周建英，申 鵬

（唐山三友化工工程設(shè)計有限公司，河北豐南 063305）

制堿企業(yè)中建、構(gòu)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(shè)計有限公司，河北豐南 063305）

純堿生產(chǎn)企業(yè)中許多建筑物、構(gòu)筑物都發(fā)生了不同程度的結(jié)構(gòu)破壞。這些破壞表現(xiàn)形式不一，形成原因也不盡相同，但都嚴(yán)重威脅著企業(yè)的安全和生產(chǎn)，應(yīng)該引起我們的高度重視。

制堿企業(yè)；破壞原因；防腐；加固

上世紀(jì)70～80年代，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，大力發(fā)展基礎(chǔ)化工工業(yè)，全國范圍內(nèi)上馬了一批大規(guī)模的制堿企業(yè)，如唐山三友集團(tuán)（原唐山堿廠）、山東海化集團(tuán)等，都是這一時期興建的?？傮w規(guī)劃考慮到資源配置、發(fā)展戰(zhàn)略等因素，這些企業(yè)大多沿海建設(shè)，靠近原材料的產(chǎn)地。

由于建廠時間長，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，近些年來發(fā)現(xiàn)純堿生產(chǎn)企業(yè)中許多建筑物、構(gòu)筑物都發(fā)生了不同程度的結(jié)構(gòu)破壞。這些破壞表現(xiàn)形式不一，形成原因也不盡相同，但都嚴(yán)重威脅著企業(yè)的安全和生產(chǎn)，應(yīng)該引起我們的高度重視。下面筆者對制堿企業(yè)中建、構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)破壞的成因及其防治方法進(jìn)行分析。

1 外部環(huán)境引起的耐久性破壞

1.1 成因

制堿企業(yè)多建造于沿海，屬于海洋性氣候，結(jié)構(gòu)大多暴露在海洋氯化物環(huán)境中，尤其是北方地區(qū)，還長期經(jīng)受凍融循環(huán)。地下水的腐蝕性對基礎(chǔ)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(huán)境下，應(yīng)該考慮混凝土中的堿－骨料反應(yīng)、鈣礬石延遲反應(yīng)和軟水對混凝土的溶蝕。

1.2 表現(xiàn)形式

環(huán)境腐蝕引起的耐久性破壞主要表現(xiàn)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)層開裂、剝落；鋼筋的外露、銹蝕；鋼結(jié)構(gòu)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(fā)生，初始設(shè)計階段，我們就應(yīng)該加大重視，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行防腐、抗凍融等處理，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。現(xiàn)在應(yīng)用的主要方法有：①摻添加劑：在混凝土中摻入抗?jié)B、防腐等添加劑，尤其是基礎(chǔ)混凝土中，對結(jié)構(gòu)的防腐性能有較大提高?？稍诨A(chǔ)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(yán)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(nèi)。③增大保護(hù)層厚度，現(xiàn)行的《混凝土耐久性規(guī)范》對結(jié)構(gòu)在各種環(huán)境類別中的最小保護(hù)層厚度做出了嚴(yán)格的要求和劃分。在制堿企業(yè)這種腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境中，適當(dāng)增加混凝土保護(hù)層的厚度，對提高構(gòu)件的耐久性，延緩內(nèi)部鋼筋的腐蝕，有很大作用。

對于已經(jīng)建成并使用了多年的建、構(gòu)筑物，大多已經(jīng)發(fā)生破壞。必須對結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期的檢查，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，控制裂縫，定期給結(jié)構(gòu)重新做防腐，必要時還需要進(jìn)行強(qiáng)度檢測和加固。目前我單位主要應(yīng)用的防腐措施有：①環(huán)氧酶瀝青防腐涂料，多用于地下結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)防腐。②XW－系列防腐涂料，其中XW－3308、XW－3309用于混凝土結(jié)構(gòu)防腐涂刷；XW－1000用于鋼結(jié)構(gòu)工程防腐涂刷。不論是哪種防腐涂料，都應(yīng)該特別注意施工細(xì)節(jié)，涂料的成膜厚度，涂刷的道數(shù)，間隔時間等都對最后質(zhì)量有很大影響。

2 設(shè)備動力荷載長期作用引起的破壞

2.1 成因

純堿生產(chǎn)企業(yè)中主要的設(shè)備有揮氨塔、涼水塔、碳化塔等各種塔體，離心機(jī)、旋風(fēng)分離器、重型吊車等各種動力設(shè)備。其中較多設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行的過程中都會產(chǎn)生較大的振動，這種荷載長期反復(fù)作用，對結(jié)構(gòu)造成了一定的破壞。

2.2 表現(xiàn)形式

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

2.3 防治方法

為了減少和消除設(shè)備振動對結(jié)構(gòu)的影響，可增加減震器。目前所應(yīng)用的減震器主要分為質(zhì)量減震器和擺式減震器兩種。設(shè)備與基礎(chǔ)之間改變固接的方式，使相互之間能發(fā)生相對運(yùn)動。

3 擴(kuò)建、加荷引起的結(jié)構(gòu)破壞

3.1 成因

隨著我國工業(yè)的發(fā)展，純堿需求量的不斷擴(kuò)大，各大堿廠都不斷的擴(kuò)充自己的生產(chǎn)規(guī)模。我廠已從建廠初期的計劃年產(chǎn)量60萬t，逐步擴(kuò)建到了現(xiàn)在的年產(chǎn)量200萬t，并計劃繼續(xù)增加產(chǎn)能。企業(yè)的不斷擴(kuò)建，隨之而來就是大批廠房、生產(chǎn)車間的新建，大量新加設(shè)備的投入使用。這些擴(kuò)建項目有的利用廠區(qū)的規(guī)劃閑置土地，有的由于用地條件或生產(chǎn)工藝的限制，則必須利用老的建筑結(jié)構(gòu)，進(jìn)行接跨、加層、甚至在原有結(jié)構(gòu)上直接增加新的設(shè)備基礎(chǔ)。

表現(xiàn)形式：如果新加設(shè)備的荷載在原有設(shè)計的范圍之內(nèi)，例如許多原來廠房的設(shè)計，在設(shè)計之初就考慮了結(jié)構(gòu)會承受較大的可變荷載，現(xiàn)新加設(shè)備和基礎(chǔ)增加了恒荷載，但也相應(yīng)減少了此部分活荷載出現(xiàn)的概率，可以經(jīng)過嚴(yán)格的計算分析，來確保結(jié)構(gòu)的安全。但多數(shù)情況下，新加荷載都超過了原設(shè)計的允許范圍，這在結(jié)構(gòu)設(shè)計中是絕對不允許的，必須采取措施，來增大原有結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，以滿足結(jié)構(gòu)承載能力的要求。

3.2 措施方法

在荷載超過原有結(jié)構(gòu)承載能力時，我們通常采用加固的方法，來提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。加固前應(yīng)先對原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)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(jìn)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(gòu)件的截面面積，已達(dá)到提高承載力和構(gòu)件剛度的目的，優(yōu)點(diǎn)有長期的使用經(jīng)驗、施工簡單、適用性強(qiáng)。缺點(diǎn)是采用濕法作業(yè)，施工周期長。適用于梁、柱、墻、板等一般構(gòu)件的加固，特別是原軸壓比明顯偏高，原截面明顯偏小的構(gòu)件。

②外粘碳纖維法：用碳纖維等復(fù)合材料粘貼于構(gòu)件的受拉部位，以提高構(gòu)件受彎、受剪及混凝土的受壓承載力。優(yōu)點(diǎn)是輕質(zhì)簡便，施工容易，缺點(diǎn)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(gòu)件角部或表面的加固方法。優(yōu)點(diǎn)是受力可靠，可明顯的提高結(jié)構(gòu)的受力性能。施工簡便，對使用空間影響小。缺點(diǎn)是外露鋼構(gòu)件需進(jìn)行防火防腐處理。適用于梁、柱及框架節(jié)點(diǎn)加固。

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

［1］ 中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所.08SG311－2：混凝土結(jié)構(gòu)加固改造構(gòu)造［M］.北京：中國計劃出版社，2008

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