某钢铁公司120 m钢筋混凝土烟囱裂缝分析与处理

孟 凡 昌

(唐山宏达房地产开发有限公司，河北 唐山 063000)

0 引言

钢筋混凝土烟囱从19世纪后期开始应用。与砖烟囱相比它具有耐久、轻型、造型美观、抗震性能好以及建成后一般不需维修等优点。20世纪60年代自动液压滑模施工方法使钢筋混凝土烟囱的施工工艺大为简化，加快了钢筋混凝土烟囱的发展与应用。目前,世界上除日本以外,90%以上的高烟囱都是钢筋混凝土烟囱,我国也是如此,特别是超过100 m的烟囱全都是钢筋混凝土烟囱。

随着20世纪90年代开始的唐山市钢铁行业大发展，该地区涌现了大量钢筋混凝土烟囱。当前我国对环境保护的意识和政策越来越严格，前期建设的干式脱硫钢筋混凝土烟囱也普遍改造为满足更加严格排放标准的湿式脱硫工艺。工艺的改变对钢筋混凝土烟囱的抗耐久性提出了进一步的挑战。

1 工程概况

唐山某钢铁企业集团有限公司198 m2烧结机工程120 m钢筋混凝土烟囱位于唐山市丰南区小集镇工业园区唐山某钢铁企业集团有限公司院内，该烟囱建于2008年。该烟囱原设计使用要求为排放干式烟气。由于环保要求，于2017年改造为排放湿法脱硫烟气。在改造完成投入使用2月～3月后，发现烟囱出现裂缝，并有黑色析出物等问题。

烟囱基础：基础采用钢筋混凝土圆形平板基础，直径26 m，板厚2.5 m，基础埋深6 m。混凝土强度等级C25，地基承载力设计值200 kPa。

烟囱筒身：烟囱顶部标高120 m，±0.00处筒身外径11.66 m，标高120 m处筒身外径7.34 m，筒身厚度沿高度每10 m变化，±0.00处厚500 mm，标高115 m处150 mm。筒身混凝土采用C30，钢筋采用HRB235，最大直径25 mm。

隔热层与内衬：钢筋混凝土筒身内壁贴厚度50 mm石棉隔热层，最内层为M5混合砂浆砌筑Mu10机制红砖。

爬梯与平台：原设计爬梯为从地面至顶均为直爬梯，在标高42 m设置信号平台。环保改造后，地面至标高42 m平台设置外楼梯通行。

设计地震设防烈度8度，标准风压0.4 kPa。

2 现场检查与测试

根据《工业建筑可靠性鉴定标准》[1]，进入现场检测之前,通过查看和审阅设计、施工图纸及有关的文件,对该检测项目的有关情况做一个全面的了解。未发现该烟囱出现基础不均匀沉降质量问题。

在标高42 m的信号平台以上烟囱外筒体发现8道通到顶部的细小裂缝，目视裂缝宽度0.2 mm～0.3 mm，裂缝处有黑色析出物。另外爬梯和信号平台局部有锈蚀现象。

结合现场勘查时提出了实体抽样检测意见，根据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》[2]，并限于现场检测条件，共抽取8个芯样，结果如下：

钻芯法检测混凝土强度：1 m处抽取3个芯样，混凝土抗压强度分别为31.7 MPa,43.5 MPa,43.8MPa；7.5 m处抽取1个芯样，混凝土抗压强度为37.2 MPa；42 m处抽取4个芯样，混凝土抗压强度分别为31.2 MPa,39.1 MPa,34.4 MPa ,27.5MPa。

同时对烟囱内钢筋直径、间距、保护层厚度等进行了超声探测。探测结果与设计图纸基本相符合。

烟囱现场见图1，图2为烟囱裂缝析出物和钻孔取样情况。

3 检测结果分析

依据钢筋超声探测和混凝土抽样钻芯检测结果表明，该钢筋混凝土烟囱的钢筋工程基本符合设计图纸要求进行了施工，混凝土强度达到设计要求。因此，该钢筋混凝土烟囱能满足结构安全方面的要求。

该烟囱42 m以上部分出现的竖向裂缝与混凝土受温度影响收缩变形有关，对整体结构安全性未造成影响，但对耐久性有一定影响。

4 处理方法

1)对出现的竖向裂缝，建议进行压力灌浆处理。

2)根据该烟囱使用性质的改变和筒身外壁腐蚀现状，由于经湿法脱硫，烟气湿度增加、温度降低，烟气极易在烟囱的内壁结露，烟气中残余的三氧化硫溶解后，形成腐蚀性很强的稀硫酸液，使腐蚀状况进一步加剧。建议对烟囱内壁做整体防腐处理。

3)对爬梯和信号平台锈蚀部位应彻底除锈，刷防锈漆，局部螺栓松动部位重新紧固。