Давно было выявлено, что карбонизация бетона с поверхности заметно повышает его стойкость. Практически этот способ использовался при заготовке массивов бетона, погружаемых в море. Выдерживание их на воздухе в течение 3—6 месяцев считалось совершенно необходимым. В последующем, однако, убедились, что глубина естественной карбонизации современных плотных бетонов, достигаемая за этот срок, невелика, а скорость карбонизации приблизительно составляет лишь 1 мм в год.
Обработка газом сухих изделий производится 6-8 час., а в некоторых случаях — до суток. Излишки газа после обработки сбрасываются в поглотительную колонну с раствором щелочи (соды), а продукты нейтрализации в виде сернокислого натрия удаляются в резервную емкость.
Действие газа на бетон сводится в основном к реакции его с известью, причем в качестве конечных продуктов получаются устойчивый малорастворимый фтористый кальций и кислый кремнегель:
2Са (ОH)2 + SiF4 = 2CaF2 + Si (ОН)4;
148 + 104 = 150 + 96.
Таким образом, для связывания 1 кг извести требуется 0,7 кг. газа. Учитывая же, что при гидратации цемента в бетоне выделяется около 20% извести или (принимая обычные расходы цемента) около 60 кг на 1 м3 бетона, для полного связывания извести потребуется около 40 кг, или около 9 м3 газа на 1 м3 бетона, так как вес 1 м3 фтористого кремния при атмосферном давлении и температуре 0° составляет 4,65 кг.
Практически поглощение газа бетоном значительно больше.
Поглощение газа происходит не только за счет связывания его свободной известью, но также и за счет хемосорбционных процессов.
Положительное влияние обработки резко падает при переходе к относительно плотным и прочным бетонам, недостаточно или излишне высушенным при обработке образцов в большом возрасте и увеличенных размеров. В этих случаях увеличение прочности обычно находится в пределах 10—50%.
Увеличение давления с 0,03 до 2—4 ат. повышает эффективность обработки, но далеко не пропорционально.
Решающее влияние на эффективность обработки оказывает сушка образцов или изделий. Обработка сырых или мокрых образцов газом приводила не к упрочнению, а к снижению их прочности и частичному разрушению. Обработка пересушенных образцов также не давала существенного эффекта, так как газ практически не реагирует с сухим бетоном.
Наиболее приемлемой остаточной влажностью бетона или цементно-песчаных смесей следует считать 1,5—2% вместо обычных 6—l0%.