混凝土的碳化是指空氣中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用，生成碳酸鈣和水的反應。
碳化作用降低混凝土的鹼度，減弱對鋼筋的保護作用。由於水泥水化過程中生成大量氫氧化鈣，使混凝土孔隙中充滿飽和的氫氧化鈣溶液，其pH值可達到12.6～13。這種強鹼性環境能使混凝土中的鋼筋表面生成一層鈍化薄膜，從而保護鋼筋免於鏽蝕。碳化作用降低混凝土的鹼度，當pH值低於10時，鋼筋表面鈍化膜破壞，導致鋼筋鏽蝕。
其次，當碳化深度超過鋼筋的保護層時，鋼筋不但易發生鏽蝕，還會因此引起體積膨脹，使混凝土保護層開裂或剝落，進而又加速混凝土進一步碳化。
碳化作用還會引起混凝土的收縮，使混凝土表面碳化層產生拉應力，可能產生微細裂縫，從而降低混凝土的抗折強度。
1251 混凝土碳化的機理是什麼？
混凝土具有毛細管類孔隙結構的特點，這些毛細管類孔隙包括混凝土成型時殘留下來的氣泡，水泥石中的毛細孔和凝膠孔，以及水泥石和集料接觸處的孔穴等。此外，還可能存在著由於水泥石的乾燥收縮和溫度變形而引起的微裂縫。普通混凝土的孔隙率一般不少於8％～10％。
在混凝土中，水泥水化主要生成水化硅酸鈣凝膠和Ca（OH）2，氫氧化鈣在水中的溶解度低，除少量溶於孔隙液中，使孔隙液成為飽和鹼性溶液外，大部分以結晶狀態存在，成為孔隙液保持高鹼性的儲備，它的pH值為12.5～13.5，其鹼性介質對鋼筋有良好的保護作用，使鋼筋表面生成難溶的Fe2O3和Fe3O4，稱為純化膜。空氣中的CO2氣體不斷地透過混凝土中未完全充水的粗毛細孔道，氣相擴散到混凝土中部分充水的毛細孔中，與其中的孔隙液所溶解的Ca（OH）2進行中和反應。反應產物為CaCO3和H2O，CaCO3溶解度低，沉積於毛細孔中。該反應式為：
Ca（OH）2+CO2→CaCO3↓+H2O
孚納森地坪施工前與成品後效果
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反應後，毛細孔周圍水泥石中的氫氧化鈣補充溶解中的Ca2+和OH-，反向擴散到孔隙液中，與繼續擴散進來的CO2反應，一直到孔隙液的pH值降為8.5～9.0時，這層混凝土的毛細孔中才不再進行這種中和反應，此時即所謂“已碳化”。確切地說，碳化應稱為碳酸鹽化。
另外，凡是能與Ca（OH）2進行中和反應的一切酸性氣體，如SO2、SO3、H2S以至於氣相HCl等，均能進行上述中和反應，使混凝土鹼度降低，故混凝土碳化應廣義地稱為“中性化”。混凝土表層碳化後，大氣中的CO2繼續沿混凝土中未完全充水的毛細孔道向混凝土深處氣相擴散，更深入地進行碳化反應。當碳化超過混凝土的保護層時，在水與空氣存在的條件下，就會使混凝土失去對鋼筋的保護作用，鋼筋開始生鏽。
同時碳化使得混凝土中的碳酸鹽轉變為溶解度較高的碳酸氫鹽，溶出後使孔隙率增加。水泥混凝土中的碳化反應不限於Ca（OH）2，在各種水化物或未水化物中，也會發生其他類型的碳化反應，但就碳化而言，Ca（OH）2的影響最大。
