仪征市工业区厂房质量安全检测鉴定办理
混凝土老化、钢筋腐蚀：
钢筋混凝土结构在使用若干年后,将有很多构件因环境因素而出现混凝土碳化、表面龟裂、甚至会出现大小不一的纵横裂纹。这些现象轻则影响美观,重则可危及到结构的安全和耐久。因此,正确分析和防治混凝土碳化,处理好已形成的裂缝,对结构中的钢筋锈蚀、病害将有一定的抑制作用。钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的耐久性影响*大,其产生的主要原因有两个:
一是外因,即周围环境对结构有不良作用的介质(气体、液体、固体) ,周期性的冷热交替作用,冻融循环作用等;
二是内因,即混凝土的液相组成,再就是混凝土的后期养护等。工程调查发现,结构自身的某些状态对其锈蚀的影响和人们的一些习惯认识并不完全一致,所以搞清楚各种环境中混凝土状态对锈蚀的影响,以便采取不同的对策,提高钢筋混凝土结构的耐久性是十分重要的。
2 混凝土中钢筋锈蚀的影响因素
温、湿度对钢筋锈蚀影响相对湿度对混凝土中钢筋锈蚀有双重作用,一方面影响混凝土中氧气的扩散速度;另一方面则影响混凝土的电导率。因此存在一个钢筋锈蚀速度*快的相对湿度。湿度不仅直接影响钢筋的电化学锈蚀速度,而且还影响混凝土的碳化速度,从而间接地使钢筋产生锈蚀。混凝土的湿度大时,其自由水含量高,对空气的渗透性低,碳化慢,完全饱和的混凝土不可能碳化,
但是完全干燥(相对湿度不大于25 %)
的混凝土一般也不会碳化。根据实际调查和试验分析,结果发现气候比较干燥的地区,钢筋锈蚀较慢,而常年多雨、干湿交替频繁的地区锈蚀较快。在干燥的环境下,如室内的钢筋混凝土结构,不仅碳化速度慢,而且即使碳化达到钢筋表面,钢筋也未发生锈蚀,大多数钢筋混凝土结构构件处于干噪环境下,运行几十年也未发生钢筋锈蚀。而当结构构件处于湿度较大的环境下,尤其是处于干湿交替的环境或漏雨、渗水的部位,钢筋锈蚀一般较快。混凝土中钢筋的锈蚀速度与温度成正比。如果在相对湿度为90
%的大气中,从20～40 ℃,混凝土锈蚀面积率增大4 倍;从40～60 ℃,增大1 倍。不论增大多少,温度升高均会加剧钢筋的锈蚀。
混凝土的密实度及保护层厚度的影响混凝土对钢筋的保护作用主要表现为:一是混凝土的高碱使钢筋表面形成钝化膜;二是保护层对外界腐蚀介质、氧气及水分等渗入的阻止作用,后一种作用主要取决于混凝土密实度及保护层的厚度,而水灰比及养护条件对混凝土的密实度有很大影响。试验表明,随着水灰比的增大,混凝土的氧扩散系数及透氧量都明显增长,因此水灰比愈大,钢筋的锈蚀程度就愈重。混凝土保护层厚度是影响钢筋锈蚀的另一个重要因素。在相同的环境下,保护层越厚,其完全碳化的时间就越长,钢筋的锈蚀程度越轻。根据试验资料分析,保护层厚度对钢筋的影响系数为:Φa = a (1)式中,Φa 为钢筋锈蚀厚度影响系数; a 为混凝土保护层厚度,mm。从式(1) 可见,保护层对钢筋锈蚀的影响呈线性关系。钢筋保护层厚度除了具有延长钢筋开始锈蚀的时间外,增加保护层厚度还能提高混凝土抵抗钢筋锈蚀膨胀引起混凝土开裂的能力。
1、混凝土强度及钢筋位置检测
混凝土的强度检测一般采用钻芯－回弹法进行检测。一般要求回弹测试区域不得小于10个，钻芯数量不得小于5个。钢筋位置检测一般采用混凝土钢筋检测仪来测点。根据混凝土的强度和钢筋位置来综合判断构件是否还满足设计要求。
2、结构耐久性检测
（1）钢筋保护层厚度的测定。有两种方法：现场抽样；采用钢筋测定仪检测。现场抽样一般在工程现场凿去混凝土构件上局部位置保护层，直接量测钢筋位置及保护层厚度。若要对构件钢筋位置及保护层厚度作全面检测，则需要采用仪器测定。钢筋测定仪检测时将测定仪探头长向与构件中钢筋方向平行，进行横穿式扫描。当扫描至钢筋位置处，测定仪会发出*强信号，并显示保护层厚度读数。
（2) 混凝土碳化深度。用合适的工具在混凝土构件表面形成直径为15mm的孔洞，清除孔中的粉末和碎屑后(不能用液体冲洗孔洞)，立即用1%的酚酞溶液滴在孔洞内壁的边缘处，稍等片刻后用游标卡尺测量不变色的深度若干次，**到0.5mm。
（3)
钢筋锈蚀程度。采用直观检查法、局部破损法和自然电位法三种方法测试。直观检查法即观察混凝土构件表面有无锈痕、是否有顺筋裂缝，可根据顺筋裂缝的长度和宽度估算钢筋的锈蚀程度。局部破损法即敲掉混凝土保护层构件的保护层，露出钢筋，直接用游标卡尺测量锈层厚度、钢筋剩余直径、腐性坑的长度、深度等。自然电位法是一种无损检测方法。测定钢筋与周围介质所形成的稳定电位，电位大小能反映出钢筋状态。当钢筋处于锈触状态时，自然电位负向增大，可据此作初步定性判断。
1 工程概况及荷载情况
磨浮车间由两部分组成,一部分为多跨不等高的单层工业厂房,另一部分为2+4连体粉矿仓。车间厂房吊车均为设备检修所用,布置情况如下:BC跨,原设计1台1吨梁式吊车,现为两台梁式吊车,*大起重量分别为3吨、5吨；CD跨原设计在屋架下挂1吨电动葫芦,现改造为两台梁式吊车*大起重量为5吨；EF跨原为一台50/10吨桥式起重机,现另增加1台15/5吨桥式起重机。
2 厂房主要构件的现场病害调查
2.1 柱
鉴定范围内的柱有A列砖柱、B列、C列矩形截面柱、D(E)列、F列双肢柱、山墙抗风柱以及后期改造的钢柱。
2.2 吊车梁
现场调查发现目前吊车数量和*大起重量与原设计有所变化:BC跨吊车原设计为1台1吨梁式吊车,现实际为两台梁式吊车,*大起重量分别为3吨、5吨；CD跨原设计在屋架下挂1吨电动葫芦吊,现改造后,在原平台牛腿上支撑两
台梁式吊车,*大起重量均为5吨；EF跨原为一台50/10吨桥式起重机,现另增加一台15/5吨桥式起重机。
2.3 屋架
检测范围内BC跨和CD跨原建厂房屋架为钢-砼组合三角形屋架,形式简洁,受力明确。检测发现,受天沟渗漏影响,屋架钢支座出现不同程度的锈蚀。
2.4 平台
厂房内各跨均有平台,除AB跨平台外,其他三跨有平台柱,平台梁与厂房柱简支连接,混凝土平台梁板柱均现浇施工。
2.5 结构布置、构造及支撑
(1)结构布置。磨浮厂房为单层多跨不等高排架结构,屋盖为有檩体系,厂房平面基本规整,竖向传力路径明确。(2)构造措施。检测发现,厂房结构构造存在缺陷:混凝土柱*无刚性系杆,对纵向传力不利。在多次改造后,形成一些薄弱点。(3)柱间支撑。厂房设置有柱间支撑,下柱支撑为双片交叉支撑,主肢、缀条均为角钢。
(4)屋盖支撑。厂房屋架形式为三角形,屋盖为有檩体系,横向交叉撑与檩条共同形成屋盖的支撑系统。
3 混凝土强度和碳化深度的测试
本次采用回弹法和钻芯法综合评定柱子混凝土强度。由于D(E)列、F列双肢柱截面偏小,安全起见,仅在线柱钻芯取芯试验,并与回弹法测试值进行对比评定。
4 主要构件承载力验算
4.1 柱
经验算,B列下柱和C列上柱的承载力不满足要求,承载力子项等级为c级。其他柱的承载力满足要求,承载力子项等级为a级。经手工验算,A线砖壁柱承载力R/(γo·S)大于0.95,基本满足要求,承载力子项等级可评为b级。
4.2 吊车梁
(1)BC跨吊车梁。由于BC跨吊车布置和原设计不甚相同,按照BC跨按照原设计1台*大起重量1吨的单梁电葫芦吊车小于0.87,承载力严重不满足要求,承载力子项等级为d级。因此在使用中要限制起吊量。经计算,合理的*大起吊重量为2吨,且两台吊车不能同时在同一柱距内作业。(2)
CD跨吊车梁。CD跨吊车梁为后改造钢梁,经计算评估,其承载力满足要求,承载力子项等级可评为b级。(3)EF跨吊车梁。EF跨吊车梁为标准图设计,单台50吨吊车作用下主要验算项目的R/(γo·
S)在0.95～1.05间,承载力子项等级可评为b级。
4.3 屋架
经计算,9m、12m跨度钢-砼屋架承载力满足要求,承载力子项等级为b级。21m钢屋架的下弦端部节间承载力不满足要求,承载力子项等级为c级,考虑厂房柱约束作用,承载力基本满足要求。从长期使用角度,21m钢屋架杆件壁厚较小(t=2～3mm),安全储备偏低。
5 厂房或区段性鉴定评级
厂房结构包括承重系统、围护系统和结构布置与支撑系统,性鉴定是从结构构件的承载能力、连接构造、破损、变形等方面评定各类结构构件的性等级,然后再评定承重系统的性等级,再结合鉴定单元的结构布置、支撑系统、围护系统并考虑耐久性评定整个鉴定单元的性等级。经综合评价该磨浮车间厂房评定为三
6 加固、维修处理措施
根据以上调查、计算、检测发现的问题,该厂房有关构件的安全性和耐久性都出现了很多问题,必须具体分析采取必要的加固维修措施。
(1)厂房柱、吊车梁的加固维修:此次安全调查计算分析表明,
B列下柱C列上柱和BC跨吊车梁存在安全系数偏低的状况,应采取加固措施。(2)平台梁与设备梁的加固:调查发现,个别螺旋分级机设备支架梁出现横向及纵向开裂裂缝,且震动较大,考虑到梁体潮湿,环境恶劣等因素,加固中采用钢管柱支撑设备梁和对开裂部位采取压浆灌缝的补强措施。(3)平台的耐久性维修:平台梁板,特别是下部混凝土保护层脱落,钢筋锈蚀严重,采用聚合物砂浆进行修复。