在建筑领域，混凝土结构的耐久性始终是备受关注的关键问题。混凝土碳化作为影响其耐久性的重要因素之一，会导致混凝土内部碱度降低，使钢筋表面的钝化膜遭到破坏，进而引发钢筋锈蚀，降低混凝土结构的承载能力和使用寿命。据相关研究统计，在一些处于恶劣环境中的混凝土结构，因碳化引发的耐久性问题，使得结构在短短数十年内就需要进行大规模修复或重建，造成了巨大的经济损失和资源浪费。在此背景下，探寻有效的抗碳化措施成为建筑行业亟待解决的课题，而建筑绿色功能骨料内养珠的出现，为这一难题提供了创新的解决方案。
内养珠是一种新型的绿色建筑功能材料，通常由硅基固废和钙基固废等工业废弃物经特定工艺制备而成。为托贝莫来石姐结构，这种特殊结构赋予了内养珠多种优异性能。其内部的孔结构犹如一个复杂而精密的网络系统，这些孔隙不仅为内养珠提供了较大的比表面积，使其具备良好的吸水 - 保水 - 释水能力，也为其在混凝土抗碳化过程中发挥作用奠定了基础。
内养珠在混凝土抗碳化方面发挥着多重关键作用。首先，内养珠能够调节混凝土内部湿度。在混凝土硬化和服役过程中，水泥水化反应消耗水分，内部湿度逐渐降低。内养珠在搅拌阶段预先吸收的水分，会在混凝土内部湿度下降时缓慢释放，为水泥持续水化提供水源，维持混凝土内部相对湿度在较高水平。这一过程至关重要，因为适宜的湿度环境能够促进水泥水化反应充分进行，生成更多的水化产物。而丰富的水化产物，如氢氧化钙（CH）和水化硅酸钙（C - S - H）凝胶等，能够填充混凝土内部的孔隙，使混凝土结构更加致密，减少二氧化碳（CO₂）等侵蚀性气体的侵入通道，从而有效抑制碳化反应的发生。例如，在一些实验室模拟实验中，掺入内养珠的混凝土试件在相同碳化环境下，内部湿度保持相对稳定，碳化深度明显低于未掺内养珠的对照组试件。
其次，内养珠可以改善混凝土的微观结构。内养珠释放的水分促进了水泥水化反应，使得水化产物在混凝土内部更加均匀地分布。同时，内养珠本身的微、纳米尺度孔结构能够为水泥水化产物的生长提供成核位点，诱导水化产物在其表面及周围有序生长。这不仅增强了内养珠与水泥基体之间的界面粘结强度，还使混凝土内部的孔隙结构得到优化。原本连通的大孔隙被细化、分割成更多的微小封闭孔隙，大大降低了混凝土的渗透性。而低渗透性是提高混凝土抗碳化性能的关键因素之一，因为 CO₂气体在混凝土中的扩散速率与混凝土的渗透性密切相关。研究表明，通过内养珠的作用，混凝土的孔隙率可降低一定比例，连通孔隙率下降更为显著，从而有效阻挡了 CO₂气体的扩散路径，延缓了碳化进程。
再者，内养珠对混凝土内部的碱度维持具有积极作用。碳化反应本质上是 CO₂与混凝土中的碱性物质发生化学反应，导致混凝土碱度降低。内养珠在水泥水化过程中，其表面的活性位点能够与水泥水化产物发生一定的化学反应，促进水泥水化产物中碱性物质的生成和稳定存在。此外，内养珠释放的水分在一定程度上稀释了混凝土内部因碳化反应产生的酸性物质，减缓了碱度下降的速度。这对于保护钢筋表面的钝化膜具有重要意义，因为只有在足够高的碱度环境下，钢筋表面才能形成稳定的钝化膜，防止钢筋锈蚀。
众多实验研究为内养珠的抗碳化性能提供了有力的数据支持。在一项长期碳化实验中，制备了多组混凝土试件，其中一组为未掺内养珠的基准试件，其余几组分别掺入不同比例的内养珠。将这些试件置于模拟自然环境的碳化箱中，定期测量试件的碳化深度。实验结果显示，随着碳化时间的延长，基准试件的碳化深度迅速增加，而掺入内养珠的试件碳化深度增长速率明显减缓。当碳化时间达到一定阶段时，掺入适量内养珠的混凝土试件碳化深度相比基准试件降低了约 [50]%。在微观结构分析实验中，利用扫描电子显微镜（SEM）等先进技术对混凝土试件内部结构进行观察。结果发现，未掺内养珠的混凝土试件内部孔隙结构较为疏松，存在大量连通孔隙，碳化产物在孔隙中大量堆积；而掺入内养珠的试件内部孔隙结构致密，孔隙被大量细小的水化产物填充，碳化产物分布较少。这些实验数据直观地展示了内养珠在改善混凝土抗碳化性能方面的显著效果。
建筑绿色功能骨料内养珠凭借其独特的结构和性能，在混凝土抗碳化方面展现出卓越的能力。通过调节内部湿度、改善微观结构和维持碱度等多重作用机制，内养珠有效抑制了混凝土的碳化反应，显著提高了混凝土结构的耐久性。实验研究和实际工程应用均充分证明了内养珠在建筑领域的巨大应用潜力和价值。随着技术的不断发展和完善，内养珠有望在更多的建筑工程项目中得到广泛应用，为推动建筑行业向绿色、可持续方向发展做出更大的贡献，助力构建更加坚固、耐用且环保的建筑环境。
