混凝土碳化指混凝土中的Ca(OH)2與空氣中CO2或水中溶解的CO2或其它酸性物質反應變成CaCO3而失去鹼性的過程。碳化後，混凝土的鹼度降低，當碳化超過混凝土的保護層時，在水與空氣存在的條件下，會使混凝土失去對鋼筋的保護作用，鋼筋容易發生鏽蝕膨脹削弱混凝土對鋼筋的握裹力，嚴重時，可能導致鋼筋混凝土構件的破壞。材料因素和環境因素以及施工因素等對混凝土自身的密實性和Ca（OH）2等鹼性物質的含量是影響混凝土碳化的最主要原因。
（一）材料因素
（1）水泥品種
不同的水泥品種所含的包含的礦物成分不同，水泥的活性也不同，對混凝土強度和鹼性的影響也有所不同。一般來說，早強型的水泥品種的抗碳化能力也較高，普通硅酸鹽水泥要比早強硅酸鹽水泥碳化稍快，對同一熟料的水泥來說，混合材含量越高，其活性混合材越易與水泥水化產物Ca(OH)2反應，加速其碳化速度。
表 不同品種水泥混凝土的相對碳化速度係數（2）水泥用量
水泥用量的增加，一方面增加混凝土中的鹼含量，提高孔溶液中的PH值，提高混凝土的抗碳化性能，另一方面水泥用量越多，混凝土的密實性越高，碳化速度也就越慢，它們之間呈反比例關係。
（3）水灰比的大小
水灰比是指拌制混凝土時所用的水和水泥的重量之比，它決定混凝土的強度、耐久性和其他一系列物理性能的組要參數。混凝土的水灰比越低，其強度越高，混凝土的密實程度也越高，CO2擴散的阻力就越大。水灰比越大，混凝土的孔隙率增加，密實度降低，滲透性增大，碳化速度增大。當水灰比從0.4增長至0.8時，二氧化碳在混凝土中的擴散能力將達到10倍，當水灰比超過0.65時，其碳化速度將大大加快，水灰比在0.55以下時，碳化速度將受到一定的抑制，抗碳能力有所加強。龔洛書通過試驗給出水灰比對碳化速度影響係數的公式：
對於輕骨料混凝土：η=0.017＋2.06W/C
對於普通混凝土：η=4.15W/C－1.02
（4）摻合料的影響
在混凝土中摻入礦物摻合料對碳化主要有兩方面的作用：一方面，礦物摻合料等量取代水泥，降低水泥用量使水灰比增大，其礦物摻合料的活性效應使鹼含量減低，對混凝土的抗碳性能具有副作用；另一方面，礦物摻合料與水泥複合改善膠凝材料級配降低空隙率，提高密實性，具有一定的改善作用。隨著粉煤灰摻量的增加，負面影響逐漸大於正面影響，不利於混凝土抗碳化性能的提高。
（5）骨料品種及級配
混凝土中的骨料本身一般比較堅硬、密實，總的說來，天然砂、礫石、碎石比水泥漿的透氣性小，因此混凝土的碳化主要通過水泥漿體進行。但是，在輕混凝土中，由於輕質骨料本身氣泡多，透氣性大，所以能通過骨料使混凝土碳化。一般說來，輕混凝土比普通混凝土碳化快，需要摻用加氣劑或減水劑來減緩它的碳化速度。
骨料品種和級配不同，其內部孔隙結構差別很大，直接影響著混凝土的密實性。材質緻密堅實，級配較好的骨料的混凝土，其碳化的速度較慢。
（6）外加劑
外加劑已經成為現今混凝土不可缺少的組分，外加劑可以降低水膠比，改善混凝土的和易性，提高密實性，對混凝土的碳化具有改善作。一般來說，選用優質的加氣劑和緩凝劑可以加強混凝土的工程質量，使混凝土發揮出更優越的性質，從而使碳化反應大大減低。
（二）環境因素
（1）溼度
混凝土碳化是液相反應，十分乾燥的混凝土即一直處於相對溼度低於25%空氣中的混凝土很難碳化，在空氣溼度50%～75%的大氣中，不密實的混凝土最容易碳化。但在相對溼度95%的潮溼空氣中或在水中的混凝土反而難以碳化，這是因為混凝土含水時透氣性小，碳化慢。在溼度相同時，風速愈高、溫度愈高，混凝土碳化也愈快。另外，對室外淋雨環境，混凝土所處位置對碳化速度也有一定的影響。
（2）光照和溫度
混凝土碳化與光照和溫度有直接關係。隨著溫度提高，CO2在空氣中的擴散逐漸增大，為其與Ca（OH）2反應提供了有利條件。陽光的直射，加速了其化學反應，碳化速度加快。實驗研究表明，CO2濃度10%，相對溼度80%的條件下，溫度40℃混凝土的碳化速度是20℃的2倍；CO2濃度5%，相對溼度60%的條件下，溫度30℃的碳化速度是10℃的1.7倍。
（三）施工與養護
（1）施工
在施工工程中，混凝土攪拌不均勻或澆築後振搗不足都會影響混凝土的勻質性和自身密實性。施工不當造成混凝土內部存在空洞、麻面等現象，混凝土的整體強度就會降低，CO2和水分滲入的可能性就大大提高，混凝土的抗碳化能力就會降低。
（2）養護
澆築後的養護是影響混凝土密實性的一個重要因素，養護方法不當、養護時間不足時，就會造成混凝土內部毛細孔道粗大，且大多相互連通，嚴重時會引起混凝土出現裂縫等缺陷，使水、空氣、侵蝕性化學物質沿著粗大的毛細孔道或裂縫進入混凝土內部，從而加速混凝土的碳化和鋼筋腐蝕。
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