钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素之一。一般大气环境下，混凝土碳化是钢筋锈蚀的前提条件。论文围绕混凝土碳化机理、影响因素以及碳化深度预测模型等内容展开，对基于Fick第一扩散定律的碳化理论模型进行了深入研究。根据质量守恒定律，建立了伴有化学反应时气体在混凝土中的扩散传质方程，推导了二氧化碳在混凝土中的实际浓度分布，为通常将混凝土中二氧化碳浓度分布假定为直线提供了理论依据。在深入分析混凝土水化、碳化机理的基础上，对碳化理论模型中的重要参数——完全碳化时单位体积混凝土吸收二氧化碳的量m₀进行了深入分析，提出了更合理的计算公式，并分析了水泥品种对m₀的影响。从气体在混凝土中的扩散机理出发，提出了以混凝土抗压强度为主要参数，考虑环境温湿度、混凝土应力状态与应力水平等综合影响的气体有效扩散系数计算模型。在此基础上，建立了混凝土碳化深度实用预测模型。进行了粉煤灰混凝土快速碳化试验，分析了水灰比、水泥用量、粉煤灰掺量及浇注面等对混凝土碳化速度的影响，并利用试验结果对建立的碳化模型进行了验证。