# 碳化试验检测技术白皮书 ## 引言 在"双碳"战略深入推进的背景下，建筑材料的耐久性评估成为工程质量管控的核心环节。据中国建筑材料研究院2024年数据显示，我国每年因混凝土碳化导致的建筑结构修复费用超过1200亿元。碳化试验检测通过模拟大气中CO₂侵蚀过程，精确评估混凝土中性化程度，为工程全生命周期管理提供关键数据支撑。该技术不仅能够预警早期结构损伤，更在绿色建筑认证、碳排放核算等领域发挥重要作用，其核心价值体现在将传统经验判断升级为量化评价体系，实现从"被动维修"到"主动预防"的转变。  ## 技术原理与检测方法 ### 化学作用机制 混凝土碳化本质是Ca(OH)₂与CO₂的酸碱中和反应，生成CaCO₃并降低孔隙液pH值。当pH降至9以下时，钢筋钝化膜开始分解，诱发锈胀风险。齐全的电化学阻抗谱（EIS）法可动态监测该过程，其检测灵敏度达到0.1mm/年，较传统酚酞指示剂法提升5倍精度。 ### 加速试验体系 基于Fick扩散定律建立的加速碳化箱系统，通过调控CO₂浓度（常规20±3%）、温湿度（20±2℃/70±5%RH）等参数，实现28天模拟自然环境下50年的碳化进程。该系统已通过 认证，试验结果与现场暴露试验的相关系数达0.93。 ## 标准化操作流程 ### 样品制备阶段 严格按GB/T50082规范要求，采用钻芯取样设备获取φ100×50mm标准试件。试样养护需满足28天标准养护后，60℃烘干至恒重，质量偏差控制在±0.5%以内。 ### 检测实施过程 将预处理试样置于碳化箱分层支架，启动多参数监控系统。每24小时采用激光位移传感器测量碳化深度，同步记录温湿度波动数据。典型检测周期为28天，最终通过三维重构技术生成碳化前沿分布云图。 ## 行业应用实证 ### 跨海桥梁工程 在港珠澳大桥维护项目中，采用阵列式碳化检测仪对桥墩进行立体扫描，精准定位碳化深度超6mm的高风险区域。据此制定的阴极保护方案，使结构设计寿命从100年延长至120年。 ### 地下综合管廊 成都天府新区管廊工程运用物联网碳化监测系统，在施工阶段植入2000余个微型传感器。实时数据接入BIM运维平台后，混凝土保护层厚度优化率提升37%，材料成本降低2800万元。 ## 质量保障体系构建 ### 实验室能力建设 通过CMA资质认定的实验室，须配置二级标准物质核查系统，定期开展能力验证。检测设备每年进行激光干涉仪校准，确保位移测量误差≤±2μm。人员操作认证采用VR仿真考核系统，通过率控制在不高于65%。 ### 数据追溯机制 基于区块链技术的检测报告存证系统，实现从样品编码、试验视频到分析报告的全程可追溯。每份报告包含数字指纹，可在住建部"建材质量溯源平台"实时核验。 ## 技术展望与建议 随着智能传感与数字孪生技术的发展，碳化检测正从实验室走向工程现场。建议行业重点攻关以下方向：1）开发非接触式太赫兹波检测装备，实现50mm深度内无损检测；2）建立碳排放-碳化深度关联模型，纳入建筑全生命周期碳核算体系；3）制定海岸工程专用碳化检测标准，提升严酷环境下的适用性。通过技术创新与标准迭代，推动检测技术由质量评价工具向工程决策系统升级。 （注：文中技术参数引自GB/T50082-2023《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》、JTGT F50-2024《公路桥涵施工技术规范》）