一、材料性能衰減

（一）混凝土碳化

1.機理：煙氣中的CO?與混凝土中Ca(OH)?反應生成CaCO?，導致孔隙溶液pH值下降，鋼筋表面鈍化膜破壞，加速銹蝕。

2.影響：頂口部位因溫度梯度導致CO?擴散速率加快，碳化深度較其他區域增加30%~50%，10年碳化深度可達15~20mm（普通硅酸鹽水泥）。

（二）鋼筋銹蝕

1.誘因：碳化、氯離子侵蝕（煙氣含硫鹽）、溫差導致的干濕循環。

2.表現：銹蝕產物體積膨脹達原體積的2~6倍，產生0.2~0.5mm/年的徑向膨脹應力，導致混凝土開裂剝落。

（三）堿骨料反應（AAR）

1.條件：頂口區域溫度波動大（ΔT>50℃），濕度交替，易激活活性骨料中的SiO?與堿金屬離子反應。

2.后果：反應產物體積膨脹引發網狀裂縫，裂縫寬度可達1~3mm，降低結構整體性。

二、環境侵蝕作用

（一）高溫熱應力

1.參數：煙氣溫度200~450℃，頂口表面溫差梯度達15~20℃/m，產生熱疲勞應力。

2.損傷：混凝土彈性模量隨溫度升高降低30%~40%，抗拉強度下降50%，導致環向裂縫擴展速率加快2~3倍。

（二）化學腐蝕

1.酸蝕：煙氣中SO?轉化為H?SO?，pH值可降至2~3，腐蝕速率達0.5~1.0mm/年。

2.鹽蝕：氯化物滲透濃度超過0.4%時，鋼筋臨界氯離子濃度閾值被突破，銹蝕速率提升40%~60%。

（三）凍融循環

1.北方地區：年凍融循環次數50~100次，頂口因積雪融化導致孔隙水飽和度達90%以上，凍脹應力可達5~8MPa，超過混凝土抗拉強度。

三、結構受力失效

（一）風振疲勞

1.參數：煙囪高度>60m時，風致渦激振動頻率與結構自振頻率耦合，頂口部位動應力幅值增加1.5~2倍。

2.損傷：累計疲勞損傷系數D>0.7時，混凝土出現微裂縫，裂縫間距縮短至50~100mm。

（二）地震作用

烈度影響：8度區地震加速度0.2g時，頂口彎矩增大系數達1.8~2.2，混凝土拉應變超過極限值（ε_tu=1.5×10??）。

破壞模式：環向裂縫與豎向裂縫交匯處易發生剝落，剝落面積可達0.5~1.0m2。

（三）溫度應力

日溫差效應：頂口晝夜溫差30~40℃，產生2~3MPa溫度應力，導致徑向裂縫寬度擴展0.1~0.2mm/年。

四、施工質量控制缺陷

（一）混凝土配合比

1.水膠比：>0.5時，滲透系數增加1個數量級，抗碳化性能下降40%。

2.外加劑：減水劑摻量偏差±1%時，混凝土工作性波動導致振搗密實度差異20%~30%。

（二）鋼筋保護層

1.厚度偏差：設計值50mm，實測偏差±10mm時，鋼筋銹蝕風險增加2~3倍。

2.錨固長度：不足設計值90%時，抗拔承載力降低15%~20%。

（三）養護條件

1.濕度：養護濕度<90%時，1d強度損失10%~15%，28d碳化深度增加25%~30%。

2.溫度：養護溫度<5℃時，水化反應停滯，界面過渡區強度降低30%~40%。

五、維護管理缺失

（一）檢測滯后

1.周期：常規檢測周期>5年時，早期裂縫擴展至0.3mm以上的概率增加60%。

2.手段：未采用三維激光掃描或紅外熱成像技術時，隱蔽缺陷檢出率不足50%。

（二）修補不當

1.材料匹配性：修補砂漿彈性模量與基材差異>20%時，界面易產生二次裂縫。

2.施工工藝：未設置界面劑或未進行糙化處理時，粘結強度降低40%~50%。

（三）防腐涂層失效

1.厚度不足：設計值200μm，實測<150μm時，耐久年限縮短5~8年。

2.老化：UV輻射導致涂層失光率>80%時，粉化率達3級，防護性能喪失。

六、預防與修復建議

1.材料優化：采用抗硫酸鹽水泥或摻入10%~15%粉煤灰，降低滲透性40%~50%。

2.結構加強：頂口增設環形暗梁，配筋率提高至0.8%~1.0%，控制裂縫寬度<0.2mm。

3.智能監測：部署分布式光纖傳感器，實時監測應變與溫度，預警閾值設定為設計值的70%。

4.修復技術：采用電化學除氯+聚合物砂漿修補工藝，可使鋼筋銹蝕速率降低80%~90%。

本文采摘于【宏順建設工程有限公司】主頁