混凝土表面與混凝土極限強度存在一定的關系。回彈檢測混凝土強度是以混凝土的表面硬度來推斷混凝土強度的。

碳化會增大混凝土表面硬度，所以回彈判定其強度時需要檢測碳化深度（一般混凝土碳化深度可用碳化深度測量儀、碳化深度尺等進行測定。回彈值測量完畢后，應選擇不少于構件的30%測區數在有代表性的位置上測量碳化深度值）進行修正。

▌碳化的過程

水泥在水化過程中生成大量的氫氧化鈣，使混凝土空隙中充滿了飽和氫氧化鈣溶液，其堿性介質對鋼筋有良好的保護作用，使鋼筋表面生成難溶的Fe₂O₃和Fe₃O₄，稱為鈍化膜。

混凝土的主要成分有水泥、粗細骨料、水以及外加劑。水泥摻與混凝土的拌合中，水泥中主要成分是CaO，經水化作用后生成Ca(OH)₂。

CaO+H₂O=Ca(OH)₂

混凝土的碳化，是指混凝土中的Ca(OH)₂與空氣中的CO₂起化學反應，生成中性的碳酸鹽CaCO₃。

Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃+H₂O

未碳化的混凝土呈堿性，混凝土中鋼筋保持鈍化狀態的最低（臨界）堿度是PH值為11.5，碳化后的混凝土PH值為8.5～9.5。

▌碳化的影響

碳化后使混凝土的堿度降低，當碳化超過混凝土的保護層時，在水與空氣存在的條件下，就會使混凝土失去對鋼筋的保護作用，鋼筋開始生銹。可見，混凝土碳化作用一般不會直接引起其性能的劣化，對于素混凝土，碳化還有提高混凝土耐久性的效果，但對于鋼筋混凝土來說，碳化會使混凝土的堿度降低，同時，增加混凝土孔溶液中氫離子數量，因而會使混凝土對鋼筋的保護作用減弱。

影響混凝土碳化速度的因素是多方面的。首先影響較大的是水泥品種，因不同的水泥中所含硅酸鈣和鋁酸鈣鹽基性高低不同；其次，影響混凝土碳化主要還與周圍介質中CO₂的濃度高低及濕度大小有關，在干燥和飽和水條件下，碳化反應幾乎終止，所以這是除水泥品種影響因素以外的一個非常重要的原因；再次，在滲透水經過的混凝土時，石灰的溶出速度還將決定于水中是否存在影響Ca(OH)₂溶解度的物質，如水中含有Na₂SO₄及少量Mg₂SO₄時，石灰的溶解度就會增加，如水中含有Ca（HCO₃）₂的Mg（HCO₃）₂對抵抗溶出侵蝕則十分有利。因為它們在混凝土表面形成一種碳化保護層；另外，混凝土的滲透系數、透水量、混凝土的過度振搗、混凝土附近水的更新速度、水流速度、結構尺寸、水壓力及養護方法與混凝土的碳化都有密切的關系。

當碳化超過混凝土的保護層時，在水與空氣存在的條件下，就會使混凝土失去對鋼筋的保護作用，鋼筋開始生銹。鋼筋銹蝕后，銹蝕產生的體積比原來膨脹2~4倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，銹蝕越嚴重，鐵銹越多，膨脹力越大，最后導致混凝土開裂形成順筋裂縫。

裂縫的產生使水和CO2得以順利的進入混凝土內，從而又加速了碳化和鋼筋的銹蝕。由于混凝土堿性降低，濕氣銹蝕鋼筋，銹蝕嚴重時會脹裂保護層，加速銹蝕進程，最終有可能影響結構安全。

▌碳化的防治

混凝土碳化破壞的防治,對于混凝土的碳化破壞，在施工中總結出了一系列治理措施：一是，在施工中應根據建筑物所處的地理位置、周圍環境，選擇合適的水泥品種；對于水位變化區以及干濕交替作用的部位或較嚴寒地區選用抗硫酸鹽普通水泥；沖刷部位宜選高強度水泥；二是，分析骨料的性質，如抗酸性骨料與水、水泥的作用對混凝土的碳化有一定的延緩作用；三是，要選好配合比，適量的外加劑，高質量的原材料，科學的攪拌和運輸，及時的養護等各項嚴格的工藝手段，以減少滲流水量和其它有害物的侵蝕，以確保混凝土的密實性。

發布者：高鵬

2018年02月01日