ตามปกติเหล็กเสริมในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก จะสามารถป้องกันการเกิดสนิม จากคุณสมบัติความเป็นด่างของคอนกรีตที่หุ้มอยู่โดยรอบ แต่สถานะภาพความเป็นด่างของคอนกรีตจะถูกทำลายด้วยปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศกับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ในเนื้อคอนกรีต เกิดกระบวนการคาร์บอเนชั่นในคอนกรีตและเมื่อปฏิกิริยาเข้าถึงผิวเหล็กเสริมจะทำให้เหล็กเสริมเป็นสนิมได้หากมีน้ำและก๊าซออกซิเจนอย่างเพียงพอ สนิมในเหล็กเสริมจะส่งผลให้กำลังของโครงสร้างลดลง เพราะหน้าตัดของเหล็กเสริมจะลดลง แต่เหล็กเสริมที่เป็นสนิมจะมีปริมาตรเพิ่มมากขึ้นเกิดแรงดันทำให้คอนกรีตปริแตก และเมื่อถึงสภาวะดังกล่าว อัตราการกัดกร่อนของเหล็กเสริมจะทวีความรุนแรงมากขึ้น เนื่องจากผิวเหล็กจะสัมผัสกับอากาศ และความชื้นโดยตรง งานวิจัยนี้จะศึกษาขบวนการการเกิดคาร์บอเนชั่นของคอนกรีต และการเกิด สนิมของเหล็กเสริม ซึ่งขบวนการการเกิดคาร์บอเนชั่นเป็นกระบวนการทางเคมีฟิสิกส์ จะประกอบด้วย กลไกการควบแน่นของน้ำภายในรูพรุน การแพร่ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเนื้อคอนกรีต และการทำปฏิกิริยาทางเคมีของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กับแคลเซียมไฮดรอกไซด์และกับสารประกอบซีเมนต์ที่สามารถเกิดคาร์บอเนตได้ การศึกษาได้จำลองพฤติกรรมทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการการเกิดคาร์บอเนชั่นที่มีความซับซ้อนอย่างมากให้เข้าใจพฤติกรรมได้อย่างชัดเจน อัตราการเกิดคาร์บอเนชั่นที่นำเสนอ ได้มาจากผลการทดลองของนักวิจัยในอดีตหลายท่านร่วมกับการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีกึ่งทดลอง แล้วจึงนำมาเปรียบเทียบกับผลการวัดความลึกคาร์บอเนชั่นของโครงสร้างจริงจากตัวอย่างสะพานในเขตกรุงเทพมหานครซึ่งพบว่าให้ค่าต่าง ๆ สอดคล้องกับสภาพสิ่งแวดล้อมในเขตกรุงเทพมหานครเป็นอย่างดี ส่วนขบวนการเกิดสนิทของเหล็กเสริม จะเป็นขบวนการทางไฟฟ้าเคมีเริ่มต้นจากเหล็กเสริมที่ฝังอยู่ในคอนกรีตจะถูกรบกวน เมื่อความชื้นและคาร์บอนไดออกไซด์ ทำปฏิกิริยาทางเคมีเป็นกรดอ่อน ๆ และทำให้ค่า pHในคอนกรีตค่อย ๆ ลดลง จนมีอนุภาพก่อให้เกิดการกัดกร่อนที่ผิวเหล็กเสริมเกิดเป็นสนิมเมื่อมีความชื้นหรือน้ำ และ ออกซิเจนและอากาศอย่างพอเพียง อัตราการกัดกร่อนของเหล็กเสริมในช่วงเริ่มต้นและช่วงปลาย จะแปรผันตรงกับเวลาและความชื้นสัมพัทธ์ที่วัดได้ในกรุงเทพมหานคร การวิจัยนี้ยยังได้ศึกษาถึงอายุการใช้งานของโครงสร้างโดยกำหนดให้มีสัดส่วนน้ำต่อซีเมนต์ เท่ากับ 0.5 และหากยึดถือการลดพื้นที่หน้าตัดของเหล็กเสริมเกินกว่าร้อยละ 10 บ่งบอกระดับความเสียหายของโครงสร้าง อันนำไปสู่การซ่อมแซมปรับปรุงเพื่อให้มีกำลังความสามารถในการรับน้ำหนักของโครงสร้างโดยปราศจากการวิบัติใด ๆ