混凝土材料是当今用量最大,应用范围最广的工程材料,然而大量的钢筋混凝土结构未达到设计寿命便已经失效。耐久性不足是结构失效的重要原因,而钢筋锈蚀是引起混凝土结构耐久性不足的主要原因之一。因此,建立合理的钢筋开始锈蚀条件是混凝土结构耐久性评估与寿命预测的关键问题之一。在一般大气环境下,混凝土碳化是导致钢筋锈蚀的主要原因。本文从钢筋锈蚀的机理出发,立足于服役数十年的钢筋混凝土结构耐久性测试结果,分别从宏观和微观两个层面对一般大气环境下碳化对钢筋锈蚀的影响进行研究,主要研究内容和结论如下:（1）现场测试了90根钢筋混凝土柱的保护层厚度、碳化深度和钢筋锈蚀状态,沿混凝土保护层试样厚度方向切片并采用压榨法制备试样真实孔溶液,逐层测试了孔溶液p H值,同时采用X射线衍射法分层研究了试样的物相组成。研究结果表明:当混凝土碳化深度还未达到保护层厚度时,混凝土中的钢筋便已开始锈蚀,混凝土碳化过程中部分碳化区的存在是产生上述现象的根本原因;根据钢筋锈蚀状态、孔溶液p H值和碳酸钙、氢氧化钙含量确定了混凝土完全碳化区、部分碳化区和未碳化区的范围。（2）通过热重-差示热法、扫描电镜法和压汞法,分析了不同碳化区域内混凝土微观结构变化规律。结果表明:完全碳化区混凝土孔溶液p H值在8.0≤p H<9.5,氢氧化钙含量基本为0,碳酸钙含量在12%～18%之间;部分碳化区混凝土孔溶液p H值在9.5≤p H≤12.0,随着p H值的增大,氢氧化钙含量从0%增加到4%,碳酸钙含量从13%下降到6%;通过扫描电镜发现碳化反应生成的碳酸钙逐渐在混凝土孔隙中沉淀,引起混凝土孔隙率改变;随碳化程度的增加,混凝土总孔隙率下降,最可几孔径增大,孔隙的连通性增强,并且无害孔所占比例降低,有害孔所占比例上升。（3）根据混凝土碳化机理,建立了碳化反应进程的数学模型并提出了相应的数值求解方法。根据本文定义的混凝土部分碳化区,分析了水灰比、水泥用量、环境相对湿度、碳化时间和二氧化碳浓度等对部分碳化区长度的影响,并提出了部分碳化区长度的计算公式;在此基础上,建立了一般大气环境下混凝土中钢筋开始锈蚀时间的数学模型,经过与现场测试结果的对比,模型精度良好。