钢筋混凝土结构常常因耐久性不足而达不到设计使用寿命。导致混凝土性能劣化的因素有碳化、钢筋锈蚀、冻融破坏、化学侵蚀和碱—骨料反应等。有足够水分参与是上述混凝土劣化过程发生的必要条件之一，水还是其它各种有害化学物质侵入混凝土内部的运输工具，因此对混凝土进行防水处理是提高混凝土耐久性的有效途径。 碳化引起的钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构面临的普遍问题。本课题的主要目的是研究混凝土表面防水处理后的抗碳化性能以及用概率模型预测表面防水处理混凝土的使用寿命。 试验选用2种有机硅防水剂硅烷乳液和硅烷凝胶对4组混凝土进行防水处理。混凝土的水灰比分别为0.4、0.5和0.6，另有一组水灰比为0.5的混凝土用20％的粉煤灰替代水泥。通过试验比较表面处理和未处理、不同剂量、不同环境条件、多次防水处理和一次防水处理混凝土的碳化关系。通过实验测定分层粉磨后混凝土每毫米深度的碳酸钙、氢氧化钙含量分布来计算碳化深度含量分析值。本文使用了一种新的计算混凝土碳化深度和碳化速度系数方法，即综合考虑混凝土碳化深度酚酞测量值和碳化深度含量分析值后最终确定混凝土碳化深度的精确值。建立用概率模型预测钢筋混凝土结构的使用寿命并计算其可靠度。 试验结果表明：混凝土表面防水处理能够极大增强混凝土的抗碳化性能；随着有机硅防水剂使用剂量的增加混凝土的平均碳化速率降低；同剂量有机硅防水剂多次处理比单次处理效果好；表面涂有有机硅防水剂凝胶混凝土都比表面涂有有机硅防水剂乳液混凝土的抗碳化能力强；表面有机硅防水处理混凝土的平均碳化速率是未处理混凝土的0.5～0.7倍。20％粉煤灰取代水泥的混凝土平均碳化速率是不掺粉煤灰混凝土的1～1.5倍。对于表面有机硅防水处理水胶比为0.5的混凝土，不掺粉煤灰的使用寿命预测为100～160年；掺粉煤灰的使用寿命预测为60～120年。