当今气候变化是人类历史上最为严峻的,全球变暖、二氧化碳浓度不断增长,致使钢筋混凝土结构服役环境十分恶劣,导致其维护使用成本大幅增加并严重威胁人民生命财产安全。研究者发现将纳米材料掺入到水泥基材料中,可提高其力学性能及其耐久性能。本文将二维纳米材料—石墨烯纳米片掺加到混凝土中,并以普通混凝土为对照组,通过试验研究,探讨石墨烯混凝土在主要气候因素（CO2浓度、湿度和温度）变化条件下抗压力学性能变化规律。主要研究内容和结果如下:（1）当二氧化碳浓度在6%～10%变化,温度为25℃,湿度为65%的模拟气候条件下,通过试验研究初步揭示了不同碳化程度的混凝土在宏观力学性能和微观结构变化规律。研究结果表明:在此气候条件下掺加石墨烯可提高混凝土抗压强度并延缓其碳化反应。（2）当温度在25℃～45℃变化,湿度为65%,CO2浓度为6%的模拟气候条件下,探讨了石墨烯混凝土的抗压性能变化规律和微观性能。结果表明:当温度在25℃～29℃时,普通混凝土碳化速率高于石墨烯混凝土;29℃～33℃时,石墨烯混凝土碳化反应加快,其抗压强度两种混凝土开始接近;当温度33℃～45℃时,石墨烯混凝土碳化速率高于普通混凝土,且两种混凝土抗压强度相差不大。（3）当湿度50%～85%变化,温度为25℃,CO2浓度为6%的模拟气候条件下,完成了36个混凝土试件的单轴抗压力学性能试验,并进行了微观性能试验。结果表明:在相同湿度环境下石墨烯混凝土碳化反应进行的较慢;湿度在50%～71%变化时,两种混凝土的抗压强度均呈现增加的趋势;但湿度在71%～85%变化时,两种混凝土抗压强度均降低。在本试验的模拟气候变化条件下,认为石墨烯能够提高混凝土抗压强度,且可以延缓混凝土的碳化性能;影响混凝土的碳化性能及抗压强度的气候影响因素由大到小依次为CO2浓度、湿度、温度。