碳化是影响混凝土耐久性的主要原因之一,其造成的钢筋锈蚀已危害到了混凝土结构安全,并引起了人们的重视。无机涂层可以有效地延缓混凝土碳化进程,降低碳化发展速率,不但施工方便、经济简单,而且特别适用于已建好建筑,所以成为混凝土建筑耐久性保护的重要辅助措施。但是,无机涂层的防护效果表现一般,有待进一步提升。纳米材料作为新兴材料,应用在各个行业,并取得了不错的进展。本文选择了水玻璃（硅酸钠水溶液）涂层、水泥基渗透结晶型涂层两种无机涂层,纳米SiO₂、纳米TiO₂和纳米SiC三种纳米材料,以表面覆盖涂层的混凝土为研究对象,采用理论分析与实验研究相结合的方式系统深入地研究了无机涂层及纳米改性无机涂层对混凝土抗碳化性能的影响,并通过扫描电镜（SEM）和压汞实验（MIP）两种方式从细微观角度做出相应机理分析,最后建立了纳米改性无机涂层混凝土碳化深度预测模型。取得的主要研究成果如下:（1）无机涂层对混凝土抗碳化性能有较好的提升作用。水泥基涂层略优于水玻璃涂层,且两种涂层受混凝土基材表面潮湿程度的影响,表现为,对于水玻璃涂层:干燥<潮湿<湿润。对于水泥基涂层:干燥<湿润<潮湿。对水玻璃涂层采取掺加硬化剂和酸洗处理方式,防护效果相同。增加涂刷遍数可以有效地提高水泥基涂层混凝土的抗碳化效果,但对水泥基涂层则不明显。（2）三种纳米材料对水玻璃、水泥基涂层防护效果提升排序分别为:纳米TiO₂>纳米SiO₂>纳米SiC、纳米SiO₂>纳米TiO₂>纳米SiC。纳米TiO₂可以有效地改善水玻璃涂层的微观形貌,纳米SiO₂可以显著改善水泥基表面微观形貌以及涂层渗透区混凝土的孔隙结构,进而提升涂层的防护效果。（3）通过对纳米改性无机涂层混凝土碳化模型的研究,基于Fick第一定律建立了涂层当量混凝土厚度碳化深度预测模型,并对其进行了合理简化,最终对涂层混凝土的使用寿命进行预测。两种无机涂层、纳米改性后的涂层可以有效地延长混凝土的使用寿命。论文有图36幅,表28个,参考文献97篇。