钢筋锈蚀是引起钢筋混凝土结构耐久性问题的重要因素，对于一般大气环境，碳化是造成钢筋锈蚀的最主要原因之一。碳化不仅会使混凝土碱性降低，造成钢筋脱钝锈蚀，而且会造成混凝土中氯离子、硫酸盐离子等发生迁移与浓缩，造成钢筋锈蚀加剧。国内外学者基于酚酞测试方法提出了各种混凝土碳化预测模型。但自不完全碳化区概念被提出并被证实后，传统方法测得的混凝土碳化深度被认为并不能准确预测混凝土的碳化寿命，研究混凝土结构碳化区域的分布规律对混凝土剩余使用寿命评估和耐久性设计变得更有重要意义。本文通过混凝土和砂浆的快速碳化试验，以模拟孔溶液法，碳酸盐含量测试法和传统酚酞测试法三种方法，细致地研究了不同湿度和应力条件对混凝土及砂浆试件碳化区长度的影响。基于试验数据分析结果，提出了砂浆及混凝土碳化深度酚酞测试值的实用预测计算模型；并根据碳酸盐测试和模拟孔溶液测试测得的碳化深度分布曲线建立了砂浆试件的碳化区域分布模型；基于二氧化碳的传质理论，通过APDL编程，采用的ANSYS热分析模块对碳化过程进行了计算机模拟仿真，并根据应力对扩散的影响和湿度对碳化反应速度的影响对仿真模型进行修正。　　本研究主要内容包括：⑴模拟孔溶液法的最佳固水比为1:20，此方法得到碳化分布区域与碳酸盐含量测试方法相比结论一致，能反应混凝土的碳化区域分布；⑵混凝土完全碳化区中，部分 Ca(OH)2等碱性物质被生成的碳酸钙包裹而没有完全反应，导致模拟孔溶液中完全碳化区pH比真实孔溶液偏高；⑶环境相对湿度与混凝土孔隙水饱和度呈现一定相关关系，当混凝土从饱水状态在预设相对湿度环境下达到质量稳定，其孔隙水饱和度数值比相对湿度数值大5％左右；⑷拉应力小于0.6ft时，随着拉应力水平的增加，混凝土试件无论酚酞喷涂碳化深度还是不完全区和完全碳化区终点深度均有略微的增大，但其增加幅度不明显；⑸湿度对碳化影响显著，相对湿度从85%降低至55%，混凝土的碳化深度明显升高，但降至更低湿度时，碳化速率可能发生突变，出现明显减小的趋势；⑹同参数砂浆试件和混凝土试件的酚酞测试结果基本相同，对于酚酞测试方法研究混凝土碳化深度可以采用砂浆试件进行代替。但混凝土不完全碳化区终点深度远大于砂浆试件。