工业环境混凝土结构耐久性问题不容忽视！

江西丰城发电厂三期扩建工程发生冷却塔施工平台坍塌特别重大事故，在第50节混凝土强度不足的情况下，违规拆除模板，致使筒壁混凝土失去模板支护，不足以承受上部荷载，筒壁混凝土和模架体系连续倾塌坠落，造成73人死亡、2人受伤，直接经济损失10197.2万元；

某钢厂轧钢车间使用32年后，两块预应力钢筋混凝土大型屋面板突然发生坠落，幸无人员伤亡，经分析，屋面板的脱落与其长期经受雨水作用和冷热、干湿循环，因而混凝土脱落、钢筋严重锈蚀密切相关；

某炼铁厂高炉平台建成使用9年，发生下渣沟平台垮塌事故，高炉被迫连续三天单边出铁，给安全、生产造成严重影响。经分析，平台混凝土结构采用普通混凝土，长期受高温作用、且上部荷载工况复杂，使用过程中出现过超载现象，各种因素综合作用下，导致平台垮塌；

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工业建筑混凝土结构耐久性问题的产生主要与以下几个方面有关 ： 1）结构的使用环境恶劣 ，腐蚀介质种类多、相态全、浓度高、腐蚀性强，局部温湿度高、干湿循环频率高、承受重载、动载、机械碰撞等作用（详见 工业环境环境混凝土结构耐久性修复 ）； 2）设计、施工阶段为了节约成本或设计不规范 ，忽视结构的耐久性问题，使得结构本身就未达到相关标准对耐久性的规定； 3）运维、管理不善 ，如使用过程超载等； 4）其他 ，如受到火灾等灾害影响、建筑材料本身的老化等。

产生耐久性问题的因素不同，其表现形式也各异，下面列举几个案例。

某锌电解车间混凝土平台为现浇混凝土框架结构，于2015年建成并投入使用。平台板上有四个电解池，四个电解池之间有走道板，平台板与走道板之间放置明流渠，明流渠内装有电解液。平台投入生产前，电解池底面及侧壁均铺设了玻璃钢进行防腐，走道板表面铺设了花岗岩，平台板底面及平台板下方梁、柱表面裸露，未采取防腐措施。

平台使用过程中发现腐蚀问题即停工修整，修整结束后再次投入使用，由于不断进行生产-停产修整-生产，至2018年鉴定时，平台实际使用时间约1年。此时可见平台腐蚀严重，平台板、梁、柱表面锈迹明显，个别平板下坠，设钢柱临时支撑。

经分析，产生腐蚀问题的 原因主要有几下几方面 ：

1） 设计、施工过程中未考虑耐久性问题， 因而混凝土强度、保护层厚度设计值均未达到规范要求、平台梁板柱均未做防腐措施。混凝土强度设计值为C25，梁柱保护层厚度设计值为25mm，保护层厚度设计值为20mm，未达到相应环境条件下耐久性设计要求。经现场检测，个别梁柱构件保护层厚度小于20mm，平台板下层钢筋网下沉，个别板保护层厚度小于10mm。

2） 运维、管理不善，使得明流渠中的电解液泄露到平台上 。经调查，电解液的主要成分为：Cl-:210~230g/L、Zn2+:16~17g/L、NH4+：75~85g/L，pH值3.8~4.5。检测结果表明，混凝土氯离子含量最高达到3%以上，平台使用三年，碳化深度最大即达到30mm，部分区域混凝土pH≈7， 电解液中的氯离子和酸性介质对混凝土的侵蚀是造成耐久性问题的重要因素 。

3） 环境作用 。生产过程中，电解液温度为50~60℃，且该厂房所在地区夏季温湿度较高，高温、高湿加速了腐蚀过程。

某炼铁厂烟道为钢筋混凝土箱型结构，正常使用状态下的烟道内会长时间通过高温气体（以下统称烟气），现场发现，烟道内壁混凝土混凝土大面积剥落、空鼓、钢筋普遍锈蚀、甚至锈断，结构耐久性损伤严重。

原因分析 ：经调查，正常使用状态下的烟道内通过的 高温烟气主要为SO 2 与SO 3 等 。对烟道内壁混凝土取样进行化学分析，结果显示烟道内壁混凝土的pH值约为6，硫酸根离子（SO 4 2-）含量超过40%，表明内壁混凝土受到酸性介质和硫酸盐的侵蚀。一方面，硫酸根离子与混凝土发生反应，腐蚀混凝土；另一方面，酸性介质使得混凝土pH值降低，钢筋表面钝化膜消失，钢筋锈蚀。在两者的共同作用下，烟道内壁混凝土耐久性问题严重。

某炼铁厂高炉平台为双层框排架结构，高炉基础混凝土在2.02标高以上为极限使用温度不小于800℃的耐热混凝土，其余位置采用普通混凝土。现场发现，混凝土平台板局部位置大面积剥落、钢筋锈蚀、外露，为保证结构安全，甲方已采用钢梁进行加固。

原因分析 ：经调查，混凝土剥落位置主要为上方 铁水沟和渣沟处 。现场调查显示，对应铁水沟和渣沟位置处 板底温度高达130~145℃ ，板底温度随着离铁水沟和渣沟距离的增大而降低，直至室温。由于高炉正在生产，无法获知平台板铁水沟和渣沟位置处上方温度和现状，平台板厚为250mm，参考类似项目分析结果，温度范围应在450℃以上。高温作用下，混凝土内部产生温度应力、混凝土与钢筋变形不协调，是引起平台板损伤的主要原因。

华北地区某冷却塔使用30年后暂停使用，现场检测发现，该塔人字柱及喉部以下区域露筋、锈蚀、混凝土剥落情况严重。

原因分析 ：该塔处于 北方寒冷地区 ，产生耐久性问题的主要原因为使用过程中 干湿交替、正负温交替 作用下，形成冰涨压力和渗透压力联合作用，使混凝土经过反复多次的冻融循环以后产生由表及里的剥蚀破坏、同时加速了钢筋锈蚀。

某高炉多座矿槽均为现浇钢筋混凝土结构，矿槽顶部标高22m、底部标高12.1m，矿槽内壁采用呋喃胶泥粘结的稀土压延微晶板作为内衬材料。在使用期间发现各矿槽内衬板存在不同程度的脱落现象，并致使仓内壁混凝土开始出现一定程度磨损，部分区域内壁有露筋现象，严重者导致钢筋磨断。

原因分析 ：现场调查发现，受到矿料冲击的内壁面及物料进出频繁的、物料比重大的矿槽压延微晶板脱落、混凝土及钢筋磨损严重。经调查分析，内衬层与混凝土基面的 粘结强度与设计值相差较大 ，导致微晶板脱落，混凝土裸露。另外，生产过程中，卸料时会对矿槽内壁产生 冲击和磨损 ，且矿料 温度较高 ，一方面加速微晶板的脱落，另一方面矿料将会直接磨损冲击内壁混凝土、磨出钢筋、直至磨断钢筋。

钢筋混凝土结构是工业建筑的主要结构形式之一，然而由于经济条件和认知水平的限制，很多工业建筑在建设时主要考虑结构安全，未考虑耐久性问题或对耐久性问题考虑不足，加之运维、管理不善，使得耐久性问题日益凸显，甚至影响结构安全。

耐久性问题已成为影响结构寿命的重要因素 。近些年，耐久性问题逐渐受到重视，很多新建结构如港珠澳大桥等在设计阶段即进行了耐久性设计。 在役建筑无法推倒重建，但其耐久性问题不容忽视 。工业建筑所处环境和使用状况不同，产生耐久性问题的原因也各不相同，管理方需加强意识，聘请专业人士分析耐久性问题产生的原因，从而提出针对性的解决方案。