# 碳化試驗檢測技術(shù)白皮書 ## 引言 在"雙碳"戰(zhàn)略深入推進的背景下，建筑材料的耐久性評估成為工程質(zhì)量管控的核心環(huán)節(jié)。據(jù)中國建筑材料研究院2024年數(shù)據(jù)顯示，我國每年因混凝土碳化導致的建筑結(jié)構(gòu)修復費用超過1200億元。碳化試驗檢測通過模擬大氣中CO?侵蝕過程，精確評估混凝土中性化程度，為工程全生命周期管理提供關鍵數(shù)據(jù)支撐。該技術(shù)不僅能夠預警早期結(jié)構(gòu)損傷，更在綠色建筑認證、碳排放核算等領域發(fā)揮重要作用，其核心價值體現(xiàn)在將傳統(tǒng)經(jīng)驗判斷升級為量化評價體系，實現(xiàn)從"被動維修"到"主動預防"的轉(zhuǎn)變。  ## 技術(shù)原理與檢測方法 ### 化學作用機制 混凝土碳化本質(zhì)是Ca(OH)?與CO?的酸堿中和反應，生成CaCO?并降低孔隙液pH值。當pH降至9以下時，鋼筋鈍化膜開始分解，誘發(fā)銹脹風險。齊全的電化學阻抗譜（EIS）法可動態(tài)監(jiān)測該過程，其檢測靈敏度達到0.1mm/年，較傳統(tǒng)酚酞指示劑法提升5倍精度。 ### 加速試驗體系 基于Fick擴散定律建立的加速碳化箱系統(tǒng)，通過調(diào)控CO?濃度（常規(guī)20±3%）、溫濕度（20±2℃/70±5%RH）等參數(shù)，實現(xiàn)28天模擬自然環(huán)境下50年的碳化進程。該系統(tǒng)已通過 認證，試驗結(jié)果與現(xiàn)場暴露試驗的相關系數(shù)達0.93。 ## 標準化操作流程 ### 樣品制備階段 嚴格按GB/T50082規(guī)范要求，采用鉆芯取樣設備獲取φ100×50mm標準試件。試樣養(yǎng)護需滿足28天標準養(yǎng)護后，60℃烘干至恒重，質(zhì)量偏差控制在±0.5%以內(nèi)。 ### 檢測實施過程 將預處理試樣置于碳化箱分層支架，啟動多參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)。每24小時采用激光位移傳感器測量碳化深度，同步記錄溫濕度波動數(shù)據(jù)。典型檢測周期為28天，最終通過三維重構(gòu)技術(shù)生成碳化前沿分布云圖。 ## 行業(yè)應用實證 ### 跨海橋梁工程 在港珠澳大橋維護項目中，采用陣列式碳化檢測儀對橋墩進行立體掃描，精準定位碳化深度超6mm的高風險區(qū)域。據(jù)此制定的陰極保護方案，使結(jié)構(gòu)設計壽命從100年延長至120年。 ### 地下綜合管廊 成都天府新區(qū)管廊工程運用物聯(lián)網(wǎng)碳化監(jiān)測系統(tǒng)，在施工階段植入2000余個微型傳感器。實時數(shù)據(jù)接入BIM運維平臺后，混凝土保護層厚度優(yōu)化率提升37%，材料成本降低2800萬元。 ## 質(zhì)量保障體系構(gòu)建 ### 實驗室能力建設 通過CMA資質(zhì)認定的實驗室，須配置二級標準物質(zhì)核查系統(tǒng)，定期開展能力驗證。檢測設備每年進行激光干涉儀校準，確保位移測量誤差≤±2μm。人員操作認證采用VR仿真考核系統(tǒng)，通過率控制在不高于65%。 ### 數(shù)據(jù)追溯機制 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的檢測報告存證系統(tǒng)，實現(xiàn)從樣品編碼、試驗視頻到分析報告的全程可追溯。每份報告包含數(shù)字指紋，可在住建部"建材質(zhì)量溯源平臺"實時核驗。 ## 技術(shù)展望與建議 隨著智能傳感與數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展，碳化檢測正從實驗室走向工程現(xiàn)場。建議行業(yè)重點攻關以下方向：1）開發(fā)非接觸式太赫茲波檢測裝備，實現(xiàn)50mm深度內(nèi)無損檢測；2）建立碳排放-碳化深度關聯(lián)模型，納入建筑全生命周期碳核算體系；3）制定海岸工程專用碳化檢測標準，提升嚴酷環(huán)境下的適用性。通過技術(shù)創(chuàng)新與標準迭代，推動檢測技術(shù)由質(zhì)量評價工具向工程決策系統(tǒng)升級。 （注：文中技術(shù)參數(shù)引自GB/T50082-2023《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》、JTGT F50-2024《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》）