（兰州理工大学甘肃兰州730000）
【摘要】基于大量的实际检测数据，分析了深圳地区钢筋混凝土结构板、梁、柱的碳化深度和保护层厚度。保护层方面的统计表明：保护层实际平均厚度基本满足设计要求，但部分工程的实际保护层厚度同设计厚度偏差较大，对于板、梁，实际保护层厚度小于设计值的占19.2％（样本空间分别为25796），因而仍需进一步加强保护层厚度的相关控制。
【关键词】碳化深度；碳化系数；保护层厚度；钢筋混凝土结构
【中图分类号】TU375【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）12-0192-02
1.引言
深圳地区属亚热带季风海洋性气候，年平均气温为22.5℃，最高气温为38.7℃，最低气温为0.2℃。年平均相对湿度为77%，显然该地区气温较高、湿度较大，这种环境对于建筑物防止碳化本身是不利的。
本文以深圳大量现有实际建筑物的调查结果为基础，对所采集的同一环境、同一强度的关于保护层和碳化深度的数据进行分析，指出深圳地区保护层实测值和设计值的统计规律，并提出改进建议；研究适合深圳地区的碳化深度随时间的变化规律，并得到深圳地区的不同强度等级的混凝土碳化模型中重要系数――碳化速度系数，该系数对于建立相关地区结构剩余承载力、使用寿命预测等具有重大意义。
2.碳化模型回顾
基于Fick定律的一般碳化模型是目前最常用的模型：假定CO2沿扩散方向的浓度梯度为一定值，CO2沿扩散方向的扩散通量只与浓度梯度成正比，扩散服从Fick第一定律，其一维扩散的数学形式为：，如果单位体积混凝土结合CO2体积浓度为a，则单位面积混凝土在dt时间内混凝土结合CO2量，由Fick第一定律可得：
式中：
D——CO2在混凝土中的扩散系数，m2/s；
Cs——混凝土表面CO2浓度，kg/m3；
χC——时间t时的碳化深度，mm；
a——混凝土结合CO2的能力，kg/m3；
t——碳化时间，年；
K——碳化速度系数；该系数综合反映了各影响因素对碳化速度的影响。
3.保护层厚度
众所周知，混凝土保护层的逐渐碳化，最终将导致构件内部钢筋的锈蚀，但这个过程是一个缓慢的，由表及里的过程。混凝土保护层的厚度越大，钢筋起锈所需的时间就越长，结构耐久性就越好；反之，钢筋起锈所需的时间就越短，结构耐久性就越差。本文就是在对建筑物的检测鉴定中，对深圳地区的混凝土的保护层厚度进行了实测，积累了大量数据。本文从中选出一些具有代表性的数据，汇总及归纳如表1、表2所示。
从上述计算结果可以看出：深圳地区的保护层厚度平均值满足设计要求，这比全国的保护层厚度约为设计值的0.85倍比较起来是一个很好的优点，但是也可以看到深圳地区实际工程中板、梁保护层厚度不合格的百分比分别为19.2%，且保护层变异系数较大，而实际保护层厚度小于设计保护层厚度对建筑物的耐久性是极为不利的，会加快混凝土碳化的进程。
4.碳化深度
由于建筑物所处环境和混凝土本身质量的随机性，使得混凝土碳化过程中存在很多的不确定性。即使是同一建筑物、同一强度等级的混凝土，其碳化深度也有很大的差异。本文在对建筑物的检测鉴定中，对混凝土的碳化深度进行了实测，积累了大量数据。本文从中选出一些具有代表性的数据，汇总及归纳如表2所示。
值得说明的是：碳化速度系数除与本地区的温度、湿度有关以外，还与混凝土配合比、浇注质量、养护条件等影响混凝土密实度的因素有关，同CO2浓度在室内外也存在较大的差别，如民用建筑室内环境CO2浓度一般大于2.0％，而对于大中城市室外环境一般为1.3％左右。
5.结论
（1）本文对大量的实际建筑工程检测的保护层厚度和碳化深度进行分析，针对保护层厚度的相关问题给出了建议，给出了对应于C25混凝土的碳化速度系数，这些参数可用于我国南方高温高湿地区混凝土结构的耐久性计算，为相关科研提供基础性数据。
（2）在干湿交替的中国南方热带地区，强度等级越低，耐久性能越差；在诸如深圳这样的特殊温度和湿度环境下，甚至一些建筑工程竣工不到2年的时间碳化深度即达到6mm以上，需进一步研究改善诸如增加保护层厚度等措施。