混凝土发生碳化反应的危害

　　混凝土碳化是指大气中的二氧化碳（CO₂）通过混凝土孔隙渗透到内部，与水泥水化产物氢氧化钙（Ca(OH)₂）发生化学反应，生成碳酸钙（CaCO₃）和水，导致混凝土碱性降低（pH值下降）的过程‌。这一过程也被称为混凝土的“中性化”‌。碳化反应机理混凝土碳化的核心化学反应为：

　　Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2OCa(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O

　　该反应会消耗混凝土中的碱性物质，使孔隙液pH值从12-13降至8-10‌。碳化速度受CO₂浓度、混凝土孔隙结构及水泥品种等因素影响。对钢筋混凝土的危害碳化本身可能提高素混凝土的密实性‌，但对钢筋混凝土结构的主要危害是破坏钢筋保护机制：‌钢筋锈蚀‌：当碳化深度超过保护层时，钢筋表面钝化膜（Fe₂O₃·nH₂O）因碱性环境消失而失效，钢筋在水氧作用下开始锈蚀‌。锈蚀产物体积膨胀会导致混凝土开裂、剥落，终使构件失效‌。‌强度降低‌：碳化会减弱混凝土的抗压和抗拉强度，并加速微观结构老化‌碳化与氯离子侵蚀的协同作用氯离子（Cl⁻）能穿透混凝土破坏钝化膜，与碳化共同作用时，会显著加速钢筋锈蚀‌。例如，沿海地区混凝土结构需同时防范碳化和氯离子侵蚀。碳化检测与标准ASTM C1910/C1910M-23等标准规定了碳化养护的试验方法，包括CO₂气体压力、温度控制及抗压强度测试等流程‌，用于评估混凝土碳化后的性能变化。