某車間腐蝕后損傷分析及修復建議

黃鵬宇，胡佳梁 （蘇州市建設工程質量檢測中心有限公司，江蘇 蘇州 215129）

0 前言

鋼筋混凝土框架結構是一種廣泛使用的建筑結構形式，在使用過程中普遍存在改變原有的使用功能的現象，此類改動有可能會導致結構損傷、增加荷載以及混凝土侵蝕等問題[1-2]。

本文將以蘇州某廠房為例，通過現場對受侵蝕的混凝土結構進行檢測，分析該建筑物結構受侵蝕的影響，為該建筑物后續的處理修復提供依據。

1 工程概況

蘇州某車間位于一幢四層鋼筋混凝土框架結構建筑物的三層。該建筑物屬于既有工業建筑，約建于2007年，采用現澆混凝土梁、柱及樓板。該建筑物原使用功能為生產車間，混凝土環境類別為一類。生產線排放出的含有三氯化鐵、液堿、脫機水（含酸、含堿）等帶有侵蝕性的液體存在滲漏現象，生產區域內未設置隔離及防滲措施，導致侵蝕性液體對相應區域的混凝土結構產生侵蝕及開裂等現象。

為了解該建筑物主體結構受侵蝕影響程度，明確的主體結構安全性及耐久性，需對該棟建筑物受影響部分進行現場檢測及分析工作，為后期處理提供依據。

2 現場調查

經現場調查發現：該建筑物三層結構軸線范圍1～4×A～E多處出現樓板滲漏及混凝土構件侵蝕現象。侵蝕性液體漫流至樓板后，并沿墻梁縫隙及梁板縫隙滲漏，造成該樓層三層板部分區域存在明顯滲漏、混凝土構件侵蝕及開裂現象。

圖1 建筑物外立面侵蝕現狀

圖2 板底滲漏，鋼筋銹蝕，出現裂縫

圖3 板底滲漏，鋼筋銹蝕，出現裂縫

圖4 梁頂出現滲漏

圖5 該建筑物三層結構布置圖

通過整理影響部位數據發現：混凝土滲漏處主要集中于梁與板、梁與墻交界處縫隙及樓板裂縫處。滲漏處為多種不同顏色結晶物，沿裂縫呈擴散狀附著在混凝土表面，內側及裂縫周邊主要為灰色或鐵銹紅色，外側為灰白色。混凝土裂縫主要為順筋裂縫，沿鋼筋方向發展，局部樓板支座處出現放射狀裂縫，但并未延伸至板中央。滲漏影響區外混凝土構件外觀狀況良好。

3 現場檢測

為了解滲漏及開裂對混凝土結構的影響，對現場滲漏區域進行現場檢測工作。主要檢測項目為混凝土構件受影響層厚度、混凝土強度及混凝土板板底裂縫寬度。

3.1 混凝土受影響層厚度檢測

3.1.1 碳化深度法檢測

依據《混凝土結構現場檢測技術標準》（GB/T 50784-2013）[4]，采用酒精酚酞試劑檢測板底區域混凝土碳化深度，檢測結果如表1所示。

圖6 三層板板底外觀缺陷調查示意圖（陰影部分為存在明顯外觀缺陷的范圍）

板底混凝土碳化深度檢測結果 表1

經檢測，70%的混凝土板碳化深度大于15mm，而板類構件鋼筋保護層設計厚度為15mm，即所檢區域的板構件混凝土碳化深度基本已達到鋼筋埋深。

3.1.2 取樣檢測

對影響區內混凝土構件進行鉆芯取樣，采用濕潤深度法（圖7），并結合碳化深度法（圖8）檢測樣品混凝土性能受影響層厚度，檢測結果如表2。

圖7 濕潤深度法檢測效果

樣品混凝土性能受影響層厚度檢測結果 表2

經檢測：2/3的混凝土板構件的受影響層厚度大于15mm，與碳化深度法檢測結果相近。混凝土梁類構件受影響層厚度檢測結果也大于或接近梁類構件鋼筋保護層的設計厚度20mm。

結合碳化深度檢測數據可知，所檢區域內的混凝土構件土影響層深度已達到或接近鋼筋埋深，混凝土基本失去對鋼筋的保護作用。

3.2 混凝土強度檢測

依據《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》（JGJ/T384-2016）[5]，本文通過鉆芯法對構件混凝土抗壓強度進行檢測，切除芯樣受損傷層，檢測結果如表3所示。

經檢測：所檢構件的混凝土強度均達到該建筑物混凝土的設計強度等級C30。混凝土性能未受到明顯影響，滿足原結構設計要求。

3.3 板底裂縫寬度檢測

依據《混凝土結構現場檢測技術標準》（GB/T 50784-2013）本文采用裂縫測寬儀對板底裂縫寬度進行檢測，檢測結果如表4。

經檢測，該結構混凝土板裂縫寬度為 0.08～0.26mm，最大裂縫寬度為0.26mm，參考《工業建筑防腐蝕設計標準》（GB/T 50046-2018）[6]中對鋼筋混凝土結構構件的最大裂縫寬度允許值相關規定，位于強腐蝕環境下的鋼筋混凝土結構，其最大裂縫寬度允許值為0.15mm，所檢混凝土板裂縫中有4塊混凝土板裂縫寬度0.15mm，8塊板裂縫寬度為0.12～0.14mm，以上構件占所檢構件的93%。

3.4 檢測結果總結及分析

圖8 碳化深度法檢測效果

混凝土強度檢測結果 表3

板底裂縫寬度檢測結果 表4

綜合以上檢測數據及相關信息可知：在生產過程中，由于未設置相關防滲保護措施，具有侵蝕性的污水沿混凝土樓板與外墻及梁之間的縫隙以及混凝土樓板本身的裂縫滲漏進混凝土內部。侵蝕性液體流至混凝土內部后對混凝土產生侵蝕作用。同時，滲漏進混凝土內部的污水對鋼筋表面鈍化層產生破壞作用，銹蝕混凝土內部鋼筋。鋼筋銹蝕產生鐵銹體積增大，混凝土隨之發生銹脹破壞，導致混凝土開裂，出現順筋裂縫。新產生的裂縫為侵蝕液體滲漏提供了通道，進一步加速混凝土侵蝕作用。

經現場檢測，該建筑物三層結構影響區（軸線1～4×A～E）大部分區域存在明顯侵蝕現象；受影響區域內混凝土抗壓強度滿足原結構設計要求；所檢區域的構件混凝土基本失去對鋼筋的保護作用，影響結構的耐久性；混凝土構件普遍存在不同程度的開裂現象，所抽檢的裂縫寬度普遍大于0.10mm，裂縫最大寬度為0.26mm，部分構件存在腐蝕、裂縫、露筋和鋼筋銹蝕，影響結構的安全性。

4 修復處理建議

混凝土結構的侵蝕以及鋼筋的銹蝕會對結構的安全性及耐久性產生極大的影響。針對有可能對結構產生腐蝕作用的使用環境，應當在建設或改造初期嚴格把關，按照相關規范進行設計及施工，確保混凝土的防侵蝕能力。對于已經受到侵蝕的混凝土結構，應當立即進行有效的技術處理，如果構件出現劣化嚴重及承載能力下降，建議采取加固或更換構件的方法[7]。

針對本文中的某車間混凝土結構的侵蝕情況，提出以下幾點處理建議。

①表面碳化、腐蝕及裂縫較大的混凝土構件應當鑿除受影響層，并在表面采用摻有阻銹劑聚合物砂漿抹平，針對混凝土表面受影響較小及出現輕微裂縫的構件，應采用修復砂漿對裂縫及破損區域抹平或在表面涂刷遷移性阻銹劑等耐久性修復處理措施。對承載能力有要求的可以采取粘貼碳纖維布或鋼板等方式對原結構進行修復加固。以防止混凝土進一步腐蝕，保證結構后期的安全使用。

②鋼筋銹蝕及銹脹開裂的構件，應將構件表面混凝土面層鏟除，直至鋼筋。并對鋼筋表面做除銹處理，若鋼筋存在斷裂的應當補足原設計的鋼筋量。若構件處于含有氯離子等高腐蝕性的環境中宜在鋼筋表面涂刷鋼筋保護劑。鋼筋表面處理完成后涂刷界面劑，并采用摻有鋼筋阻銹劑的高性能聚合物砂漿抹平以修復保護層。

③對混凝土表面采取防護處理，如在混凝土表面粉刷高分子自聚合物防滲砂漿、環氧瀝青及環氧膠泥等材料作為表面防護措施，以阻隔后續使用中對外界侵蝕性物質對混凝土的侵蝕，從而避免出現影響結構安全系的損傷。

④在后期使用過程中及時定期檢查，及時發現并處理滲漏等可能引起影響結構構件耐久性的問題。

5 結語

本文對某生產車間混凝土結構受滲漏及侵蝕現狀進行了檢測分析，對所存在的問題提出了相應處理建議，可供同類工程進行參考。

針對因改變使用環境而侵蝕混凝土結構的工業建筑物，應對受侵蝕的混凝土進行影響性及耐久性檢測鑒定，以評判其受影響狀況，是后期對結構進行修復或加固的必要前提。