含侵蚀性CO2地下水环境下混凝土的碳化试验方法对比分析

苏 滔，陈 犇，农喻媚，陈 正，3

(1.广西大学土木建筑工程学院，工程防灾与结构安全教育部重点实验室，南宁 530004；2.墨尔本大学基础建设工程系，墨尔本 3010；3.广西防灾减灾与工程安全重点实验室，南宁 530004)

0 引 言

20世纪70年代起，世界各地众多正在使用中的钢筋混凝土工程逐渐显示出过早破坏和失效的迹象，使得钢筋与混凝土结合引发的混凝土耐久性问题开始被引起重视[1]。混凝土的耐久性问题中以碳化最为常见，造成的损失也最为严重。虽然混凝土碳化初期的产物碳酸钙可以密封孔隙，降低碳化层的渗透性，从而提高混凝土强度，但随着碳化时间延长，溶液pH值减小到9以下时，钢筋的钝化膜不再稳定存在[1-2]。同时混凝土内部的主要组成成分Ca(OH)2被大量消耗，最终导致混凝土的结构不再稳定[3]。另外，碳化还会引起混凝土收缩(碳化收缩)，容易使混凝土的表面产生细微的裂缝。混凝土在地下水环境中受到碳化的威胁相比于普通大气环境下的更为严重[4]。地下水环境中水泥水化产物溶失，水中含有的侵蚀性CO2将碳酸钙持续转化为碳酸氢钙，在流水的作用下碳酸氢钙也随之流失[5-7]，混凝土截面承受力不断被削弱，最终导致其裂缝及孔隙扩大[8-9]，混凝土强度降低[3,10-11]，钢筋失去了混凝土保护层的保护也更容易锈蚀[8,12]，其腐蚀程度比普通环境更加强烈[2,4,13]。1928年苏格兰排水管道中溶液平均pH值仅为6.8，导致该混凝土排水管道腐蚀破坏；1934年苏格兰水坝在竣工后的24年间，被pH值为6.4的酸性溶液环境侵蚀破坏[2]。因此，随着地下结构工程(地下建筑、地铁、隧道、钻井工程)、地下排水工程等建筑及结构的不断兴建，研究含侵蚀性CO2地下水环境下混凝土碳化作用对混凝土结构的影响变得越发重要。

在近几十年来，普通大气环境下的碳化已得到较全面的研究[14-16]，针对碳化作用试验条件，我国GB 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》[17]也有明确规定：加速碳化试验CO2浓度为(20±3)%(体积分数)，温度为(20±2) ℃，湿度为(70±5)%。该条件与地下水环境实际条件差异较大，且地下水存在流动水的物理侵蚀、矿物水中各种离子的化学侵蚀等大气环境中不存在的侵蚀作用。因此，已广泛应用于普通碳化环境的各种加速碳化试验箱不能满足地下水环境中混凝土碳化试验的需求。针对地下水环境下混凝土的碳化问题，国内外多位学者[3,8,11,18-20]分别采用了各自的试验装置及方法，研究了地下水环境下，混凝土碳化前后不同的性能(耐久性、抗碳化性能、抗地下水侵蚀性)。但由于地下水试验缺乏统一的标准，上述试验装置与方法的试验环境条件(反应温度、湿度、CO2浓度等)差别巨大，并且其试验结果(碳化深度、碳化速率、抗压强度等)也有较大差异。因此，开展试验条件和试验方法对地下水环境下混凝土碳化速率的影响规律研究，对实现地下水环境下混凝土碳化试验条件的标准化具有重要意义。

鉴于此，从机理上分析不同环境条件导致的碳化过程及产物的区别，随后分析几类国内外较为常见的地下水环境碳化装置及试验方法(原位浸泡侵蚀法、高温高压加速侵蚀法、电场加速侵蚀法、高浓度加速侵蚀法)，并比较其优缺点。进一步分析试验条件和试验方法对混凝土碳化速率的影响，从而评价各试验方法对混凝土碳化速率的加速效果，最终为地下水环境下混凝土碳化试验装置及方法的选用提供建议和参考。

1 地下水环境下的混凝土碳化机理

大气CO2对混凝土的侵蚀主要是由化学反应来主导，普通大气环境中的碳化主要有以下几个过程[18]：

Ca(OH)2+CO2+H2O→CaCO3+2H2O

(1)

3CaO·SiO2+3CO2+γH2O→3CaCO3+SiO2·γH2O

(2)

2CaO·SiO2+2CO2+γH2O→2CaCO3+SiO2·γH2O

(3)

3CaO·SiO2·3H2O·3CO2→3CaCO3·2SiO2·3H2O→3CaCO3+2SiO2+3H2O

(4)

(5)

CaCO3+CO2+H2O↔Ca(HCO3)2

(6)

以上两个混凝土碳化过程是相似的：均是由环境中的CO2，由表及里地与混凝土中的碱性物质发生化学反应，并不断地侵蚀与CO2接触到的混凝土界面，促使混凝土中的碱性环境不再存在。

虽然碳化过程相似，但是不同环境的碳化反应仍存在许多差异，表1总结了两种环境碳化作用的差异。

表1 大气碳化和地下水碳化的区别Table 1 Differences between atmospheric carbonation and groundwater carbonization

2 地下水环境下的混凝土碳化试验方法对比分析

2.1 碳化试验装置与试验条件对比分析

2.1.1 原位浸泡侵蚀法

不同地域的地下水侵蚀介质及其含量有明显的地域性特征[4,21]，可导致不同地域地下水环境的混凝土碳化侵蚀出现明显差异。在此背景下，为了减小试验模拟环境与实际工程环境间的差异，并能准确反映试验地域的碳化侵蚀特征，赵卓[19]、邱国兴[23]与王健[24]等学者均采用原位浸泡侵蚀法开展对地下水环境下的混凝土碳化试验，浸泡井侵蚀装置如图1所示。

图1 原位浸泡井示意图[24]Fig.1 Schematic of in-situ soaking equipment[24]

试验方法具体如下：原位浸泡侵蚀试验通常在所选取的场地开挖浸泡井，在浸泡井上部设置浸泡池，将混凝土试件放入设计的吊笼，一并置于浸泡池中。定期从预留的检测孔中抽取井中水样，以掌握地下水中腐蚀性介质的含量变化规律；定期取出在浸泡池中的混凝土试件进行侵蚀程度的测试。赵卓等[19]采用该方法开展混凝土试件的碳化试验，并利用扫描电镜观察浸泡后试样的微观形貌，揭示了含侵蚀性CO2地下水对混凝土的侵蚀机理，研究了侵蚀深度与单方水泥用量、水胶比、立方体抗压强度间的相关关系。

2.1.2 高温高压加速侵蚀法

在常见的油井温度和压力条件下，样品长时间与二氧化碳酸化的环境水接触后，其受侵蚀部分会形成明显的反应区[25-28]，且部分区域出现了高孔隙率的现象[29-30]。在此背景下，为研究地下水环境下混凝土受侵蚀的作用并避开原位浸泡侵蚀法试验周期长的缺陷，Rimmelé[5]、Barlet-Gouédard[6]与Adeoye[8]等均在试验中采用了固定高压强与高温度环境下的饱和CO2溶液侵蚀反应装置对混凝土试件开展碳化试验，从而实现对混凝土碳化侵蚀的加速作用。

试验装置及方法具体如下：通过碳化反应装置来控制、监测温度与压强，将CO2(或更极端的CO2高纯度环境水)注射进入反应装置以模拟地下水的碳化环境。定期取出在装置中的混凝土试件(浸入溶液和未浸入溶液)进行侵蚀程度测试。Rimmele等[5]采用了该方法开展了混凝土碳化试验，并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对碳化后试样的微观结构进行了观察，揭示了CO2侵蚀对混凝土试件微观结构的影响规律，还利用了压汞试验(MIP)测试碳化后试件的孔隙率，对CO2侵蚀下的混凝土孔隙率演化进行了定量分析。

图2 碳化反应装置简化图[5]Fig.2 Simplified CO2 reactor and set-up components[5]

2.1.3 电场加速侵蚀法

Saito等[33-34]学者表明通过电化学的方法能加速混凝土的碳化与劣化。在此背景下，提出了研究混凝土碳化作用的电场加速侵蚀法。Rimmelé与Barlet-Gouédard[20]采用电场加速侵蚀法(LIFTCO2)，通过在电解槽两端施加电压，使电压强制推动离子运输，促进了CO2在混凝土中的侵蚀，起到了加速混凝土碳化的作用。试验方法及装置具体如下：

向图3装置中的正负极施加电压，电源电流沿外电路经阳极进入电解槽，可将试验电解槽区分为阳极区(Anode)和阴极区(Cathode)，并向溶液中通入CO2气体，从而模拟侵蚀性地下水环境。试验中可监测并控制通入装置的CO2冒泡量，以掌握模拟地下水中的CO2含量变化规律。随后定期取出在装置中的受碳化混凝土试件进行侵蚀程度的测试。Rimmelé等[20]采用该方法开展混凝土碳化试验，并借助X射线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)分析了加速电场下侵蚀性CO2对混凝土微观结构的影响，并结合试件的碳化深度，分别揭示了混凝土碳化作用随电场强度、溶液CO2浓度、温度的变化规律。

图3 LIFTCO2主要装置示意图[20]Fig.3 Schematic diagram of the principle LIFTCO2 procedure[20]

电场作用能够促使试样中的阳离子(主要为Ca2+)流向阴极，试样中的阴离子(主要为OH-)流向阳极，有助于侵蚀性CO2在试样阴极面与析出的Ca2+发生反应，从而加速了混凝土试样的碳化作用。同时，试样中离子的迁移也加速了Ca(OH)2的溶解，从而加速了混凝土的劣化。此外，电场作用也会导致装置中的电解质(蒸馏水)发生电解，其主要电解反过程如式(7)～式(9)所示。因此，电场作用使得混凝土内部以及水环境中的离子分布均有别于自然地下水环境，导致电场作用下侵蚀性CO2的侵蚀规律与自然地下水环境下的存在差异。

阳极(Anode):

H2O→2H++0.5O2+2e-

(7)

阴极(Cathode):

2e-+2H2O→H2+OH-

(8)

总反应式：

H2O→H2+0.5O2

(9)

2.1.4 高浓度加速侵蚀法

图4 UGTS-828型特种环境模拟试验仪器结构图[3]Fig.4 UGTS-828 experimental device structure chart for simulating special environment[3]

试验方法具体如下：运用UGTS-828仪器在侵蚀溶液制备箱中设定大气压强，并将CO2与蒸馏水混合制备得到pH值为4.5～4.6的碳化环境水，之后通过管道喷洒进入流淌试验箱对试样进行侵蚀。定期调节并监测试验溶液的CO2浓度、温度以及pH值，以掌握模拟地下水中的试验环境变化规律。随后定期取出在装置中的受碳化混凝土试件进行侵蚀程度的测试。郭高峰[3]主要借助了热成像(DSC)、X射线衍射(XRD)与光学显微镜分析等方法分析含侵蚀性CO2地下水侵蚀下水泥净浆的微观结构，揭示了CO2对混凝土腐蚀反应过程的影响机制，并且通过测试碳化后试件的抗压强度，揭示了侵蚀性CO2对混凝土力学性能的影响规律。

另外，万翔[11]提出了另一种高浓度加速侵蚀法：将冰醋酸溶液和碳酸氢钠溶液从装置密闭配置箱的两端通气孔中加入，从而减少了CO2的溢出，试验装置如图5所示。该试验方法及其装置中的CO2浓度变异系数稳定在0.15的范围内，可以有效模拟稳定含侵蚀性CO2的地下水环境，并能准确研究地下水环境中单一因素(CO2浓度)对混凝土碳化规律的影响。

图5 地下水环境条件下混凝土加速碳化装置[11]Fig.5 Schematic of concrete carbonization test apparatus exposed to the groundwater environment[11]

试验方法及装置具体如下：将冰醋酸溶液和碳酸氢钠溶液从装置密闭配置箱的两端通气孔中加入，通过检测、动态控制溶液流入速率，保持人工地下水溶液中的CO2浓度高于样品溶液的85%。随后采用含蒸馏水的酚酞酒精试液(m水∶m酚酞=20∶1)[21]喷洒在试样截面，从而将试样截面等分并分析混凝土碳化深度数值，用其分析地下水侵蚀性CO2对混凝土的侵蚀机理。万翔[11]研究侵蚀深度与水胶比、粗骨料配比、矿粉掺量、CO2浓度间的相关关系，建立了地下水环境下混凝土碳化深度多因素模型，并验证了模型的有效性。

高浓度加速侵蚀法一方面提升了溶液与混凝土反应层间的CO2浓度差,促进侵蚀性CO2向混凝土中扩散[36-37]，另一方面提高了反应物CO2的浓度，从而提高了地下水环境中混凝土碳化反应速率。目前，已有研究表明大气环境中的二氧化碳浓度将会影响混凝土内部的物相组成，从而导致不同CO2浓度下混凝土的微观结构存在差异[38-39]。值得一提的是，虽然目前已有很多研究建立了普通大气环境下高浓度加速碳化与自然环境碳化之间的关系[40]，但是关于地下水环境下两种碳化反应之间关系的研究还较少，而相较于普通大气环境，地下水环境具有充足的水分，其碳化过程和碳化产物与普通大气环境有很大差异。因此，地下水环境下的高浓度加速侵蚀法与自然环境中的混凝土碳化反应之间的关系还需进一步开展研究。

2.2 地下水环境下的不同试验装置及侵蚀法优缺点对比

基于上述地下水环境下混凝土碳化侵蚀试验，表2中整理了各试验装置的特性及其优缺点。

表2 不同含CO2环境水下引起的混凝土碳化侵蚀使用的试验及其设定Table 2 Experimental method and setup used to analyze cement alteration due to contact with CO2-bearing fluids

主要结论如下：

(1)原位浸泡侵蚀法具有试验条件较贴合工程实际、便于提取分析侵蚀环境溶液样品、无需配置环境模拟溶液和制作反应装置等优势，但同时存在试验周期长、试验环境难以控制、试验结果受环境影响较大等问题。该方法适用于模拟溶液及装置较难制备或针对某种特定工程环境的地下水混凝土碳化试验。

(2)高温高压加速侵蚀法通过提高环境温度和压强来加速混凝土碳化，从而达到缩短试验周期的目的，且该方法采用的装置可满足同时开展地下水环境和非地下水环境中的混凝土碳化试验的需求，但高温高压会加快侵蚀性CO2向混凝土内部的扩散速率，同时也加快了侵蚀性CO2与混凝土内部可碳化物质的反应速率，从而导致侵蚀性CO2在混凝土中的侵蚀规律与工程实际存在差异。该方法更适用于开展温度、压强等因素对混凝土碳化规律影响的研究。

(3)电场加速侵蚀法通过电场作用来加速混凝土碳化，从而达到缩短试验周期的目的，且避开了压强对混凝土碳化结果的影响。该方法中碳化速率随电场强度的变化规律目前已经明确(详见3.2节)，但电场作用会提升混凝土中可碳化物质(主要为Ca(OH)2)的迁移速度，从而导致侵蚀性CO2在混凝土中的侵蚀规律与工程实际差异较大，且试验过程中无法排除因电场作用导致温度上升对混凝土碳化规律造成的影响。该方法适合用于试验龄期较短的学术性地下水混凝土碳化试验。

(4)高浓度加速侵蚀法通过提高CO2浓度来加速混凝土碳化，从而达到缩短试验周期的目的。该方法可以控制CO2浓度、温度和压强等试验条件，该方法中侵蚀性CO2在混凝土中的侵蚀规律虽有变化，但相较于高温高压加速侵蚀法和电场加速侵蚀法，高浓度加速侵蚀法与实际工程更为接近，因此该方法的试验结果相对来说更能反映真实地下水环境下混凝土的碳化规律。

综上所述，原位浸泡侵蚀法的试验条件虽然与实际工程最为接近，但试验周期较长，且试验条件难以控制。因此，在试验室研究中为了能够在较短时间内得到混凝土的碳化结果，通常采用高温高压加速法、电场加速侵蚀法和高浓度加速侵蚀法等方法开展地下水环境的混凝土碳化试验，且三种方法可对温度、压强和CO2浓度等试验条件进行控制，克服了原位浸泡侵蚀法不能开展混凝土碳化标准化试验和分析的缺点。但是，高温高压、电场作用和高CO2浓度均会对侵蚀性CO2在混凝土中的碳化规律造成影响。因此，在开展侵蚀性CO2地下水环境中混凝土碳化试验时，应参考试验需求和目的，正确地选择碳化试验方法，并且要根据实际工程中地下水环境类型，合理控制温度、压强和CO2浓度等试验参数。

3 地下水环境试验条件对混凝土碳化速率的影响

基于上述地下水环境下混凝土碳化侵蚀试验的混凝土碳化深度数据(水胶比为0.3～0.6，温度15～90 ℃，CO2浓度0～1 540 mg/L)，其中，地下水环境中的原位浸泡侵蚀法10组，高温高压加速侵蚀法5组，电场加速侵蚀法6组和高浓度加速侵蚀法碳化6组，同时，结合式(10)中苏联学者阿列克谢耶夫提出的碳化深度模型[40]，整理得出如图如6所示各试验碳化速率系数α的范围。在此基础上，对比分析侵蚀性CO2地下水环境下的不同试验条件(温度、压强、电场、CO2浓度)对混凝土碳化速率的影响。

(10)

式中:x为碳化深度;D为CO2在混凝土中的扩散系数;Cs为环境中CO2的浓度;m0为单位体积混凝土吸收CO2的量;t为碳化时间;α为碳化速率系数。

3.1 温 度

由式(10)可推出，高温高压条件下可增大CO2在混凝土中的扩散系数，从而使混凝土的碳化速率增大。表3中列出了不同温度下相同试验方法得出的碳化速率系数α，从表中可知，无论是高温高压加速侵蚀法还是电场加速侵蚀法，其测得的碳化速率α均随着温度的增大而增大，此现象验证了由阿列克谢耶夫模型得出的推断。然而，对于13、14、16组的高温高压加速侵蚀法的试验数据，即便温度上升，其碳化速率系数α反而下降。出现此现象的原因可能是因为在13与14组试验中，溶液中的酸性物质加速了混凝土碳化速率，并对混凝土碳化速率的影响起到了主导作用[10]。由于目前研究中以温度为单一影响因素的地下水环境混凝土碳化数据较少，因此仍无法进行温度对混凝土碳化速率影响的量化分析。

表3 不同温度下侵蚀试验法的碳化速率系数α[5,8,10,20]Table 3 Carbonization rate coefficient α of erosion experiment methods under different temperatures[5,8,10,20]

3.2 电场作用

通过对比分析电场加速侵蚀试验方法中的混凝土碳化数据(水胶比为0.53，试验电压的范围为0～30 V，碳化龄期为0～21 d)，可以得出电场作用对碳化速率的影响规律。图7显示了混凝土龄期为7 d和21 d时，其碳化深度和碳化速率随电场强度的变化。由图7可知，碳化龄期为7 d和21 d时，混凝土碳化深度和碳化速率系数α均随着试验电压的增加(0～30 V)而增加，其主要原因在于电压越大，混凝土中的可碳化物质(主要为Ca(OH)2)的迁移速度越快，从而加速了侵蚀性CO2对混凝土的侵蚀，这与文献[15]中的结论一致。此外，混凝土的碳化速率系数α与电压之间均呈明显的线性关系，并且可以明显观察到，21 d时混凝土碳化速率系数α随电压的上升幅度较大，这是因为随着碳化龄期的增大，混凝土中可碳化物质(主要是Ca(OH)2)在相同的电场作用下发生迁移的量更多，从而表现出其碳化速率对电压的变化更为敏感。

3.3 CO2浓度

基于上述地下水混凝土碳化试验侵蚀法中的碳化深度数据(水胶比为0.4～0.6，间隔0.1取值，CO2浓度为41.67～350 mg/L)，可分析得出高浓度条件对混凝土碳化速率的影响规律。将图6中条件相似的原位浸泡侵蚀法(25～27组)、高温高压加速侵蚀法(15～16组)、电场加速侵蚀法(7～9、12组)以及高浓度加速侵蚀法(1～2、4～6组)的碳化速率系数α列在表4中。由表4可知，对于相同的试验方法，混凝土的碳化速率系数均随着CO2浓度的增大而增大。此现象与阿列克谢耶夫的模型中，碳化速率因CO2浓度加大而必然加大的推测一致。此外，分别对高浓度加速侵蚀法中混凝土碳化龄期为28 d和56 d时的碳化速率系数进行拟合，如图8所示，发现CO2浓度与混凝土碳化速率系数之间均近似线性关系。然而，从表4中可观察到，在原位浸泡侵蚀法中CO2浓度从41.7 mg/L上升至81.6 mg/L时，混凝土的碳化速率系数α增长并不明显。出现此现象的原因可能是在原位浸泡侵蚀试验中，除了CO2浓度之外还存在其他影响混凝土碳化速率的因素，例如，温度、压强等，且相比于CO2浓度，这些因素对混凝土碳化速率的影响可能起到了主导作用。

图6 不同试验方法下的混凝土碳化速率系数αFig.6 Carbonization rate coefficient α of concrete under different experiment methods

图7 碳化深度和碳化速率系数α随电场强度的变化Fig.7 Changes of carbonization depth and carbonation rate coefficient α with the function of electric field

图8 碳化速率系数α随CO2浓度的变化Fig.8 Changes of carbonization rate coefficient α with different CO2 concentrations

表4 不同CO2浓度下侵蚀试验法的碳化速率系数α[3,5,11,19-20,24,33]Table 4 Carbonization rate coefficient α of erosion experiment methods under different CO2 concentrations[3,5,11,19-20,24,33]

4 不同加速侵蚀法对混凝土碳化速率的影响

通过对比分析图6中原位浸泡侵蚀法以及加速侵蚀法下的混凝土碳化深度数据(水胶比为0.3～0.6，间隔0.1取值，温度为15～90 ℃，CO2浓度为0～1 540 mg/L)，可以得出不同加速侵蚀法对混凝土碳化速率的影响。图9显示了采用不同试验方法的混凝土碳化深度随时间的变化规律。由图9可知，几种混凝土碳化试验中混凝土的碳化速率排序为：高温高压加速侵蚀法>电场加速侵蚀法>高浓度加速侵蚀法>原位浸泡侵蚀法。

图9 不同试验方法下的混凝土碳化深度随碳化龄期的变化Fig.9 Changes of carbonation depth of concrete with the function of carbonization ages under different experiment methods

分别对不同试验方法下混凝土的碳化深度数据进行拟合，拟合结果如图9所示，发现不同试验方法下混凝土的碳化深度与碳化龄期之间均呈现线性关系，线性关系式及α系数均值信率见表5。由表5可知，地下水环境加速侵蚀试验的碳化速率系数α相比于原位浸泡侵蚀法均有提升，证明了各加速侵蚀试验确实都达到了加速碳化的效果。其中，高温高压加速侵蚀法的α系数明显高于其他加速侵蚀试验法，说明其加速碳化效果最为突出。从碳化深度与时间的关系式中可以看出，高温高压加速侵蚀法的侵蚀速率相较于原位浸泡法的0.113 mm·d-1/2提升至1.242 mm·d-1/2，其碳化速率系数α从原位浸泡法0.128 mm·d-1/2提升至1.118 mm·d-1/2，高温高压侵蚀法中平均碳化速率系数α达到原位浸泡侵蚀法的8.8倍，然而电场加速侵蚀法和高浓度侵蚀法的碳化速率系数α仅分别为原位浸泡侵蚀法的3.3倍和2.0倍。换言之，高温高压加速侵蚀法所导致的混凝土碳化深度增长速率相对于其他侵蚀试验更快，因此，采用高温高压加速侵蚀法所需的碳化试验周期最短。此外，与其他方法相比，高浓度加速侵蚀法相较于原位浸泡侵蚀法的碳化速率系数α的增长幅度最小，碳化速率系数α仅提升至0.128 mm·d-1/2。但是如前文所述，各加速试验方法中侵蚀性CO2在混凝土中的侵蚀规律与自然地下水环境下均有所不同。因此，在选取加速碳化试验方法时还需进一步考虑其试验结果与实际工程之间的差异。

表5 不同试验方法下碳化深度关系式及α系数均值倍率Table 5 Comparison of carbonization rate coefficient α of carbonation depth under in various experiment methods

5 结 论

(1)原位浸泡侵蚀法最符合实际工程条件且不需任何设备，但不能控制CO2浓度、温度和压强等试验条件，难以开展标准化试验；电场加速和高浓度加速侵蚀法需要简单设备，高温高压加速侵蚀法需要较复杂的设备，这三种方法均可实现对CO2浓度、温度和压强等试验条件的控制，但三种方法均会对侵蚀性CO2在混凝土中的侵蚀规律造成相应影响。

(2)混凝土碳化速率系数分别会随着电场电压、温度和侵蚀性CO2浓度的增加而增加，其中，碳化速率系数与电场电压和侵蚀性CO2浓度呈线性递增关系。

(3)地下水环境下电场加速侵蚀法中混凝土的碳化速率相比于原位浸泡侵蚀法均有提升，对比分析各加速侵蚀法中混凝土的碳化速率，可得出试验方法对混凝土碳化速率的加速程度排序为：高温高压加速侵蚀法>电场加速侵蚀法>高浓度加速侵蚀法>原位浸泡侵蚀法。其中，高温高压侵蚀法中混凝土碳化速率提升十分明显，其平均碳化速率系数α是原位浸泡侵蚀法的8.8倍，电场加速侵蚀法和高浓度侵蚀法的碳化速率系数α分别是原位浸泡侵蚀法的3.3倍和2.0倍。