碳化是关系耐久性的经典问题，已经被人们关注了半个多世纪，完全碳化的混凝土会造成钢筋脱钝锈蚀，从而造成钢筋截面积减小、混凝土与钢筋之间勃结力破坏、混凝土保护层开裂等一系列不良后果，最终降低混凝土结构的耐久性，减少使用寿命。目前，人类使用的各种构件、建筑材料，都有一定的时效性，随着使用年限的延长，其使用功能会逐渐降低，乃至失效。作为矿山充填使用的充填体，也不例外。对于矿业界所熟知的高水固化充填体，暴露在自然大气中，失去水分后，很快就发生碳化，完全失去强度，丧失承载能力。因此，考察充填体的稳定性、长久性，是充填理论研究必不可少的重要环节。稳定性研究，主要是考察充填体对于外部环境改变的应变能力，其中最重要的就是空气CO2碳化等。为了更好地了解和掌握高水膨胀材料、尾砂胶结充填材料充填体在不同条件下的碳化深度和碳化速率，在实验室内进行了充填体碳化实验、阻止碳化试验、防护碳化试验和水对充填体碳化的影响试验。在试验中，通过充填体碳化研究，应用物理化学计算，提出了充填体碳化理论模型；在试验中通过采用简便、实用的碳化检测手段，获得了较为精准的充填体碳化深度和速率等相关数据，验证了充填体碳化深度和碳化速率的相关规律；提出了一整套系统的关于充填体碳化深度和碳化速率的相关机理与理论，研究了影响充填体碳化深度和碳化速率的影响因素，从宏观和微观两个层面解析了充填体碳化区的结构；评估了碳化对充填体耐久性能的影响，提出了充填体防护碳化及进一步改进的措施和建议。填补了国内充填体碳化深度和速率的研究空白，对于其他领域的关于碳化深度和速率的研究也有较大的参考价值。