【摘要】碳化是引起粉煤灰加气混凝土长期抗压强度劣化的主要因素，粉煤灰加气混凝土的碳化速度较快，无论自然碳化还是人工碳化，碳化后的加气混凝土试件的抗压强度与未碳化试件的相比均有不同程度的降低，碳化系数小于1。

【关键词】粉煤灰加气混凝土；碳化；碳化系数；抗压强度；

【中图分类号】TU528.2 【文献标识码】B 【文章编号】1003- 5273(2007)02- 0046- 02

　　碳化稳定性是评定加气混凝土耐久性的常用指标之一，在实际使用过程中，碳化是引起粉煤灰加气混凝土长期抗压强度劣化的主要原因。本文主要研究了碳化对粉煤灰加气混凝土抗压强度的影响以及粉煤灰加气混凝土的碳化速度。

1 试验原材料和试验方法

　　试验采用重庆市三个厂家生产的密度B05级、强度A2.5级的粉煤灰加气混凝土砌块。将三个厂家生产的粉煤灰加气混凝土砌块加工成标准试件后，在相同试验条件下测试碳化对试件性能的影响，取三个厂家的加气混凝土试件测试结果的平均值作为最终试验结果。

　　试件加工按照《加气混凝土性能试验方法总则》GB/T 11969- 1997，粉煤灰加气混凝土力学性能试验参照《加气混凝土力学性能试验方法》GB/T 11971-1997，人工碳化和自然碳化试验参照《加气混凝土碳化试验方法》GB/T 11974- 1997，其中人工碳化试验采用江苏省吴县市东吴试验仪器有限公司生产的CCB-70A型混凝土碳化试验箱。CO2浓度为（80±3)%，温度为（20±2）℃，相对湿度为（55±5）%。

2 试验结果

2.1 碳化系数

　　加气混凝土的水化产物在CO2和水的作用下发生分解的难易程度及对其物理力学性能的影响称为加气混凝土的碳化性能，以制品碳化后的抗压强度与未碳化时的抗压强度的比值―――碳化系数来衡量。

　　将粉煤灰加气混凝土试件分别放置在室内（温度20±2℃，相对湿度50%～60%）和室外(部分试件经受日晒雨淋，

　　另外一部分试件不经受日晒雨淋)以及碳化箱中，经过一段时间，将试件在《加气混凝土力学性能试验方法》GB/T11971- 1997规定的烘干制度下烘干并测量抗压强度，同时测量试件碳化深度。完全碳化试件的抗压强度测试结果表明，与含水率为0的未碳化试件的抗压强度相比，无论是放置在室内、室外还是碳化箱中的试件，完全碳化后其抗压强度均降低，碳化系数小于1。放置在室内的试件，碳化系数为0.65；放置在室外经受日晒雨淋的试件，碳化系数为0.58；放置在室外不经受日晒雨淋的试件，碳化系数为0.68；放置在碳化箱中的试件，碳化系数为0.72。

2.2 碳化速度

2.2.1 自然碳化

　　空气中CO2的含量约为0.04%，加气混凝土在使用过程中长期经受CO2的作用。加气混凝土的碳化速度与CO2浓度、相对湿度和加气混凝土的含水率有关。

　　放置在室内环境下（温度20±2℃，相对湿度50%～60%）的粉煤灰加气混凝土试件（含水率5%～20%）的碳化速度（以碳化深度表示）见表1。放置在室外(不经受日晒雨淋)的粉煤灰加气混凝土试件的碳化速度（以碳化

　　深度表示）见表2。放置在室外(经受日晒雨淋)的粉煤灰加气混凝土试件的碳化速度（以碳化深度表示）见表3。

2.2.2 人工碳化

　　人工碳化时，将粉煤灰加气混凝土试件的5个面用蜡封闭，只留一个面与CO2接触。粉煤灰加气混凝土试件的碳化速度（以碳化深度表示）见表4。

3 讨论

3.1 碳化对粉煤灰加气混凝土抗压强度的影响

　　根据加气混凝土的不同种类，碳化后抗压强度的变化也有所不同。文献[1]认为，水泥制品碳化以后，水泥的水化产物分解，强度显著增加。文献[2]认为，放置在室内的加气混凝土试件，自然碳化后抗压强度并不降低反而有所增长；人工碳化后强度降低，水泥―――石灰―――粉煤灰加气混凝土的人工碳化系数为0.84。文献[3]认为，粉煤灰加气混凝土无论在自然状态下或人工条件下碳化（CO2浓度80%，相对湿度65%～70%或80%～85%），28d后抗压强度均增加，碳化系数大于1。

　　粉煤灰加气混凝土的水化产物主要是不同结晶度的托勃莫来石、C- S- H凝胶和水化石榴石[4]。在CO2作用下，随着使用时间的延长，粉煤灰加气混凝土中的水化产物，尤其是托勃莫来石和C- S- H凝胶逐渐分解[5]，表现为粉煤灰加气混凝土碳化。粉煤灰加气混凝土碳化后抗压强度的变化与其水化产物的含量有关，即使是同一类型的粉煤灰加气混凝土，如果蒸压养护制度不同，水化产物的含量以及结晶度也可能不同，导致碳化后抗压强度的变化产生较大的差异。文献[6，7]认为引起粉煤灰加气混凝土长期抗压强度降低的主要因素是碳化。

　　粉煤灰加气混凝土的水化产物中C- S- H凝胶含量少，而且结晶度较差，溶解度大于托勃莫来石，因而碳化速度快。碳化速度快的试件由于碳化收缩较大，引起微裂缝扩展，导致粉煤灰加气混凝土试件抗压强度降低。放置在室内和室外不经受日晒雨淋的试件完全碳化后，抗压强度降低程度基本相同。放置在室外经受日晒雨淋的试件，由于干湿循环的作用，完全碳化后，与放置在室内的试件相比，抗压强度降低幅度较大。

3.2 粉煤灰加气混凝土的碳化速度

　　放置在室内和室外不经受日晒雨淋的粉煤灰加气混凝土试件，含水率较低，由于室内空气中二氧化碳含量高于室外，因此放置在室内的粉煤灰加气混凝土试件的碳化速度比放置在室外的试件快。放置在室外经受日晒雨淋的粉煤灰加气混凝土试件的孔隙被水填充，始终处于较高的含水率状态，碳化速度较慢。

　　综上所述，可以认为粉煤灰加气混凝土碳化稳定性较差。但是，通过对已经使用了约15年的粉煤灰加气混凝土砌块（从拆除的填充墙上抽取10个砌块，填充墙抹灰厚度为25mm～30mm）进行的碳化深度测试，发现检测的10块粉煤灰加气混凝土砌块中有7块的碳化深度小于5mm，只有三块完全碳化。对这些砌块的检测结果进行分析，认为在实际应用过程中，如果粉煤灰加气混凝土砌块填充墙没有开裂而且墙面抹灰质量良好，粉煤灰加气混凝土砌块就不会碳化，其性能不会劣化。因此，可以认为在实际应用过程中，墙体开裂可能是引起加气混凝土碳化并导致加气混凝土性能劣化的主要原因。

4 结论

　　1）碳化是引起粉煤灰加气混凝土长期抗压强度劣化的主要因素，不论自然碳化还是人工碳化，碳化后的粉煤灰加气混凝土试件的抗压强度与未碳化试件的相比均有不同程度的降低，碳化系数小于1。

　　2）粉煤灰加气混凝土试件放置在室内时，碳化速度比放置在室外快，大约一年的时间，粉煤灰加气混凝土试件已经完全碳化。由于碳化速度较快，粉煤灰加气混凝土砌块砌筑后应在60d内进行抹面施工，防止其碳化。

　　3）在实际应用过程中，如果粉煤灰加气混凝土砌块墙体没有开裂而且墙面抹灰质量良好，粉煤灰加气混凝土砌块就不会碳化，其性能不会劣化。因此，应采取有效的防止墙体开裂的措施，以防止碳化等因素对加气混凝土耐久性的影响。

参考文献：

　　[1]F.M.李，唐明述等.水泥和混凝土化学（第三版）[M].北京：中国建筑工业出版社，1980- 3.

　　[2]重庆建筑工程学院，南京工学院.混凝土学[M].北京：中国建筑工业出版社，1981，211.

　　[3]吴正直.粉煤灰房建材料的开发与应用[M].北京：中国建材工业出版社，2003- 1，172~205.

　　[4]孙国匡，唐弟，赵宇平.加气混凝土及其水化产物碳化的研究[J].硅酸盐学报，1985- 12，13（4）：414~423.

　　[5]孙报真，苏而达.水化硅酸钙的结晶度与碳化速度[J].硅酸盐学报，1984- 12，12（3）：281~286.

　　[6]Fumiaki Matsushita，Yoshimichi Anon，Sumio Shibata.Carbonation degreeof autoclaved aerated concrete.Cement and Concrete Research，2000，Vol30:1741~1745.

　　[7]吴国强.粉煤灰加气混凝土长期强度劣化机理探讨[J].硅酸盐学报，1996- 4：24（4）：235~240.