浙江大学 | 郭若楠，易臻伟，王涛，等：二氧化碳养护混凝土活性组分固碳率评价方法

随着温室效应的不断加剧，政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2018年发布特别报告表明，将全球温升控制在1.5℃将会减少对生态系统、人类健康的影响，这需要社会各方面进行快速、深远和前所未有的变革。CO ₂ 捕集、封存和利用技术（CCUS）是应对气候变化、控制碳排放的有效手段，有望成为我国2030年后碳排放快速去峰的关键技术。其中，CO ₂ 矿化技术通过CO ₂ 与天然矿物或工业固废中的钙镁碱性组分反应转化为碳酸盐，实现温室气体的稳定封存。针对天然矿石（蛇纹石、橄榄石等）的传统矿化技术路线往往需要经过热活化或机械活化等步骤，能耗和成本较高；针对工业固废为主的液相矿化技术路线也需要复杂的工艺过程和物料流程。CO ₂ 矿化养护混凝土技术直接利用成型后的混凝土与CO ₂ 气体进行反应，无须进行活化，且能缩短养护时间至数小时，同时提高力学性能和耐久性，近年来受到越来越多的关注。

混凝土体系中的多种组分均可与CO ₂ 反应。硅酸盐水泥（OPC）作为混凝土中使用最广泛的水化胶凝材料，同时具有碳酸化反应活性。OPC的水化产物水化硅酸钙凝胶（C—S—H）、钙矾石以及未水化的硅酸三钙及硅酸二钙等均为碳酸化反应活性物质。在CO ₂ 矿化养护混凝土体系中，CO ₂ 扩散进入内部的微孔隙液环境中与析出的Ca ²⁺ 、Mg ²⁺ 结合为碳酸盐（如方解石、文石等），并填充内部微孔结构，在固定CO ₂ 的同时提升混凝土的力学性能。主要碳酸化反应如式(1)～式(4)所示，矿化过程中释放大量热量，并带来内部孔隙水的蒸发。

此外，由于水泥在1400～1500℃高温烧制过程中会排放大量CO ₂ （每吨水泥约排放866kg CO ₂ ），为了进一步降低整个生产过程中的碳排放量，可利用多种固体废弃物替代水泥作为胶凝材料，主要包括钢渣、高炉渣、电石渣、粉煤灰和金属冶炼过程中产生的尾渣等。通过化学成分分析，典型钢渣中CaO及MgO的含量可达30%～70%，典型高炉渣中可达35%～60%，低钙粉煤灰中为3%～5%，中高钙粉煤灰可达15%及以上，而电石渣中可高达80%以上，均具有CO ₂ 反应活性。因而，通过添加多种工业固废作为矿化养护混凝土的原料，既能替代部分水泥降低碳排放，又能实现工业固废的资源化利用。

在矿化养护固废混凝土技术中，固碳率是评价其低碳性能的关键指标。目前，国内外已有多个研究机构开展了相关研究，固碳率评价方法也不尽相同，其评价过程可分为固碳量评价和折算基准两部分。Tu等在矿化养护前后的质量增加基础上，通过补偿吸水纸收集的蒸发水质量来评估试件的固碳量，并将固碳量与Steinour公式计算得到的水泥干料最大理论固碳量的比值作为矿化养护转化率，用于评价不同试件的固碳能力。结果表明，石灰石掺比从0增大到20%时，相应的矿化转化率从22.9%增加到31.6%。Wei等利用饱和湿度下的CO ₂ 气体进行矿化，并将矿化养护前后的质量增加量与粉煤灰干料的比值作为固碳率，结果表明，在45～75℃的养护温度下，固碳率由约6%增加到11%（质量分数）。此外，Mahoutian等通过碳硫分析仪测得矿化养护前后试件中CO ₂ 含量的差异，并将其与试件中钢渣干料质量的比值作为固碳率，得到钢渣砌块的固碳率为3.4%～4.6%（质量分数）。本文作者课题组通过测量矿化养护前后反应器内CO ₂ 气体的温度和压力，得到CO ₂ 气体的消耗量作为试件的固碳量，将固碳量与矿化反应前的试件质量的比值作为固碳率，结果表明硅灰石水泥砌块的固碳率为12%～20%（质量分数）。另将矿化养护前后的试件质量增加量与试件中干料质量的比值作为试件的固碳率，得到多元固废粉煤灰-高炉渣混凝土试件的固碳率为3.8%～13.39%（质量分数）。

由此可见，在不同研究中由于混凝土原料组分复杂、养护工艺路线多样，对固碳量和折算基准的评价方法也各有不同，见图1。其中，固碳量的测量方法可分为增重法、取样分析法、气体计量法三类。另外，折算基准也存在多种评价方法，包括试件矿化养护前质量、试件中所有干料质量（如试件中水泥或其他干料的质量）以及试件中活性组分的质量等，尚未形成统一的评价方法。

本文首先对不同固碳量和折算基准评价方法的原理和特点进行比较分析。在此基础上，针对混凝土体系中物料组分复杂导致固碳量评价方法和折算基准难以统一的问题，本文提出一种适用性和可操作性较好的增重法-烘至绝干法的固碳量评价新方法和基于修正后活性组分质量的折算基准。以水泥净浆体系为实验对象，对不同固碳量的评价新方法进行定量比较，判断其合理性和可靠性。进一步，以多种固废混凝土体系为实验对象，对不同折算基准的评价结果进行比较。最后，利用本文提出的活性组分固碳率评价方法，对河南焦作CO ₂ 养护混凝土工业试验产品的固碳率进行评价。

1.1.1  增重法

目前，增重法是大多数研究中普遍采用的固碳量评价方法，具体又可分为直接增重法、养护釜整体增重法、蒸发水补偿法、饱和湿度法，见表1。

直接增重法以矿化养护前后试件的质量增加量作为该试件的固碳量。该方法操作简单，但缺少对碳酸化反应放热造成的内部游离水蒸发的质量补偿。养护釜整体增重法以包含样品在内的养护釜整体在矿化养护前后的质量增加量作为试件的固碳量，因为蒸发水冷凝在养护釜内壁，因此无须进行额外补偿，但该方法不适用于大型工业养护装置。蒸发水补偿法用吸水纸收集冷凝在内壁的蒸发水并测量吸水纸前后质量增加量，以试件本身的质量增加量和吸水纸质量增加量之和作为试件的固碳量。该方法仅适用于实验室及密闭养护系统，不适用于大型工业养护装置，不适用于CO ₂ 流通养护工艺，因为流通气体会同时携带蒸发水，难以用吸水纸收集。饱和湿度法通过将试件置于饱和湿度环境中以避免试件中游离水的蒸发，或将CO ₂ 气体先鼓泡至盛水容器中再与试件接触，以矿化养护前后试件的质量增加量作为该试件的固碳量。该方法考虑了蒸发水的影响，但在加压矿化养护中较难获得饱和湿度环境。另外，饱和环境湿度对CO ₂ 养护的影响机制目前尚不清楚，可能会影响气体的扩散过程。

1.1.2  取样分析法

取样分析法可分为热重法和碳元素分析法两类。

热重法利用热重分析仪对从试件上取得的微量样品（5～30mg）中的CO ₂ 质量损失进行测量，以局部的CO ₂ 质量损失率代表该试件的固碳量占养护后试件总质量的比例（表2）。通常，在N ₂ 气氛下448～467℃出现Ca(OH) ₂ 的质量损失峰，在390～424℃出现Mg(OH) ₂ 的质量损失峰，在700～773℃出现碳酸钙晶态（主要为方解石，可能伴有少量文石或球霰石）的质量损失峰。考虑到矿化反应产物可能含有非晶态和部分结晶性差的碳酸钙，其分解温度比碳酸钙晶体的分解温度更低，500～850℃可以覆盖大部分类型碳酸钙的分解温度，实际评价过程中需根据不同样品的热重曲线，采用不同的温度范围。Mo等在研究水泥-粉煤灰-氧化镁混合物碳酸化时，采用质量损失温度范围为500～850℃，在研究碳酸化镁渣净浆时，根据实际热重曲线，采用质量损失温度范围为550～700℃。另外，若未养护的原料中本身碳酸钙含量较多，应扣除原料中的碳酸钙带来的质量损失。碳元素分析法采用碳硫分析仪分别对矿化养护前后的试件上取得的少量（50～300mg）样品中的碳元素含量进行测量，利用两者的差值来评价该试样在矿化养护过程中的固碳量。

相比增重法，取样分析法具有分析精度高的特点，且避免了增重法中对蒸发水的补偿，能够精确地测量试件局部的固碳量。但由于碳化过程中由外至内的矿化反应程度差异较大，受CO ₂ 气体扩散控制的影响，即使外层已完全反应，内部仍未完全碳酸化。Ho等由酚酞试验测得的碳化面试验结果显示，碳酸化深度与试样在不同固化条件下的暴露时间的平方根成正比，直径为100mm的水泥砂浆经矿化养护后其碳化深度为14～16mm，故取样位置对测量结果的影响不可忽略。在大规模工业生产中，不仅在单个试件内部存在矿化反应程度的差异，在大型养护釜中多个试件堆叠的内外层同样存在差异。因此，用局部取样分析法得到的固碳量更适用于实验室研究，对工业产品的分析则需要通过有代表性的多点取样来完成。另外，此类方法需借助精密的分析仪器，操作相对复杂，分析时间长。

1.1.3  气体计量法

气体计量法通过测量CO ₂ 气体在矿化养护过程中的消耗量获得试件的固碳量（表3）。该方法避免了增重法中对蒸发水补偿带来的误差，且不存在取样分析法的取样位置不同带来的误差，能够相对准确地对试件固碳量进行测量。值得注意的是，由于气体的可压缩性，在加压情况下，并不能完全按照理想气体状态方程计算，需查表得到CO ₂ 气体在不同工况（压力、温度）下的压缩因子进行修正。由于压缩因子对压力较敏感，因此使用此方法需对反应器内部温度和压力进行精准测量。

常见的折算基准包括试件养护前质量、试件中所有干料质量（如试件中水泥或其他干料的质量）以及试件中水泥理论最大固碳量，不同折算基准的侧重点各有不同。

以试件养护前质量为基准可以反映单位质量试件的固碳能力，但无法直接反映干料的固碳能力差异。对于总质量相同而含水量不同的试件，或干料质量相同但含水量不同的试件，折算至养护前试件质量的固碳率会呈现较大的差异性。

进一步以试件中所有干料或某种干料质量为基准，考虑了含水率不同对固碳量结果的影响，能够反映单位质量干料在不同矿化条件下的固碳能力。而对于含有多种混合干料的混凝土配方，如水泥、高炉渣、钢渣、粉煤灰等，每种干料含碳酸化活性组分的比例相差较大。表4为不同研究中固废的化学组分，其中碱性Ca、Mg等组分在不同干料中的质量分数低至1.17%、高至66.50%，各原料的碳酸化潜力差异较大。因此采用干料质量作为折算基准，无法直接反映干料中碳酸化活性组分的固碳能力差异。

Steinour在1959年提出根据混凝土原料中的化学组分来估算原料的理论CO ₂ 固定能力，认为CaO、MgO、Na ₂ O和K ₂ O组分均可以与CO ₂ 进行碳酸化反应，但应扣除CaO组分与SO ₃ 结合生成硫酸盐的部分。结合组分分析中氧化物与CO ₂ 反应的化学计量数的配比来估算原料的理论最大固碳率，如式(5)。

Tu等利用增重法-蒸发水补偿法得到的固碳量与水泥的理论最大固碳量的比值评价试件的固碳能力。在计算折算基准时，考虑其中水泥组分的基于Steinour公式的理论最大固碳量，不考虑石灰石部分，如式(6)。由式(6)计算得到，掺石灰石混凝土的碳酸化转化率为16%～34%。

式中， C _cement 为水泥占整个矿化养护前试件的质量分数，%。

Pan等在Steinour公式的基础上，通过式(7)对不同固废的最大理论固碳率进行评估，扣除固废原料CaO组分中与CaCO ₃ 和硫酸盐结合的部分，但未考虑Na ₂ O、MgO、K ₂ O等其他组分的碳酸化反应活性。

在实际矿化反应过程中，通常由于钝化层的形成或未反应的组分对碳酸化呈惰性而导致反应深度不足，即使在反应转化率非常高的完全液相矿化条件下，也几乎无法实现Steinour公式中的完全转化。Doucet通过酸化研究了转炉渣中主要硅酸盐和铁素体矿物的溶解度，发现经0.5mol/L HNO ₃ 溶解后，炉渣对CO ₂ 的反应量可能至少比理论最大固碳量低25%。总体来说，Steinour公式从理论上提供了一种评价不同种类、不同来源水泥、固废等原料的折算基准，但仍需进一步修正。

本文提出一种新的适用性和可操作性较好的增重法-烘至绝干法的固碳量评价方法和基于修正后活性组分质量的折算基准，并以水泥净浆体系为实验对象，对固碳量的评价结果进行定量比较。进一步，以固废混凝土体系为实验对象，对不同折算基准的评价结果进行比较。根据本文提出的改进固碳率评价方法，对工业规模CO ₂ 养护混凝土工业试验产品进行评价。

水泥净浆体系实验中，原料水泥为市售海螺牌P.O 42.5水泥，将水泥与水搅拌混合（水固比为0.326～0.347），将充分搅拌后的浆体填充进40mm×40mm×40mm的塑料模具，经过24h水化成型，样品脱模并置于烘箱中干燥至相同剩余水固比（0.2左右）。

固废混凝土体系实验中，水泥原料同上，粉煤灰来自杭联热电厂，钢渣为河北灵寿县某公司的水淬钢渣，研磨后粒径约15μm。实验室用CO ₂ 气体由杭州市今工气体有限公司提供，纯度99.9%。各原料的化学组分由X射线荧光光谱仪(XRF)测试，结果如表5。各原料的热重测试结果如表6，则折算后相应CaCO ₃ 中CaO占水泥、粉煤灰、钢渣原料的质量分数分别为3.366%、0.269%和1.061%。各原料按表7中3种配比进行混合，代号C、F、S分别代表水泥、粉煤灰与钢渣。经前期研究发现，粉煤灰能够有效增加试件的孔隙率，提供CO ₂ 气体的扩散通道，而钢渣具有较高的CO ₂ 反应活性，能提供更高的力学强度，其最佳配比通过实验优化获得。本实验中为体现固废含量不同对折算基准的影响，选取水泥质量分数均为40%，选取粉煤灰与钢渣质量分数分别为10%和50%、30%和30%、50%和10%，设计配比中两种固废含量差距较大，对折算基准的影响更加明显，便于说明实验结果。搅拌及成型过程同水泥净浆实验，固废混凝土C4F1S5、C4F3S3、C4F5S1的剩余水固比分别为0.286、0.275和0.269。

工业规模试验中，原料均来自当地水泥厂、电厂、钢铁厂等。水泥为P.O 42.5水泥，CO ₂ 气体由当地CO ₂ 液罐车运送。各原料的化学组分如表8。各原料的热重测试结果如表9，各原料配比如表10。

水泥净浆体系和固废混凝土实验在小型CO ₂ 养护平台进行。养护釜、缓冲釜的设计容积分别为1067.38mL和512.65mL，缓冲釜用于在反应前充入足够CO ₂ 气体并在反应过程中向养护釜补气维持压力恒定。各釜内均内置温度、压力和湿度传感器。养护压力为1.0MPa，养护时间为4h。实验时将试件置于养护釜中，先将CO ₂ 气体通入缓冲釜中约至3.53MPa并保持5min稳定后，开始向养护釜通气进行矿化养护，实时记录温度、压力和湿度变化。

在增重法-饱和湿度法实验中，先将敞口热水容器置于养护釜中密闭，待湿度增加到80%后，打开养护釜放入试件并密闭，形成高湿度养护环境。养护完成后，打开密闭的养护釜后立即用吸水纸擦拭内部的所有冷凝水，并称量吸水纸的质量增加量。在烘至绝干法试验中，分别取养护前和养护后的试件A、B放入烘箱中(105±5)℃下烘至恒重，测量养护前后的游离水质量变化。

工业试验中CO ₂ 养护在大型反应釜中进行，单釜总体积为147m ³ ，内部可容纳混凝土试件总体积为66.67m ³ ，养护釜内设温度和压力传感器。CO ₂ 罐车在向大型养护釜排气前和排气后的总质量分别通过地磅获得。

2.3.1  基于增重法-烘至绝干法的固碳量评价方法

综合考虑已有研究中不同固碳量的评价方法的特点，本文提出改进的增重法-烘至绝干法的固碳量评价方法。其原理是，在矿化反应过程中蒸发的水来自于试件中的游离水，因此可通过试件在(105±5)℃下烘至恒重后的质量减少量，近似得到该试件中的游离水质量，并通过养护前后试件中游离水含量的差值估计蒸发水量，进而对直接增重法得到的固碳量进行补偿，见式(8)～式(10)。

实际操作过程中，因完全烘干后对试件养护过程有影响，因此取同批次养护前后试件A、B分别烘干进行养护前后含水率的测定。取养护前试件A，置于烘箱中(105±5)℃下烘至恒重，将烘干质量损失Δ m _A-drying 占养护前试件A的质量分数记为含游离水率 δ _before ；另取试件B记录矿化养护前、后质量分别为 m _B-before 和 m _B-after ，将养护后试件B置于烘箱中(105±5)℃下烘至恒重，将烘干质量损失Δ m _B-drying 占养护后试件B的质量分数记为含游离水率 δ _after ，由式(8)计算得试件的固碳量。最终固碳量结果取3次单独测量的平均值。

特别注意的是，若矿化养护试件原料中电石渣含量较多，则需考虑养护过程中由化合水生成游离水的部分。不同于水泥和粉煤灰、钢渣等固废原料的混凝土养护前，试件中水化产物为水化硅酸钙凝胶和少量氢氧化钙（<15%），电石渣中含有的大量Ca(OH) ₂ （质量分数>80%）与CO ₂ 反应生成等物质的量的游离水，根据消耗CO ₂ 与生成游离水的化学计量数之比为1∶1，则试件固碳量可用式(11)替代式(8)来计算。

2.3.2  基于气体计量法的固碳量评价方法

对工业规模的矿化养护混凝土的固碳量进行测量时，可直接通过进口CO2质量和出口CO ₂ 质量的差值来确定CO ₂ 吸收质量，见式(12)和式(13)。

其中，进口质量 m _inlet 由CO ₂ 罐车在排气前和排气后两次过地磅的质量差值确定；矿化养护结束时，养护釜内部达到平衡状态，记录此时CO ₂ 气体的温度、压力，养护釜剩余气体容积为养护釜容积与混凝土砌块容积之差；CO ₂ 气体的压缩系数 z ₂ 根据相应的温度和压力在Aspen Plus物性数据库（PSRK物性方法）中查表得到；由式(13)计算出口质量 m _outlet 。

2.3.3  其他固碳量评价方法

在取样分析法-热重法实验中，对矿化养护后试件的不同深度区域取样，可分为距表层0、0～0.5cm、0.5～1.0cm、1.0～1.5cm、1.5～2.0cm共5个区域，收集粉碎的碎屑进行热重分析。对矿化养护前的试件从表层取样。热重分析在梅特勒TGA/DSC3+同步热分析仪中完成，将约15mg粉末样品置于带盖铂金坩埚中，测温范围50～1000℃、升温速率10℃/min、测试气氛为N ₂ 。

本文提出一种以修正后的活性组分质量为折算基准的固碳率评价方法。由于Steinour公式中仅扣除了与硫酸钙结合的CaO组分惰性部分，本文延续Pan等的思路，进一步对固废原料中与碳酸钙结合的CaO惰性组分进行修正。考虑到水泥、粉煤灰、高炉渣等固废中MgO相较CaO组分含量低得多，故本方法仅考虑扣除与CaCO ₃ 和CaSO ₄ 结合的CaO组分。若对含其他MgO组分含量较多的固废原料，则相应扣除含镁碳酸盐中的MgO组分。修正后活性组分质量计算如式(14)～式(16)。

式中， M _CaO 为CaO的摩尔质量，g/mol。

以修正后活性组分为折算基准的固碳率计算如式(17)。

式中， m _reactive 为混凝土试件养护前活性组分质量，g； λ _i 为第i种原料占混凝土固体原料质量分数，%； θ _i 为第 i 种原料的入斗含水率，%； ω _reactive 为活性组分质量占混凝土固体原料质量分数，%； ω _{i ,CaO (碳酸盐)} 为第 i 种原料（烘干后）在热重测试中，550～850℃范围内碳酸盐对应的CO ₂ 质量损失折算得到CaO活性组分含量，%； ω _{i , X} 为CaO、MgO、K ₂ O、Na ₂ O、SO ₃ 组分质量占第 i 种原料（烘干后）质量分数，%； ω _{i ,(550～850℃)} 为第i种原料（烘干后）在热重测试中550～850℃范围内的质量损失率，%。

从宏观上讲，气体计量法能更准确地获得统计意义上的固碳量，需对反应器内部温度和压力进行精准测量；从微观上，取样分析法可以更精确地获得取样位置的固碳量，有利于定量分析不同样品、不同空间位置等的差异性。因为本文侧重对矿化养护整体试件的固碳量分析，因此将经过温度和压力准确测量得到的气体计量法结果作为最接近真实固碳量的测量值，与其他方法的测量结果进行比较。

对比增重法、取样分析法与气体计量法的实验结果（见图2），增重法折算至试件养护前质量的固碳率测量结果为9.8%～11.7%，气体计量法折算至试件养护前质量的测量结果为11.5%，两者结果范围接近，基本一致，取样分析法的测量结果在5.6%～15.4%，误差较大。

增重法中直接增重法和饱和湿度法的测量结果相对最低，可见在加压矿化养护环境下，通过在养护釜中提供高湿度环境仍未能完全避免水分蒸发。当未采用饱和湿度法时，见图3(a)，养护釜密闭时的湿度为环境湿度65%，从开始充入CO ₂ 气体后的30min内，矿化反应剧烈进行，温度从室温25℃左右迅速上升至43℃，密闭养护釜内的相对湿度急剧下降至40%；在反应中后期，随着温度的缓慢下降，相对湿度呈上升趋势；而在饱和湿度法实验中，见图3(b)，养护釜密闭时的湿度约82%，但随着反应初期25min内试件温度的升高，相对湿度仍然大幅度降低至45%左右，试件内部的游离水仍向周围环境中蒸发，与未放置盛水容器的环境差别不大。因此，在加压矿化养护过程中该方法并不能有效避免水蒸发对固碳量测量的影响。

蒸发水补偿法可在直接增重法的基础上，利用吸水纸增重补偿部分蒸发水带来的影响，使得固碳率从直接增重法的10.6%补偿至10.8%。但用吸水纸收集内壁周围的冷凝水珠并不能完全补偿所有蒸发水的质量，在排气过程中，仍可能有部分水蒸气随CO ₂ 气体排出，使吸水纸收集的测量结果偏小。

增重法各类方法中，烘至绝干法的测量结果11.7%与气体计量法的结果11.5%最为接近，通过测量养护前后试件中游离水含量的差异，进而对蒸发水的质量进行补偿。相较于其他增重法，可以较合理地补偿水蒸发带来的误差，且无须对养护釜的压力、温度和容积进行测量，适用于工业规模的固碳量评价。

取样分析法在三类方法中误差最大，其固碳率结果在5.6%～15.4%波动。表层反应程度最完全，固碳率随取样位置深入内部而逐渐减小，在矿化后试件的中心部分（距表层1.0～1.5cm和1.5～2.0cm），与未矿化养护试件表层的CO ₂ 质量损失基本一致，热失重曲线最接近，见图4(a)、(b)。可见在距表层0～1.0cm为反应区，距表层1.0～2.0cm区域为未反应区，表层CO ₂ 质量损失为中心部分质量损失的2.5倍左右。由于原理基本相似，可推测碳元素分析法也存在同样的取样位置对测量结果影响显著的问题。如采用取样分析法对固碳率进行评估，应对样品表层、过渡区、内部分别取样，并取平均值来评价该样品的整体固碳率。

不同折算基准对固碳率结果的影响如图5所示。以试件养护前质量为折算标准，3组不同配方的固废混凝土的固碳率随着粉煤灰含量的增多，先升高（13.80%）后降低（12.46%），C4F3S3样品具有最高的固碳率。

以试件中所有干料质量为折算基准（扣除剩余拌合水和原料本身含水后），固碳率同样表现出先升高后降低的趋势，C4F3S3样品的固碳率最高（约18.22%）。针对本实验配方和养护工况，因含水率差别不大，以试件中所有干料质量为折算基准和以试件养护前质量为折算基准的结果相近。

以试件中活性组分为折算基准和其他两种折算基准得到的结果趋势不同。随着样品中粉煤灰含量的增多，以修正后活性组分质量为折算基准的固碳率从33.43%增大至42.64%、45.71%。由此可见，粉煤灰含量的增加对活性组分的碳酸化程度有明显的促进作用，可能与其粒径较小，对水泥和钢渣的分散作用有关。比较未修正与修正后的固碳率结果，修正后由于扣除了原料中CaCO ₃ 中结合的CaO惰性组分，对活性组分的定义更加合理，其固碳率相比未修正增大1.23%～1.91%。相较于其他折算基准，以修正后的活性组分质量为基准更能体现试件中活性组分的碳酸化程度，同时排除了试件中含水率、惰性组分对固碳率结果的影响。

利用增重法-烘至绝干法和气体计量法两种固碳量评价方法对河南焦作工业试验单釜养护的矿化养护混凝土试件进行评价，结果见表11。采用气体计量法以修正后活性组分质量为折算基准的固碳率为24.65%，采用增重法-烘至绝干法以修正后活性组分质量为折算基准的固碳率为26.24%，两者评价结果接近。

当前常用的固碳量评价方法包括增重法、取样分析法和气体计量法三类，增重法的主要误差来自于对蒸发水量的估计，取样分析法的误差主要来自于局部取样对整体样品的代表性，气体计量法相对准确，但需要对反应器内部温度和压力进行准确测量。当前常用的折算基准侧重点各有不同，包括矿化养护前试件质量、试件中所有干料或某种干料质量、试件中活性组分质量三类。

本文提出一种适用性和可操作性较好的增重法-烘至绝干法的固碳量评价新方法，并在Steinour公式基础上，通过对工业固废中常见的钙镁组分中与CaCO ₃ 结合的CaO惰性组分进行修正，提出基于修正后活性组分质量的折算基准，可以直观地反映原料中钙、镁等活性组分的有效反应程度。

水泥净浆体系实验结果表明，烘至绝干法的测量结果可以相对更合理地补偿水蒸发带来的误差，适用于工业规模的固碳率评价。固废混凝土体系实验表明，修正的活性组分质量基准由于扣除了原料中CaCO ₃ 中结合的CaO惰性组分，其固碳率比未修正增大1.23%～1.91%。相对于其他折算基准，以修正后的活性组分质量为基准更能体现试件中活性组分的碳酸化程度，同时排除了试件中含水率、惰性组分的影响。CO ₂ 养护混凝土工业单釜试验产品的固碳率评价结果表明，基于气体计量法与增重法-烘至绝干法的固碳量评价结果相近，为新型CO ₂ 养护技术的指标评价提供了更完善的科学依据。