儀征市工業區廠房質量安全檢測鑒定辦理

混凝土老化、鋼筋腐蝕：

鋼筋混凝土結構在使用若干年后,將有很多構件因環境因素而出現混凝土碳化、表面龜裂、甚至會出現大小不一的縱橫裂紋。這些現象輕則影響美觀,重則可危及到結構的安全和耐久。正確分析和防治混凝土碳化,處理好已形成的裂縫,對結構中的鋼筋銹蝕、病害將有一定的抑制作用。鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土結構及預應力混凝土結構的耐久性影響*大,其產生的主要原因有兩個:

一是外因,即周圍環境對結構有不良作用的介質(氣體、液體、固體) ,周期性的冷熱交替作用,凍融循環作用等;

二是內因,即混凝土的液相組成,再就是混凝土的后期養護等。工程調查發現,結構自身的某些狀態對其銹蝕的影響和人們的一些習慣認識并不完全一致,搞清楚各種環境中混凝土狀態對銹蝕的影響,以便采取不同的對策,提高鋼筋混凝土結構的耐久性是十分重要的。
2 　混凝土中鋼筋銹蝕的影響因素
溫、濕度對鋼筋銹蝕影響相對濕度對混凝土中鋼筋銹蝕有雙重作用,一方面影響混凝土中氧氣的擴散速度;另一方面則影響混凝土的電導率。存在一個鋼筋銹蝕速度*快的相對濕度。濕度不僅直接影響鋼筋的電化學銹蝕速度,還影響混凝土的碳化速度,從而間接地使鋼筋產生銹蝕。混凝土的濕度大時,其自由水含量高,對空氣的滲透性低,碳化慢,完全飽和的混凝土不可能碳化, 完全干燥(相對濕度不大于25 %) 的混凝土一般也不會碳化。根據實際調查和試驗分析,結果發現氣候比較干燥的地區,鋼筋銹蝕較慢,而常年多雨、干濕交替頻繁的地區銹蝕較快。在干燥的環境下,如室內的鋼筋混凝土結構,不僅碳化速度慢,碳化達到鋼筋表面,鋼筋也未發生銹蝕,大多數鋼筋混凝土結構構件處于干噪環境下,運行幾十年也未發生鋼筋銹蝕。而當結構構件處于濕度較大的環境下,尤其是處于干濕交替的環境或漏雨、滲水的部位,鋼筋銹蝕一般較快。混凝土中鋼筋的銹蝕速度與溫度成正比。如果在相對濕度為90 %的大氣中,從20～40 ℃,混凝土銹蝕面積率增大4 倍;從40～60 ℃,增大1 倍。不論增大多少,溫度升高均會加劇鋼筋的銹蝕。

混凝土的密實度及保護層厚度的影響混凝土對鋼筋的保護作用主要表現為:一是混凝土的高堿使鋼筋表面形成鈍化膜;二是保護層對外界腐蝕介質、氧氣及水分等滲入的阻止作用,后一種作用主要取決于混凝土密實度及保護層的厚度,而水灰比及養護條件對混凝土的密實度有很大影響。試驗表明,隨著水灰比的增大,混凝土的氧擴散系數及透氧量都明顯增長,水灰比愈大,鋼筋的銹蝕程度就愈重。混凝土保護層厚度是影響鋼筋銹蝕的另一個重要因素。在相同的環境下,保護層越厚,其完全碳化的時間就越長,鋼筋的銹蝕程度越輕。根據試驗資料分析,保護層厚度對鋼筋的影響系數為:Φa = a (1)式中,Φa 為鋼筋銹蝕厚度影響系數; a 為混凝土保護層厚度,mm。從式(1) 可見,保護層對鋼筋銹蝕的影響呈線性關系。鋼筋保護層厚度除了具有延長鋼筋開始銹蝕的時間外,增加保護層厚度還能提高混凝土抵抗鋼筋銹蝕膨脹引起混凝土開裂的能力。

1、混凝土強度及鋼筋位置檢測
混凝土的強度檢測一般采用鉆芯－回彈法進行檢測。一般要求回彈測試區域不得小于10個，鉆芯數量不得小于5個。鋼筋位置檢測一般采用混凝土鋼筋檢測儀來測點。根據混凝土的強度和鋼筋位置來綜合判斷構件是否還滿足設計要求。
2、結構耐久性檢測
（1）鋼筋保護層厚度的測定。有兩種方法：現場抽樣；采用鋼筋測定儀檢測。現場抽樣一般在工程現場鑿去混凝土構件上局部位置保護層，直接量測鋼筋位置及保護層厚度。若要對構件鋼筋位置及保護層厚度作全面檢測，則需要采用儀器測定。鋼筋測定儀檢測時將測定儀探頭長向與構件中鋼筋方向平行，進行橫穿式掃描。當掃描至鋼筋位置處，測定儀會發出*強信號，并顯示保護層厚度讀數。
（2) 混凝土碳化深度。用合適的工具在混凝土構件表面形成直徑為15mm的孔洞，清除孔中的粉末和碎屑后(不能用液體沖洗孔洞)，立即用1%的酚酞溶液滴在孔洞內壁的邊緣處，稍等片刻后用游標卡尺測量不變色的深度若干次，**到0.5mm。
（3) 鋼筋銹蝕程度。采用直觀檢查法、局部破損法和自然電位法三種方法測試。直觀檢查法即觀察混凝土構件表面有無銹痕、是否有順筋裂縫，可根據順筋裂縫的長度和寬度估算鋼筋的銹蝕程度。局部破損法即敲掉混凝土保護層構件的保護層，露出鋼筋，直接用游標卡尺測量銹層厚度、鋼筋剩余直徑、腐性坑的長度、深度等。自然電位法是一種無損檢測方法。測定鋼筋與周圍介質所形成的穩定電位，電位大小能反映出鋼筋狀態。當鋼筋處于銹觸狀態時，自然電位負向增大，可據此作初步定性判斷。

1 工程概況及荷載情況
磨浮車間由兩部分組成,一部分為多跨不等高的單層工業廠房,另一部分為2+4連體粉礦倉。車間廠房吊車均為設備檢修所用,布置情況如下:BC跨,原設計1臺1噸梁式吊車,現為兩臺梁式吊車,*大起重量分別為3噸、5噸；CD跨原設計在屋架下掛1噸電動葫蘆,現改造為兩臺梁式吊車*大起重量為5噸；EF跨原為一臺50/10噸橋式起重機,現另增加1臺15/5噸橋式起重機。
2 廠房主要構件的現場病害調查
2.1 柱
鑒定范圍內的柱有A列磚柱、B列、C列矩形截面柱、D(E)列、F列雙肢柱、山墻抗風柱以及后期改造的鋼柱。
2.2 吊車梁
現場調查發現目前吊車數量和*大起重量與原設計有所變化:BC跨吊車原設計為1臺1噸梁式吊車,現實際為兩臺梁式吊車,*大起重量分別為3噸、5噸；CD跨原設計在屋架下掛1噸電動葫蘆吊,現改造后,在原平臺牛腿上支撐兩
臺梁式吊車,*大起重量均為5噸；EF跨原為一臺50/10噸橋式起重機,現另增加一臺15/5噸橋式起重機。
2.3 屋架
檢測范圍內BC跨和CD跨原建廠房屋架為鋼-砼組合三角形屋架,形式簡潔,受力明確。檢測發現,受天溝滲漏影響,屋架鋼支座出現不同程度的銹蝕。
2.4 平臺
廠房內各跨均有平臺,除AB跨平臺外,其他三跨有平臺柱,平臺梁與廠房柱簡支連接,混凝土平臺梁板柱均現澆施工。
2.5 結構布置、構造及支撐
(1)結構布置。磨浮廠房為單層多跨不等高排架結構,屋蓋為有檁體系,廠房平面基本規整,豎向傳力路徑明確。(2)構造措施。檢測發現,廠房結構構造存在缺陷:混凝土柱*無剛性系桿,對縱向傳力不利。在多次改造后,形成一些薄弱點。(3)柱間支撐。廠房設置有柱間支撐,下柱支撐為雙片交叉支撐,主肢、綴條均為角鋼。 (4)屋蓋支撐。廠房屋架形式為三角形,屋蓋為有檁體系,橫向交叉撐與檁條共同形成屋蓋的支撐系統。
3 混凝土強度和碳化深度的測試
本次采用回彈法和鉆芯法綜合評定柱子混凝土強度。由于D(E)列、F列雙肢柱截面偏小,安全起見,僅在線柱鉆芯取芯試驗,并與回彈法測試值進行對比評定。

4 主要構件承載力驗算
4.1 柱
經驗算,B列下柱和C列上柱的承載力不滿足要求,承載力子項等級為c級。其他柱的承載力滿足要求,承載力子項等級為a級。經手工驗算,A線磚壁柱承載力R/(γo·S)大于0.95,基本滿足要求,承載力子項等級可評為b級。
4.2 吊車梁
(1)BC跨吊車梁。由于BC跨吊車布置和原設計不甚相同,按照BC跨按照原設計1臺*大起重量1噸的單梁電葫蘆吊車小于0.87,承載力嚴重不滿足要求,承載力子項等級為d級。在使用中要限制起吊量。經計算,合理的*大起吊重量為2噸,且兩臺吊車不能在同一柱距內作業。(2) CD跨吊車梁。CD跨吊車梁為后改造鋼梁,經計算評估,其承載力滿足要求,承載力子項等級可評為b級。(3)EF跨吊車梁。EF跨吊車梁為標準圖設計,單臺50噸吊車作用下主要驗算項目的R/(γo·
S)在0.95～1.05間,承載力子項等級可評為b級。
4.3 屋架
經計算,9m、12m跨度鋼-砼屋架承載力滿足要求,承載力子項等級為b級。21m鋼屋架的下弦端部節間承載力不滿足要求,承載力子項等級為c級,考慮廠房柱約束作用,承載力基本滿足要求。從長期使用角度,21m鋼屋架桿件壁厚較小(t=2～3mm),安全儲備偏低。
5 廠房或區段性鑒定評級
廠房結構包括承重系統、圍護系統和結構布置與支撐系統,性鑒定是從結構構件的承載能力、連接構造、破損、變形等方面評定各類結構構件的性等級,再評定承重系統的性等級,再結合鑒定單元的結構布置、支撐系統、圍護系統并考慮耐久性評定整個鑒定單元的性等級。經綜合評價該磨浮車間廠房評定為三
6 加固、維修處理措施
根據以上調查、計算、檢測發現的問題,該廠房有關構件的安全性和耐久性都出現了很多問題,必須具體分析采取必要的加固維修措施。
(1)廠房柱、吊車梁的加固維修:此次安全調查計算分析表明, B列下柱C列上柱和BC跨吊車梁存在安全系數偏低的狀況,應采取加固措施。(2)平臺梁與設備梁的加固:調查發現,個別螺旋分級機設備支架梁出現橫向及縱向開裂裂縫,且震動較大,考慮到梁體潮濕,環境惡劣等因素,加固中采用鋼管柱支撐設備梁和對開裂部位采取壓漿灌縫的補強措施。(3)平臺的耐久性維修:平臺梁板,特別是下部混凝土保護層脫落,鋼筋銹蝕嚴重,采用聚合物砂漿進行修復。