混凝土的养护方式分为外养护和内养护两种。内养护（Internal Curing）作为新型养护方式,其养护效果优于外养护。目前常用高吸水性树脂（Super Absorbent Polymer,简称SAP）作为混凝土内养护材料,具有较强的吸水性与保水性,在内养护混凝土中广泛应用。纳米二氧化硅（Nano-silica,简称NS）具有超细颗粒尺寸与极高的火山灰活性,使混凝土微观结构更加致密,为改善SAP内养护混凝土的抗碳化性能研究开辟了新途径。在国家自然科学基金项目“海工预应力混凝土结构耐久性能提升技术与设计理论研究（51778272）”的资助下,通过试验研究NS改性SAP内养护混凝土材料与构件的抗碳化性能,并利用多元非线性模型、BP与RBF神经网络对混凝土的抗碳化性能进行预测。主要内容如下:1、NS改性SAP内养护混凝土的抗碳化性能研究。从碳化深度、碳化前后混凝土抗压强度以及微观结构等角度出发,研究NS对SAP内养护混凝土的改性效果。研究结果表明:1)SAP的掺入会增大混凝土的碳化深度,掺入适量的NS能有效降低混凝土碳化深度,复掺0.16%SAP与1.0%NS混凝土的碳化深度降低了15.5%;2)复掺0.16%SAP与1.0%NS混凝土碳化28d的抗压强度比基准组碳化28d的抗压强度提高了5.52%,与未碳化普通混凝土相比复掺下碳化28d混凝土的抗压强度提高了10.62%;3)复掺0.16%SAP与1.5%NS混凝土碳化28d的波速提高了2.6%;4)由微观形貌图可知,NS改性SAP内养护混凝土的水化微观形貌更加粗糙、密实,有利于提高混凝土的抗碳化性能。2、碳化环境下NS改性SAP内养护混凝土持载梁的抗碳化性能研究。通过设计浇筑16根NS改性SAP内养护混凝土牛腿梁,在恒荷载作用下进行42d的快速碳化试验与42d的室内暴露试验。考虑NS掺量、SAP掺量、裂缝宽度等因素,对钢筋的腐蚀电位、开裂与完好部位混凝土碳化深度进行检测。研究结果表明:1)混凝土的弹性模量随SAP掺量的增加而减小,NS的掺入则增大混凝土的弹性模量,复掺0.16%SAP与1.0%NS混凝土的弹性模量增加了8.3%;2)加速碳化与室内暴露情况下,复掺0.16%SAP与1.5%NS完好混凝土构件的半电池电位值最大,混凝土内部钢筋腐蚀程度最小。开裂部位钢筋的半电池电位值显著小于完好部位的半电池电位值,并且复掺0.16%SAP与1.0%NS开裂混凝土构件的半电池电位值最大;3)加速碳化情况下,复掺0.16%SAP与1.0%NS完好部位混凝土碳化21d与42d的碳化深度分别减小了2.64%、9.63%,开裂部位混凝土碳化21d与42d的碳化深度分别减小了12.56%、7.96%。3、NS改性SAP内养护混凝土碳化深度预测模型的研究。研究结果表明:1)混凝土碳化深度随水灰比、温度及SAP掺量的增大而增大,水灰比影响显著且与碳化深度成正比例关系;混凝土碳化深度随抗压强度、CO2浓度、相对湿度及NS掺量的增大而减小;2)多元非线性预测模型与碳化28d测得试验值之间的平均相对误差为5.18%。碳化深度的模型值与试验值误差较小,两者符合程度较好;3)通过对BP、RBF神经网络预测结果与试验结果对比分析,BP、RBF神经网络的R~2分别为0.956和0.617,且碳化深度的相对误差分别为1.95%和4.74%。因此,建立了适用于NS改性SAP混凝土的碳化深度模型,预测值与试验值结果符合较好。本文通过分析SAP与NS对混凝土材料与持载混凝土梁抗碳化性能的影响,运用多元非线性模型、BP与RBF神经网络对混凝土碳化深度进行预测。研究结果表明NS与SAP的掺入会提高混凝土的抗碳化性能,并且混凝土碳化深度预测模型对结构耐久性评估与寿命预测提供理论依据。