针对某水工混凝土结构实体,对不同部位、不同强度的不带浆层芯样(A类试件)、带自然碳化浆层芯样(B类试件)进行了快速碳化试验,分别建立了A、B类试件在自然碳化环境下的碳化深度预测方程。结果表明:A类试件的早期碳化深度小于B类试件;随着碳化时间的增长,A类试件的碳化深度会超过B类试件;混凝土的抗压强度越大,A、B类试件达到相同碳化深度所需的时间越长;A类试件的碳化速度系数大于0.50,而B类试件的碳化速度系数小于0.50,说明自然碳化浆层能在一定程度上延缓碳化;基于A、B类试件建立的试验室碳化深度预测方程可用于混凝土结构抗碳化性能的合格性判定;基于B类试件建立的自然碳化深度预测方程的精度较高。