某鋼鐵公司120 m鋼筋混凝土煙囪裂縫分析與處理

孟 凡 昌

(唐山宏達房地產開發有限公司，河北 唐山 063000)

0 引言

鋼筋混凝土煙囪從19世紀后期開始應用。與磚煙囪相比它具有耐久、輕型、造型美觀、抗震性能好以及建成后一般不需維修等優點。20世紀60年代自動液壓滑模施工方法使鋼筋混凝土煙囪的施工工藝大為簡化，加快了鋼筋混凝土煙囪的發展與應用。目前,世界上除日本以外,90%以上的高煙囪都是鋼筋混凝土煙囪,我國也是如此,特別是超過100 m的煙囪全都是鋼筋混凝土煙囪。

隨著20世紀90年代開始的唐山市鋼鐵行業大發展，該地區涌現了大量鋼筋混凝土煙囪。當前我國對環境保護的意識和政策越來越嚴格，前期建設的干式脫硫鋼筋混凝土煙囪也普遍改造為滿足更加嚴格排放標準的濕式脫硫工藝。工藝的改變對鋼筋混凝土煙囪的抗耐久性提出了進一步的挑戰。

1 工程概況

唐山某鋼鐵企業集團有限公司198 m2燒結機工程120 m鋼筋混凝土煙囪位于唐山市豐南區小集鎮工業園區唐山某鋼鐵企業集團有限公司院內，該煙囪建于2008年。該煙囪原設計使用要求為排放干式煙氣。由于環保要求，于2017年改造為排放濕法脫硫煙氣。在改造完成投入使用2月～3月后，發現煙囪出現裂縫，并有黑色析出物等問題。

煙囪基礎：基礎采用鋼筋混凝土圓形平板基礎，直徑26 m，板厚2.5 m，基礎埋深6 m。混凝土強度等級C25，地基承載力設計值200 kPa。

煙囪筒身：煙囪頂部標高120 m，±0.00處筒身外徑11.66 m，標高120 m處筒身外徑7.34 m，筒身厚度沿高度每10 m變化，±0.00處厚500 mm，標高115 m處150 mm。筒身混凝土采用C30，鋼筋采用HRB235，最大直徑25 mm。

隔熱層與內襯：鋼筋混凝土筒身內壁貼厚度50 mm石棉隔熱層，最內層為M5混合砂漿砌筑Mu10機制紅磚。

爬梯與平臺：原設計爬梯為從地面至頂均為直爬梯，在標高42 m設置信號平臺。環保改造后，地面至標高42 m平臺設置外樓梯通行。

設計地震設防烈度8度，標準風壓0.4 kPa。

2 現場檢查與測試

根據《工業建筑可靠性鑒定標準》[1]，進入現場檢測之前,通過查看和審閱設計、施工圖紙及有關的文件,對該檢測項目的有關情況做一個全面的了解。未發現該煙囪出現基礎不均勻沉降質量問題。

在標高42 m的信號平臺以上煙囪外筒體發現8道通到頂部的細小裂縫，目視裂縫寬度0.2 mm～0.3 mm，裂縫處有黑色析出物。另外爬梯和信號平臺局部有銹蝕現象。

結合現場勘查時提出了實體抽樣檢測意見，根據《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》[2]，并限于現場檢測條件，共抽取8個芯樣，結果如下：

鉆芯法檢測混凝土強度：1 m處抽取3個芯樣，混凝土抗壓強度分別為31.7 MPa,43.5 MPa,43.8MPa；7.5 m處抽取1個芯樣，混凝土抗壓強度為37.2 MPa；42 m處抽取4個芯樣，混凝土抗壓強度分別為31.2 MPa,39.1 MPa,34.4 MPa ,27.5MPa。

同時對煙囪內鋼筋直徑、間距、保護層厚度等進行了超聲探測。探測結果與設計圖紙基本相符合。

煙囪現場見圖1，圖2為煙囪裂縫析出物和鉆孔取樣情況。

3 檢測結果分析

依據鋼筋超聲探測和混凝土抽樣鉆芯檢測結果表明，該鋼筋混凝土煙囪的鋼筋工程基本符合設計圖紙要求進行了施工，混凝土強度達到設計要求。因此，該鋼筋混凝土煙囪能滿足結構安全方面的要求。

該煙囪42 m以上部分出現的豎向裂縫與混凝土受溫度影響收縮變形有關，對整體結構安全性未造成影響，但對耐久性有一定影響。

4 處理方法

1)對出現的豎向裂縫，建議進行壓力灌漿處理。

2)根據該煙囪使用性質的改變和筒身外壁腐蝕現狀，由于經濕法脫硫，煙氣濕度增加、溫度降低，煙氣極易在煙囪的內壁結露，煙氣中殘余的三氧化硫溶解后，形成腐蝕性很強的稀硫酸液，使腐蝕狀況進一步加劇。建議對煙囪內壁做整體防腐處理。

3)對爬梯和信號平臺銹蝕部位應徹底除銹，刷防銹漆，局部螺栓松動部位重新緊固。