某廠根據(jù)現(xiàn)場抽樣試驗的數(shù)據(jù)分析，通過改造施工工藝，探索出裂縫產(chǎn)生的原因、預防及修補煙囪內(nèi)襯裂縫的方案，使煙囪內(nèi)襯得以順利完成。
1 澆注料的理化特性分析
該煙囪筒壁內(nèi)襯采用BSI-YJ型輕質耐酸澆注料，該澆注料亦作為煙囪隔熱材料使用，煙囪不另設隔熱層。該澆注料以耐酸骨料、添加劑、粘結劑配制而成，由生產(chǎn)廠配成混合料運抵現(xiàn)場。該澆注料具有骨料體積和密度輕(在110℃下，24h體積密度小于950kg/m3)、凝固快(在15~30min可達初凝強度)、使用溫度高(最高可達400℃)、耐酸強度高(浸在30%硫酸中60天抗壓強度大于8.0MPa)、耐久性好和線變化率小(常溫下小于0.22W/m·K)等優(yōu)點。但該澆注料存在結構孔隙率大、表面粗糙、流動性差、吸水率和吸濕性大、吸水后易濕脹和開裂等缺點。
2 裂縫產(chǎn)生的特征及其原因分析
在質量檢查中，發(fā)現(xiàn)煙囪內(nèi)襯由3個部位出現(xiàn)裂縫：(1)煙囪內(nèi)襯施工到93.1m時，發(fā)現(xiàn)35~65m內(nèi)襯處有2條環(huán)向裂縫，并有不同程度的剝落、空鼓現(xiàn)象，其中在40m標高處最嚴重。該裂縫開始為小裂紋，在1個月內(nèi)逐漸擴大，長度最長達4m、寬度達50mm，且環(huán)向貫通整個煙囪內(nèi)襯。
(2)煙囪內(nèi)襯施工到130.5~132.1m處，內(nèi)襯拆模后，即發(fā)現(xiàn)豎向裂縫，縫寬小于等于5mm。裂縫是在拆完模板后即出現(xiàn)，且貫通整個澆注層。(3)煙囪內(nèi)襯封頂后35天，檢查發(fā)現(xiàn)在標高110m處，有1條環(huán)向貫通的裂縫，裂縫的最寬處達30mm。并在標高為80m處，有明顯的凸突處，其面積約為0.5m2。
從以上檢查結果看，煙囪內(nèi)襯的裂縫規(guī)律性很強，即以環(huán)向變形裂縫為主，裂縫較長、較寬，出現(xiàn)的部位一般都在暗牛腿一圈以下的100~300mm范圍內(nèi)。局部出現(xiàn)豎向裂縫，縫小且?guī)追N。對于凸突的地方，鑿開觀察后發(fā)現(xiàn)澆注料疏松，沒有粘結性，原因不明。因此，環(huán)向變形裂縫急需進行研究處理。
煙囪內(nèi)襯是一項構造措施，本次結構設計上筒壁內(nèi)采用插筋為Φ16mm、截面積900mm2連續(xù)布置，插筋頭保護層為50mm，煙囪筒身每隔10.5m設置暗牛腿1圈，牛腿鋼筋為 20mm，截面為200m3，整個內(nèi)襯已穩(wěn)定地掛在外筒上，在結構上有2重安全度、該結構達到國外結構2種安全度的水平。通常情況下，結構裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下3種：
(1)溫差應力引起；(2)收縮應力引起；(3)2種材料結合面收縮不一致引起。而溫差應力引起的裂縫通常表現(xiàn)為豎向分布。因此，在本煙囪內(nèi)襯出現(xiàn)上述帶規(guī)律性的裂縫，完全可以排除溫差、收縮和材料本身出現(xiàn)的問題，可以確認是施工中的綜合性因素(如操作人員的技術熟練程度、材料的配合比、澆注料的稠度、凝固時間等)所引起的。
防治對策的研究
從第1次檢查出裂縫，就要求施工單位停工，分析原因，提出解決辦法，尤其是對廠家的指導不到位提出嚴厲的批評。由于該材料是一種新材料、新施工技術，而國家又沒有這方面的規(guī)范、標準，只能參考澆注料生產(chǎn)廠提供的施工說明和工程驗收標準，從而增加了質量管理難度。作為專業(yè)監(jiān)理工程師，必須在掌握現(xiàn)有資料的基礎上，廠家代表的施工作業(yè)程序，并認真檢查、分析各工序的操作是否存在缺陷，從而找到解決問題的辦法。在第1次停工后，為了確保130m及以上部位不再出現(xiàn)裂縫事故，監(jiān)理部多次組織施工單位、廠家代表、設代等有關技術人員組成攻關小組，經(jīng)過反復的試驗研究，最終確定處理的方案和方法，從而有效地保證煙囪的順利施工。
已出現(xiàn)裂縫的修補
對于凸突的地方，可能是施工人員的操作失誤，在攪拌澆注料時忘記加入粘結劑所致，處理的方法是直接鑿掉后進行填補。
對于拆除模板后立即出現(xiàn)的豎向裂縫，可能是拆模時間過早，或拆模時震蕩到澆注料實體所致，經(jīng)多次實驗證明，只要拆模發(fā)現(xiàn)后馬上進行修補即可解決。
對于出現(xiàn)的環(huán)向裂縫，必須要等裂縫穩(wěn)定(大約為45天)后，把裂縫四周的雜渣清理干凈，用鐵釬將裂縫鏟深為所澆注厚度的2/3、寬度為裂縫寬度兩邊各加50mm，用與原澆注時所用配合比相同的澆注料進行填補。
預防措施的研究
伸縮縫的設置
由于澆注料施工中，加入了有效成份的45%的水玻璃添加劑。澆注料凝固硬化過程中不可避免出現(xiàn)水珠和收縮應力，為了防止?jié)沧⒘献匀幻撍^程中出現(xiàn)裂縫，脫模后3h，要用2.5~3.0mm厚的無齒鋸拉出伸縮縫，伸縮縫的規(guī)格為1500mm×1500mm，縫深為2.5mm為宜。
脫模強度
為了防止模板拆除過程中出現(xiàn)豎向裂縫，必須嚴格控制拆模時間或拆模時澆注料的強度。經(jīng)攻關小組多處實驗，脫模的時間不應早于10h，脫模時澆注料的強度應大于0.8MPa。
3.2.3 混合料的配合比
環(huán)向裂縫一般出現(xiàn)在設計俺牛腿以下100~300mm部位。多次分析的結果表明：在澆注暗牛腿時，操作工人為了貪圖方便，加大了水玻璃的比例，從而使混合料的稠度變稀，收縮時不可避免出現(xiàn)裂縫。另外，設計時使用暗牛腿隔斷了整個內(nèi)襯翅體的整體性，所以不可避免會出現(xiàn)分段裂縫，而裂縫的大小直接與混合料的稠度密切相關。因此，在暗牛腿范圍內(nèi)，混合料的稠度很重要。攻關小組在研究了廠家給出的澆注料配合比后，認為它不能滿足暗牛腿澆注料的要求。經(jīng)過多次在實驗室試配，得出了合理的配合比為：骨料120kg、粘結劑54kg添加劑6kg。從而保證了煙囪在130m以上標高處的暗牛腿施工中不再出現(xiàn)裂縫。
