制堿企業中建、構筑物的破壞成因分析及其主要處理方法

周建英，申 鵬

（唐山三友化工工程設計有限公司，河北豐南 063305）

制堿企業中建、構筑物的破壞成因分析及其主要處理方法

周建英，申 鵬

（唐山三友化工工程設計有限公司，河北豐南 063305）

純堿生產企業中許多建筑物、構筑物都發生了不同程度的結構破壞。這些破壞表現形式不一，形成原因也不盡相同，但都嚴重威脅著企業的安全和生產，應該引起我們的高度重視。

制堿企業；破壞原因；防腐；加固

上世紀70～80年代，為了滿足工業生產的需要，大力發展基礎化工工業，全國范圍內上馬了一批大規模的制堿企業，如唐山三友集團（原唐山堿廠）、山東海化集團等，都是這一時期興建的。總體規劃考慮到資源配置、發展戰略等因素，這些企業大多沿海建設，靠近原材料的產地。

由于建廠時間長，企業生產規模不斷擴大，近些年來發現純堿生產企業中許多建筑物、構筑物都發生了不同程度的結構破壞。這些破壞表現形式不一，形成原因也不盡相同，但都嚴重威脅著企業的安全和生產，應該引起我們的高度重視。下面筆者對制堿企業中建、構筑物結構破壞的成因及其防治方法進行分析。

1 外部環境引起的耐久性破壞

1.1 成因

制堿企業多建造于沿海，屬于海洋性氣候，結構大多暴露在海洋氯化物環境中，尤其是北方地區，還長期經受凍融循環。地下水的腐蝕性對基礎及其中的鋼筋影響較大，容易造成鋼筋的銹蝕。在長期潮濕或接觸水的環境下，應該考慮混凝土中的堿－骨料反應、鈣礬石延遲反應和軟水對混凝土的溶蝕。

1.2 表現形式

環境腐蝕引起的耐久性破壞主要表現為鋼筋混凝土結構的保護層開裂、剝落；鋼筋的外露、銹蝕；鋼結構中型鋼的大量生銹腐蝕。

1.3 防治方法

為了防止此類破壞的再次發生，初始設計階段，我們就應該加大重視，對機構進行防腐、抗凍融等處理，提高結構的耐久性。現在應用的主要方法有：①摻添加劑：在混凝土中摻入抗滲、防腐等添加劑，尤其是基礎混凝土中，對結構的防腐性能有較大提高。可在基礎混凝土中摻入具有阻銹功能的抗硫酸鹽外加劑SRA－3型。②嚴格控制混凝土中各種成分的含量，對其最大水灰比、最大氯離子含量、最大堿離子含量都要控制在合理范圍之內。③增大保護層厚度，現行的《混凝土耐久性規范》對結構在各種環境類別中的最小保護層厚度做出了嚴格的要求和劃分。在制堿企業這種腐蝕性較強的環境中，適當增加混凝土保護層的厚度，對提高構件的耐久性，延緩內部鋼筋的腐蝕，有很大作用。

對于已經建成并使用了多年的建、構筑物，大多已經發生破壞。必須對結構進行定期的檢查，及時發現安全隱患，控制裂縫，定期給結構重新做防腐，必要時還需要進行強度檢測和加固。目前我單位主要應用的防腐措施有：①環氧酶瀝青防腐涂料，多用于地下結構基礎防腐。②XW－系列防腐涂料，其中XW－3308、XW－3309用于混凝土結構防腐涂刷；XW－1000用于鋼結構工程防腐涂刷。不論是哪種防腐涂料，都應該特別注意施工細節，涂料的成膜厚度，涂刷的道數，間隔時間等都對最后質量有很大影響。

2 設備動力荷載長期作用引起的破壞

2.1 成因

純堿生產企業中主要的設備有揮氨塔、涼水塔、碳化塔等各種塔體，離心機、旋風分離器、重型吊車等各種動力設備。其中較多設備生產運行的過程中都會產生較大的振動，這種荷載長期反復作用，對結構造成了一定的破壞。

2.2 表現形式

振動容易造成結構的剛度不足，構件變形加劇，裂縫的產生和展開。有時甚至能帶動連接的鋼結構，如平臺等的一起振動，對結構安全及現場操作人員的人身安全都構成了威脅。

2.3 防治方法

為了減少和消除設備振動對結構的影響，可增加減震器。目前所應用的減震器主要分為質量減震器和擺式減震器兩種。設備與基礎之間改變固接的方式，使相互之間能發生相對運動。

3 擴建、加荷引起的結構破壞

3.1 成因

隨著我國工業的發展，純堿需求量的不斷擴大，各大堿廠都不斷的擴充自己的生產規模。我廠已從建廠初期的計劃年產量60萬t，逐步擴建到了現在的年產量200萬t，并計劃繼續增加產能。企業的不斷擴建，隨之而來就是大批廠房、生產車間的新建，大量新加設備的投入使用。這些擴建項目有的利用廠區的規劃閑置土地，有的由于用地條件或生產工藝的限制，則必須利用老的建筑結構，進行接跨、加層、甚至在原有結構上直接增加新的設備基礎。

表現形式：如果新加設備的荷載在原有設計的范圍之內，例如許多原來廠房的設計，在設計之初就考慮了結構會承受較大的可變荷載，現新加設備和基礎增加了恒荷載，但也相應減少了此部分活荷載出現的概率，可以經過嚴格的計算分析，來確保結構的安全。但多數情況下，新加荷載都超過了原設計的允許范圍，這在結構設計中是絕對不允許的，必須采取措施，來增大原有結構的強度，以滿足結構承載能力的要求。

3.2 措施方法

在荷載超過原有結構承載能力時，我們通常采用加固的方法，來提高原結構的強度。加固前應先對原有結構進行結構可靠性鑒定，明確加固的目的和范圍，選擇合理的加固方法和施工方案。目前加固的方法有很多種，分別適用于不同的情況，下面就對其進行簡要的分析：

①增大截面法：此法是采用同種材料來增大構件的截面面積，已達到提高承載力和構件剛度的目的，優點有長期的使用經驗、施工簡單、適用性強。缺點是采用濕法作業，施工周期長。適用于梁、柱、墻、板等一般構件的加固，特別是原軸壓比明顯偏高，原截面明顯偏小的構件。

②外粘碳纖維法：用碳纖維等復合材料粘貼于構件的受拉部位，以提高構件受彎、受剪及混凝土的受壓承載力。優點是輕質簡便，施工容易，缺點是耐久性差，不耐火，易老化。

③外包鋼法：以角鋼、鋼板外包于構件角部或表面的加固方法。優點是受力可靠，可明顯的提高結構的受力性能。施工簡便，對使用空間影響小。缺點是外露鋼構件需進行防火防腐處理。適用于梁、柱及框架節點加固。

④外粘鋼板法：用薄鋼板貼在構件的主要受力面，以提高截面的受彎和受拉承載力。優點是不改變構件的外形，施工期短。缺點是有機膠的抗老化能力差，長期持荷能力弱，不耐火，對環境的溫度、濕度也要求嚴格。（不適用于承受動力和疲勞荷載）

［1］ 中國建筑科學研究院結構所.08SG311－2：混凝土結構加固改造構造［M］.北京：中國計劃出版社，2008

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