全部凿除，凿除至混凝土坚硬部分并清洁干净，经洒水浸润后采用聚合物砂浆进行修复。

（4）烟囱筒壁外部修复。烟囱外壁麻面、骨料外露、龟裂、网状开裂等部位进行耐久性修复。对于露筋、钢筋锈蚀等现场，先清除钢筋周边破损混凝土，对钢筋进行除锈和清洁处理，再采用聚合物砂浆进行修复。①烟囱筒身外壁修复完成后，最后涂刷混凝土界面保护剂。②烟囱爬梯增设护笼，同原有钢平台及钢爬梯先进行表面除锈，然后进行涂装防腐处理。③烟囱内壁麻面、骨料外露、龟裂、网状开裂等部位，按照凿除、清洁、洒水浸润、涂抹聚合物砂浆进行耐久性修复。④烟囱内衬及隔热层修复。拆除烟囱内原有耐火砖内衬；按照加固设计图纸，重新砌筑普通黏土砖内衬，并设置矿渣棉隔热层。

5 结束语

该轧钢厂根据鉴定报告与加固方案，结合实际生产情况，先后分两次对该烟囱进行了加固修复施工，消除了烟囱的安全隐患，为安全生产提供了有力保障。