【摘要】碳化是引起粉煤灰加氣混凝土長期抗壓強度劣化的主要因素，粉煤灰加氣混凝土的碳化速度較快，無論自然碳化還是人工碳化，碳化后的加氣混凝土試件的抗壓強度與未碳化試件的相比均有不同程度的降低，碳化系數小于1。

【關鍵詞】粉煤灰加氣混凝土；碳化；碳化系數；抗壓強度；

【中圖分類號】TU528.2 【文獻標識碼】B 【文章編號】1003- 5273(2007)02- 0046- 02

　　碳化穩定性是評定加氣混凝土耐久性的常用指標之一，在實際使用過程中，碳化是引起粉煤灰加氣混凝土長期抗壓強度劣化的主要原因。本文主要研究了碳化對粉煤灰加氣混凝土抗壓強度的影響以及粉煤灰加氣混凝土的碳化速度。

1 試驗原材料和試驗方法

　　試驗采用重慶市三個廠家生產的密度B05級、強度A2.5級的粉煤灰加氣混凝土砌塊。將三個廠家生產的粉煤灰加氣混凝土砌塊加工成標準試件后，在相同試驗條件下測試碳化對試件性能的影響，取三個廠家的加氣混凝土試件測試結果的平均值作為最終試驗結果。

　　試件加工按照《加氣混凝土性能試驗方法總則》GB/T 11969- 1997，粉煤灰加氣混凝土力學性能試驗參照《加氣混凝土力學性能試驗方法》GB/T 11971-1997，人工碳化和自然碳化試驗參照《加氣混凝土碳化試驗方法》GB/T 11974- 1997，其中人工碳化試驗采用江蘇省吳縣市東吳試驗儀器有限公司生產的CCB-70A型混凝土碳化試驗箱。CO2濃度為（80±3)%，溫度為（20±2）℃，相對濕度為（55±5）%。

2 試驗結果

2.1 碳化系數

　　加氣混凝土的水化產物在CO2和水的作用下發生分解的難易程度及對其物理力學性能的影響稱為加氣混凝土的碳化性能，以制品碳化后的抗壓強度與未碳化時的抗壓強度的比值―――碳化系數來衡量。

　　將粉煤灰加氣混凝土試件分別放置在室內（溫度20±2℃，相對濕度50%～60%）和室外(部分試件經受日曬雨淋，

　　另外一部分試件不經受日曬雨淋)以及碳化箱中，經過一段時間，將試件在《加氣混凝土力學性能試驗方法》GB/T11971- 1997規定的烘干制度下烘干并測量抗壓強度，同時測量試件碳化深度。完全碳化試件的抗壓強度測試結果表明，與含水率為0的未碳化試件的抗壓強度相比，無論是放置在室內、室外還是碳化箱中的試件，完全碳化后其抗壓強度均降低，碳化系數小于1。放置在室內的試件，碳化系數為0.65；放置在室外經受日曬雨淋的試件，碳化系數為0.58；放置在室外不經受日曬雨淋的試件，碳化系數為0.68；放置在碳化箱中的試件，碳化系數為0.72。

2.2 碳化速度

2.2.1 自然碳化

　　空氣中CO2的含量約為0.04%，加氣混凝土在使用過程中長期經受CO2的作用。加氣混凝土的碳化速度與CO2濃度、相對濕度和加氣混凝土的含水率有關。

　　放置在室內環境下（溫度20±2℃，相對濕度50%～60%）的粉煤灰加氣混凝土試件（含水率5%～20%）的碳化速度（以碳化深度表示）見表1。放置在室外(不經受日曬雨淋)的粉煤灰加氣混凝土試件的碳化速度（以碳化

　　深度表示）見表2。放置在室外(經受日曬雨淋)的粉煤灰加氣混凝土試件的碳化速度（以碳化深度表示）見表3。

2.2.2 人工碳化

　　人工碳化時，將粉煤灰加氣混凝土試件的5個面用蠟封閉，只留一個面與CO2接觸。粉煤灰加氣混凝土試件的碳化速度（以碳化深度表示）見表4。

3 討論

3.1 碳化對粉煤灰加氣混凝土抗壓強度的影響

　　根據加氣混凝土的不同種類，碳化后抗壓強度的變化也有所不同。文獻[1]認為，水泥制品碳化以后，水泥的水化產物分解，強度顯著增加。文獻[2]認為，放置在室內的加氣混凝土試件，自然碳化后抗壓強度并不降低反而有所增長；人工碳化后強度降低，水泥―――石灰―――粉煤灰加氣混凝土的人工碳化系數為0.84。文獻[3]認為，粉煤灰加氣混凝土無論在自然狀態下或人工條件下碳化（CO2濃度80%，相對濕度65%～70%或80%～85%），28d后抗壓強度均增加，碳化系數大于1。

　　粉煤灰加氣混凝土的水化產物主要是不同結晶度的托勃莫來石、C- S- H凝膠和水化石榴石[4]。在CO2作用下，隨著使用時間的延長，粉煤灰加氣混凝土中的水化產物，尤其是托勃莫來石和C- S- H凝膠逐漸分解[5]，表現為粉煤灰加氣混凝土碳化。粉煤灰加氣混凝土碳化后抗壓強度的變化與其水化產物的含量有關，即使是同一類型的粉煤灰加氣混凝土，如果蒸壓養護制度不同，水化產物的含量以及結晶度也可能不同，導致碳化后抗壓強度的變化產生較大的差異。文獻[6，7]認為引起粉煤灰加氣混凝土長期抗壓強度降低的主要因素是碳化。

　　粉煤灰加氣混凝土的水化產物中C- S- H凝膠含量少，而且結晶度較差，溶解度大于托勃莫來石，因而碳化速度快。碳化速度快的試件由于碳化收縮較大，引起微裂縫擴展，導致粉煤灰加氣混凝土試件抗壓強度降低。放置在室內和室外不經受日曬雨淋的試件完全碳化后，抗壓強度降低程度基本相同。放置在室外經受日曬雨淋的試件，由于干濕循環的作用，完全碳化后，與放置在室內的試件相比，抗壓強度降低幅度較大。

3.2 粉煤灰加氣混凝土的碳化速度

　　放置在室內和室外不經受日曬雨淋的粉煤灰加氣混凝土試件，含水率較低，由于室內空氣中二氧化碳含量高于室外，因此放置在室內的粉煤灰加氣混凝土試件的碳化速度比放置在室外的試件快。放置在室外經受日曬雨淋的粉煤灰加氣混凝土試件的孔隙被水填充，始終處于較高的含水率狀態，碳化速度較慢。

　　綜上所述，可以認為粉煤灰加氣混凝土碳化穩定性較差。但是，通過對已經使用了約15年的粉煤灰加氣混凝土砌塊（從拆除的填充墻上抽取10個砌塊，填充墻抹灰厚度為25mm～30mm）進行的碳化深度測試，發現檢測的10塊粉煤灰加氣混凝土砌塊中有7塊的碳化深度小于5mm，只有三塊完全碳化。對這些砌塊的檢測結果進行分析，認為在實際應用過程中，如果粉煤灰加氣混凝土砌塊填充墻沒有開裂而且墻面抹灰質量良好，粉煤灰加氣混凝土砌塊就不會碳化，其性能不會劣化。因此，可以認為在實際應用過程中，墻體開裂可能是引起加氣混凝土碳化并導致加氣混凝土性能劣化的主要原因。

4 結論

　　1）碳化是引起粉煤灰加氣混凝土長期抗壓強度劣化的主要因素，不論自然碳化還是人工碳化，碳化后的粉煤灰加氣混凝土試件的抗壓強度與未碳化試件的相比均有不同程度的降低，碳化系數小于1。

　　2）粉煤灰加氣混凝土試件放置在室內時，碳化速度比放置在室外快，大約一年的時間，粉煤灰加氣混凝土試件已經完全碳化。由于碳化速度較快，粉煤灰加氣混凝土砌塊砌筑后應在60d內進行抹面施工，防止其碳化。

　　3）在實際應用過程中，如果粉煤灰加氣混凝土砌塊墻體沒有開裂而且墻面抹灰質量良好，粉煤灰加氣混凝土砌塊就不會碳化，其性能不會劣化。因此，應采取有效的防止墻體開裂的措施，以防止碳化等因素對加氣混凝土耐久性的影響。

參考文獻：

　　[1]F.M.李，唐明述等.水泥和混凝土化學（第三版）[M].北京：中國建筑工業出版社，1980- 3.

　　[2]重慶建筑工程學院，南京工學院.混凝土學[M].北京：中國建筑工業出版社，1981，211.

　　[3]吳正直.粉煤灰房建材料的開發與應用[M].北京：中國建材工業出版社，2003- 1，172~205.

　　[4]孫國匡，唐弟，趙宇平.加氣混凝土及其水化產物碳化的研究[J].硅酸鹽學報，1985- 12，13（4）：414~423.

　　[5]孫報真，蘇而達.水化硅酸鈣的結晶度與碳化速度[J].硅酸鹽學報，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]吳國強.粉煤灰加氣混凝土長期強度劣化機理探討[J].硅酸鹽學報，1996- 4：24（4）：235~240.