某鹽浴爐車間腐蝕及不均勻沉降問題應(yīng)對(duì)策略

鹽浴爐作為一種以熔融鹽液為加熱介質(zhì)的關(guān)鍵工業(yè)爐設(shè)備，憑借加熱均勻、控溫精準(zhǔn)、熱效率高等顯著優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械加工、電子與半導(dǎo)體、航空航天等眾多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，鹽浴爐車間普遍面臨建筑結(jié)構(gòu)腐蝕與設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降等突出問題，這些問題不僅嚴(yán)重影響車間的正常生產(chǎn)秩序，還可能引發(fā)安全隱患，威脅人員和設(shè)備安全。本文結(jié)合具體工程實(shí)例，詳細(xì)闡述鹽浴爐車間上述病害問題的應(yīng)對(duì)策略與改造思路，以期為相關(guān)工程實(shí)踐提供技術(shù)參考。

1項(xiàng)目概況

某廠房于2009年竣工并投人使用，總建筑面積約 3600m² ，為單層建筑，高度達(dá) 10.7m 。廠房?jī)?nèi)部功能分區(qū)明確，包含鹽浴爐車間、清洗間、真空泵間等功能區(qū)域。其主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，屋頂部分采用鋼筋混凝土屋面與輕鋼屋面相結(jié)合的形式。場(chǎng)地土層分布方面，表層 0.40～4.60m 為素填土，素填土下方為淤泥質(zhì)土，地基土力學(xué)性能較差。鹽浴爐設(shè)備（含鹽介質(zhì))自重達(dá) 37t ，其設(shè)備基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，未設(shè)置樁基，也未進(jìn)行其他地基處理。

項(xiàng)目運(yùn)行多年后，廠房建筑出現(xiàn)諸多問題：混凝土梁、板大量露筋，露出的鋼筋發(fā)生銹蝕；屋面鋼結(jié)構(gòu)亦出現(xiàn)多處銹蝕等。2022年，委托專業(yè)鑒定單位對(duì)該廠房進(jìn)行安全性檢測(cè)鑒定，依據(jù)現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)安全性鑒定標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)定該房屋在剩余使用年限內(nèi)安全性等級(jí)為三級(jí)，表明其結(jié)構(gòu)安全性存在顯著隱患。此外，鹽浴爐設(shè)備及預(yù)熱爐設(shè)備出現(xiàn)整體傾斜，鹽浴爐側(cè)立柱發(fā)生壓曲變形，經(jīng)專業(yè)檢測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)調(diào)查分析，確定設(shè)備傾斜是由設(shè)備基礎(chǔ)不均

勻沉降所致。

2 原因分析

2.1建筑結(jié)構(gòu)腐蝕原因分析

鹽浴介質(zhì)在高溫工況下會(huì)產(chǎn)生鹽蒸氣（如NaCl、KCI蒸氣)以及分解產(chǎn)物（如硝鹽分解生成的_NO，NO2 ），這些物質(zhì)具有較強(qiáng)的腐蝕性。在車間通風(fēng)不良的情況下，腐蝕性蒸氣無法及時(shí)排出室外，當(dāng)溫度降低時(shí)，蒸氣冷凝形成鹽霧，附著在建筑混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)表面，持續(xù)與結(jié)構(gòu)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而加速混凝土碳化和鋼結(jié)構(gòu)銹蝕進(jìn)程。

原鹽浴爐車間天花板與廠房其他車間空間貫通，這種不合理的空間布局使得腐蝕性蒸氣能夠通過天花板上部空間自由擴(kuò)散至其他區(qū)域，導(dǎo)致廠房其他房間的建筑結(jié)構(gòu)同樣遭受嚴(yán)重腐蝕，擴(kuò)大了腐蝕影響范圍[1]

2.2設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降原因分析

該廠房所處區(qū)域位于長(zhǎng)江漫灘，地質(zhì)條件復(fù)雜，地基土主要為淤泥質(zhì)土，具有高壓縮性、低強(qiáng)度、高含水量等不良工程特性。而鹽浴爐設(shè)備基礎(chǔ)區(qū)域未采用樁基礎(chǔ)，也未進(jìn)行有效的地基處理，僅依靠天然地基承載設(shè)備荷載。由于鹽浴爐自重較大，在長(zhǎng)期荷載作用下，地基土無法提供均勻的承載力，導(dǎo)致地基土產(chǎn)生不均勻壓縮變形，進(jìn)而引發(fā)設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降，最終造成設(shè)備傾斜。

2.3通風(fēng)系統(tǒng)缺陷原因分析

鹽浴爐車間通風(fēng)系統(tǒng)的效能對(duì)腐蝕防護(hù)具有舉足輕重的作用。然而，當(dāng)前項(xiàng)目中的通風(fēng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)及運(yùn)行層面均暴露出顯著短板。（1）通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)量設(shè)計(jì)缺乏合理性，未能精準(zhǔn)預(yù)估鹽浴爐作業(yè)期間釋放的腐蝕性蒸氣量，致使車間內(nèi)部腐蝕性蒸氣滯留，加劇了建筑結(jié)構(gòu)的侵蝕進(jìn)程。（2）通風(fēng)系統(tǒng)的布局規(guī)劃存在瑕疵，鹽浴爐車間與其他功能區(qū)間缺乏有效的通風(fēng)隔斷，導(dǎo)致腐蝕性蒸氣能夠輕易穿越墻體裂縫、門窗縫隙等，向其他區(qū)域擴(kuò)散，使得整個(gè)廠房的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。（3）通風(fēng)設(shè)備的日常維護(hù)和保養(yǎng)工作同樣存在疏漏，如風(fēng)機(jī)運(yùn)行效能衰減、過濾網(wǎng)堵塞等問題頻發(fā)，進(jìn)一步削弱了通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)效能，對(duì)車間的腐蝕防護(hù)構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

2.4設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)缺陷原因分析

設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的缺陷是引發(fā)不均勻沉降的關(guān)鍵因素之一，尤其在鹽浴爐車間這類對(duì)地基承載力有極高要求的場(chǎng)景中更為凸顯。在鹽浴爐車間的設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)謹(jǐn)考量設(shè)備的重量、運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)荷載以及地基土的承載力特性。遺憾的是，在本項(xiàng)目中，設(shè)備基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)存在顯著不足。具體而言，本項(xiàng)目的設(shè)備基礎(chǔ)未采取樁基礎(chǔ)或相應(yīng)的地基改良措施以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。鑒于鹽浴爐設(shè)備自身重量龐大，對(duì)地基的承載需求極高，而本項(xiàng)目中的設(shè)備基礎(chǔ)卻僅依賴天然地基進(jìn)行支撐，未實(shí)施樁基礎(chǔ)或其他形式的地基加固，這導(dǎo)致地基在長(zhǎng)期承受重載后出現(xiàn)了不均勻沉降的現(xiàn)象。此外，設(shè)備基礎(chǔ)的尺寸與構(gòu)型設(shè)計(jì)亦存在不合理之處。理想情況下，設(shè)備基礎(chǔ)的尺寸與形狀應(yīng)依據(jù)設(shè)備的具體形態(tài)及荷載分布進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，以確保荷載能夠均勻且有效地傳遞至地基。然而，在本項(xiàng)目中，設(shè)備基礎(chǔ)的尺寸設(shè)計(jì)偏小，且構(gòu)型規(guī)劃欠妥，這直接導(dǎo)致了荷載傳遞的不均勻性，進(jìn)一步加速了地基的不均勻沉降進(jìn)程[2]

3建筑結(jié)構(gòu)腐蝕應(yīng)對(duì)策略

3.1混凝土梁、板補(bǔ)強(qiáng)處理

在受腐蝕影響的車間內(nèi)，對(duì)主梁、次梁采用鑿除原有混凝土保護(hù)層的處理方式，全面暴露銹蝕鋼筋。依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50367）相關(guān)要求，采用機(jī)械除銹與化學(xué)除銹相結(jié)合的方法，對(duì)銹蝕鋼筋進(jìn)行徹底除銹處理。同時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算和加固設(shè)計(jì)，在梁內(nèi)補(bǔ)充適量鋼筋，以增強(qiáng)梁的承載能力。

梁底及梁側(cè)采用碳纖維加固技術(shù)，碳纖維材料具有高強(qiáng)度、高彈性模量、耐腐蝕等優(yōu)異性能。在施工過程中，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行基層處理、膠黏劑涂抹、碳纖維粘貼等工序，確保碳纖維與混凝土之間具有良好的黏結(jié)性能。粘貼完成后，在碳纖維外側(cè)設(shè)置砂漿保護(hù)層，以保護(hù)碳纖維材料并提高

結(jié)構(gòu)的耐久性。

對(duì)于鋼筋未銹蝕的混凝土頂板，剔除其松散的混凝土保護(hù)層后，采用聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)處理，聚合物砂漿具有良好的粘結(jié)性能和抗?jié)B性能，能夠有效恢復(fù)混凝土表面的完整性。對(duì)鋼筋有局部銹蝕的混凝土頂板，先對(duì)銹蝕鋼筋進(jìn)行除銹處理，然后重新掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，再采用聚合物砂漿進(jìn)行粉刷修復(fù)，增強(qiáng)混凝土頂板的結(jié)構(gòu)性能。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)防腐處理

針對(duì)桁架屋架及標(biāo)條、支撐系統(tǒng)，采用現(xiàn)場(chǎng)鋼絲刷除銹工藝，對(duì)節(jié)點(diǎn)處縫隙等難以處理的部位，使用小型工具進(jìn)行剔鑿，確保鋼結(jié)構(gòu)表面鐵銹、氧化皮等雜質(zhì)徹底清除，達(dá)到規(guī)范規(guī)定的除銹標(biāo)準(zhǔn)。除銹完成后，及時(shí)涂刷兩道防腐漆，防腐漆總厚度控制在 125μm ，形成有效的防腐屏障。

防腐漆涂刷結(jié)束后，進(jìn)行防火涂料涂裝施工。根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（T/CECS24）要求，鋼屋架的防火涂料涂層厚度需滿足耐火極限不低于 1.5h 的設(shè)計(jì)要求。在施工過程中，嚴(yán)格控制防腐涂料和防火涂料的涂裝工藝，確保兩種涂料之間具有良好的相容性，避免因涂料間化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致涂層失效。

3.3 通風(fēng)布設(shè)優(yōu)化

為有效阻隔腐蝕性蒸氣擴(kuò)散，將鹽浴爐車間原墻體上部繼續(xù)砌筑至建筑頂部，與其他房間形成封閉的獨(dú)立空間，切斷腐蝕性蒸氣的擴(kuò)散通道。同時(shí)，在鹽浴爐車間外墻合理設(shè)置排風(fēng)扇及通風(fēng)孔，科學(xué)計(jì)算排風(fēng)量和通風(fēng)換氣次數(shù)，確保車間內(nèi)空氣能夠及時(shí)更新，降低腐蝕性蒸氣濃度，減少其在車間內(nèi)的聚集，從而有效抑制建筑結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步腐蝕。

3.4涂層保護(hù)技術(shù)

針對(duì)鹽浴爐車間內(nèi)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)各自獨(dú)特的材質(zhì)特性，精選適配的涂層材料實(shí)施防護(hù)顯得尤為重要。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)而言，選用具備良好防水與防腐蝕性能的專用涂料進(jìn)行涂層作業(yè)，是構(gòu)筑有效防護(hù)屏障的關(guān)鍵。此類涂料憑借出色的防水隔離能力及耐腐蝕特性，能有效阻斷腐蝕性介質(zhì)對(duì)混凝王基材的滲透侵蝕。在涂層施工前，混凝土表面需經(jīng)過嚴(yán)苛的清理與修補(bǔ)工序，確保涂層與基材間達(dá)到堅(jiān)實(shí)的附著效果，為長(zhǎng)期防護(hù)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。至于鋼結(jié)構(gòu)，則可采用熱噴涂技術(shù)作為涂層保護(hù)的優(yōu)選方案。該技術(shù)通過在鋼結(jié)構(gòu)表層精密噴涂一層金屬或非金屬材質(zhì)的保護(hù)層，形成一層致密且堅(jiān)韌的防護(hù)膜，有效隔絕腐蝕性介質(zhì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)本體的侵蝕。

4設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降應(yīng)對(duì)策略

4.1地基壓密注漿處理

拆除預(yù)熱爐及鹽浴爐設(shè)備，并破除其原有設(shè)備基礎(chǔ)，對(duì)基坑進(jìn)行整修清理，為后續(xù)地基處理創(chuàng)造良好條件。針對(duì)鹽浴爐、預(yù)熱爐基礎(chǔ)下部的原淤泥質(zhì)地基，采用壓密注漿工藝進(jìn)行加固處理。壓密注漿通過一定的泵給壓力將水泥漿液注入土體孔隙及裂縫中，水泥漿液在壓力作用下排擠孔隙和裂隙中的自由水和空氣，隨著水泥漿液的凝固，土體顆粒被膠結(jié)在一起，從而提高地基土的密實(shí)度和承載強(qiáng)度。在注漿施工過程中，嚴(yán)格控制注漿壓力、注漿量、注漿速率等施工參數(shù)，確保注漿效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求[3]

4.2新設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工

根據(jù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行荷載、工作環(huán)境等因素，重新進(jìn)行設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算。其中，鹽浴爐設(shè)備基礎(chǔ)采用高溫磷酸混凝土，高溫磷酸混凝土具有耐高溫、高強(qiáng)度、耐腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠滿足鹽浴爐設(shè)備在高溫、重載工況下的使用要求。在新設(shè)備基礎(chǔ)施工過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范進(jìn)行鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑等工序，確保設(shè)備基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4.3 沉降觀測(cè)

在新設(shè)備基礎(chǔ)周邊合理設(shè)定沉降觀測(cè)點(diǎn)，依據(jù)規(guī)范制定詳細(xì)的沉降觀測(cè)計(jì)劃。在設(shè)備安裝及運(yùn)行初期，增加觀測(cè)頻率，隨著設(shè)備運(yùn)行趨于穩(wěn)定，適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)周期。通過定期對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行沉降觀測(cè)，及時(shí)獲取基礎(chǔ)沉降數(shù)據(jù)，分析沉降變化趨勢(shì)，確保設(shè)備基礎(chǔ)沉降量符合相關(guān)規(guī)范要求及設(shè)備安全運(yùn)行條件。一旦發(fā)現(xiàn)異常沉降情況，及時(shí)采取相應(yīng)處理措施，保障設(shè)備和生產(chǎn)安全。

4.4地基加固技術(shù)選擇與優(yōu)化

針對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降問題，壓密注漿技術(shù)之外，還有多種地基加固策略可供選擇，具體要依據(jù)地質(zhì)特征及設(shè)備荷載屬性，精選并優(yōu)化適宜的加固方案。其中，樁基加固是一種經(jīng)典且高效的方法，通過在設(shè)備基礎(chǔ)下巧妙部署樁基結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)荷載向深層穩(wěn)定土層的有效傳遞，進(jìn)而大幅增強(qiáng)地基的承載潛能與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在規(guī)劃樁基加固方案時(shí)，必須嚴(yán)謹(jǐn)參考地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)與設(shè)備荷載特性，確保樁基設(shè)計(jì)既能滿足承載需求，又能維持良好的穩(wěn)定性。此外，換填加固技術(shù)亦為解決地基問題提供了另一可行路徑。該技術(shù)聚焦于地基中軟弱土層的改良，通過精確開挖并替換為高強(qiáng)度、低壓縮性的優(yōu)質(zhì)介質(zhì)（例如碎石、砂礫等），從而顯著提高了地基的承載效能與整體穩(wěn)定性。

4.5設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量控制

保障設(shè)備基礎(chǔ)穩(wěn)固耐久，關(guān)鍵在于強(qiáng)化其設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的雙重管控。自設(shè)計(jì)階段開始，即需全面考量設(shè)備自重、運(yùn)行荷載及地基承載力等核心要素，實(shí)施精細(xì)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)階段，務(wù)必依據(jù)設(shè)備的實(shí)際作業(yè)荷載、運(yùn)行環(huán)境等條件，執(zhí)行詳盡的設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)運(yùn)算，確保基礎(chǔ)尺寸、構(gòu)型及配筋方案科學(xué)合理，既能有效承載設(shè)備荷載，又能順暢傳遞至地基。同時(shí)，地基承載力亦不可忽視，需視情況采取必要的地基加固措施。在施工階段，則需嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范，確保每一步操作精準(zhǔn)無誤。鋼筋綁扎、模板架設(shè)、混凝土澆筑等關(guān)鍵環(huán)節(jié)均需實(shí)施嚴(yán)密的質(zhì)量控制，以保障設(shè)備基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。對(duì)于結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位與重要節(jié)點(diǎn)，應(yīng)執(zhí)行嚴(yán)格的檢測(cè)與驗(yàn)收流程，利用專業(yè)檢測(cè)手段，確保設(shè)備基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與耐久性能滿足設(shè)計(jì)要求，為設(shè)備的長(zhǎng)期安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5結(jié)語

通過對(duì)鹽浴爐車間建筑結(jié)構(gòu)腐蝕和設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降問題采取上述針對(duì)性應(yīng)對(duì)策略，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，有效延長(zhǎng)了建筑的使用壽命。通過優(yōu)化通風(fēng)組織，顯著降低了后續(xù)腐蝕性蒸氣對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的危害。采用壓密注漿技術(shù)加固地基，并建立長(zhǎng)期沉降觀測(cè)機(jī)制，既能在一定程度上節(jié)省人力財(cái)力、快速恢復(fù)生產(chǎn)，又能實(shí)現(xiàn)工程的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，為同類鹽浴爐車間治理提供了具有實(shí)踐指導(dǎo)意義的解決方案。未來，在鹽浴爐車間的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營過程中，應(yīng)充分考慮其特殊的生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備載荷特點(diǎn)，加強(qiáng)前期預(yù)防措施，進(jìn)一步提高工業(yè)建筑的安全性和耐久性。

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