【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(shù)小于1。
【關(guān)鍵詞】粉煤灰加氣混凝土；碳化；碳化系數(shù)；抗壓強度；
【中圖分類號】TU528.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】1003- 5273(2007)02- 0046- 02
碳化穩(wěn)定性是評定加氣混凝土耐久性的常用指標(biāo)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(chǎn)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(chǎn)的粉煤灰加氣混凝土砌塊加工成標(biāo)準(zhǔn)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(jié)果的平均值作為最終試驗結(jié)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(xué)性能試驗參照《加氣混凝土力學(xué)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(chǎn)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(jié)果
2.1 碳化系數(shù)
加氣混凝土的水化產(chǎn)物在CO2和水的作用下發(fā)生分解的難易程度及對其物理力學(xué)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(shù)來衡量。
將粉煤灰加氣混凝土試件分別放置在室內(nèi)（溫度20±2℃，相對濕度50%～60%）和室外(部分試件經(jīng)受日曬雨淋，
另外一部分試件不經(jīng)受日曬雨淋)以及碳化箱中，經(jīng)過一段時間，將試件在《加氣混凝土力學(xué)性能試驗方法》GB/T11971- 1997規(guī)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(jié)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(nèi)、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(shù)小于1。放置在室內(nèi)的試件，碳化系數(shù)為0.65；放置在室外經(jīng)受日曬雨淋的試件，碳化系數(shù)為0.58；放置在室外不經(jīng)受日曬雨淋的試件，碳化系數(shù)為0.68；放置在碳化箱中的試件，碳化系數(shù)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(jīng)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(guān)。
放置在室內(nèi)環(huán)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(jīng)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(jīng)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(jù)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(xiàn)[1]認(rèn)為，水泥制品碳化以后，水泥的水化產(chǎn)物分解，強度顯著增加。文獻(xiàn)[2]認(rèn)為，放置在室內(nèi)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(shù)為0.84。文獻(xiàn)[3]認(rèn)為，粉煤灰加氣混凝土無論在自然狀態(tài)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(shù)大于1。
粉煤灰加氣混凝土的水化產(chǎn)物主要是不同結(jié)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(chǎn)物，尤其是托勃莫來石和C- S- H凝膠逐漸分解[5]，表現(xiàn)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(chǎn)物的含量有關(guān)，即使是同一類型的粉煤灰加氣混凝土，如果蒸壓養(yǎng)護制度不同，水化產(chǎn)物的含量以及結(jié)晶度也可能不同，導(dǎo)致碳化后抗壓強度的變化產(chǎn)生較大的差異。文獻(xiàn)[6，7]認(rèn)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(chǎn)物中C- S- H凝膠含量少，而且結(jié)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(dǎo)致粉煤灰加氣混凝土試件抗壓強度降低。放置在室內(nèi)和室外不經(jīng)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(jīng)受日曬雨淋的試件，由于干濕循環(huán)的作用，完全碳化后，與放置在室內(nèi)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(nèi)和室外不經(jīng)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(nèi)空氣中二氧化碳含量高于室外，因此放置在室內(nèi)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(jīng)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(tài)，碳化速度較慢。
綜上所述，可以認(rèn)為粉煤灰加氣混凝土碳化穩(wěn)定性較差。但是，通過對已經(jīng)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(jìn)行的碳化深度測試，發(fā)現(xiàn)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(jié)果進(jìn)行分析，認(rèn)為在實際應(yīng)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(zhì)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(rèn)為在實際應(yīng)用過程中，墻體開裂可能是引起加氣混凝土碳化并導(dǎo)致加氣混凝土性能劣化的主要原因。
4 結(jié)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(shù)小于1。
2）粉煤灰加氣混凝土試件放置在室內(nèi)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(jīng)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(yīng)在60d內(nèi)進(jìn)行抹面施工，防止其碳化。
3）在實際應(yīng)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(zhì)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(yīng)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。
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