近年来,由于中国西部区域基础设施建设的迅速发展,建设项目中所需的粗、中砂资源供给的矛盾也日益突出,在这种形势下,可以替代天然细骨料的建筑材料将对项目建设起关键性影响。西部区域有着大量的沙漠砂资源,如果能够充分利用就可以减缓砂资源短缺的问题,同时有利于自然环境的改善,减小中粗砂的用量和运输所需的成本,减小工程造价。混凝土结构在实际环境服役过程中遭受到碳化、冻融、氯盐侵蚀等各种因素的影响,其中碳化是引起混凝土劣化的主要原因之一,由于其破坏混凝土内部的碱性环境,引起混凝土内部钢筋的锈蚀,从而影响混凝土的保护层和钢筋与混凝土之间粘结性。因此,研究沙漠砂混凝土抗碳化性能以及其在碳化作用下的劣化规律和劣化机理,为今后对沙漠砂混凝土的耐久性评估提供其理论依据。本文通过快速碳化试验,对沙漠砂混凝土抗碳化性能进行了深入地研究,分析碳化时间和沙漠砂掺量对碳化深度和PH值的影响,并在此基础上对沙漠砂混凝土的碳化深度预测模型进行了推导;通过力学宏观试验,对沙漠砂混凝土碳化后的劣化规律展开了研究,分析了碳化时间和沙漠砂掺量对抗压强度、劈裂抗拉强度和应力-应变全曲线的影响,建立了碳化后的沙漠砂混凝土应力-应变曲线本构方程;通过微观试验揭示了碳化作用下的沙漠砂混凝土劣化机理;最终综合分析确定了最优沙漠砂替代率。主要研究成果包括:（1）随着碳化时间的增加,不同含量沙漠砂混凝土的平均碳化深度均加深,而其内部p H值降低且由试块表面到内部方向呈现了先慢慢上升后快速增加再逐渐稳定的规律。碳化龄期相同时,随着沙漠砂掺量的增加,碳化深度呈现先降低后递增的趋势,而在同样深度处PH值表现出先增后减的变化规律。本文推导的沙漠砂混凝土碳化深度预测模型计算值与试验结果较吻合。（2）随着碳化时间的增加,不同掺量沙漠砂混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度呈现了先快速增大后逐渐缓慢的变化规律,而试件的应力-应变曲线越来越窄,上升段的斜率增大,下降段则变陡,并且其峰值应力和弹性模量等特征值逐步地增加,峰值应变和极限应变等特征值则向左移且逐渐减小。在相同碳化龄期下,随着沙漠砂掺入量的增加,立方体的抗压强度、劈裂抗拉强度呈现了先降后增再降的规律;棱柱体应力-应变曲线上升段变化趋势并不大,而下降段存在较大的差异,当沙漠砂增加到40%和60%时,与其他组混凝土相比,其相对平缓;另外,应力-应变曲线特征值的变化趋势与立方体力学性能相似。本文建立的碳化后的沙漠砂混凝土应力-应变曲线本构方程回归曲线接与试验结果吻合较好。（3）碳化后,沙漠砂混凝土内部原有的微裂缝和孔洞显著减小,微观结构也变得更加细致;其内部原有的六角薄板状Ca（OH）2、纤维状水化硅酸钙等可碳化物质含量明显下降,而片层状的碳化产物Ca CO3含量增多。混凝土中掺入的沙漠砂适量时,其微裂缝和孔隙相对其他组混凝土少,其结构比较严密,而掺量过多或过少会微观结构变得较普通混凝土差,并且微裂缝和孔隙较多,结构相对疏松。