本发明公开了一种二氧化碳浓度可调的碳化试验方法，该试验方法包括待碳化试样安装、二氧化碳浓度调节、试样围压施加、进气压力施加、试样碳化和尾气处理等步骤。该方法在承压桶中先后通入二氧化碳和另一种非反应气体，通过调节两种气体进气压力之比，实现二氧化碳浓度的自动调节；通过隔离气囊的臌胀作用将二氧化碳气体挤迫至进气管中，解决了传统混凝土碳化箱仅能改变二氧化碳浓度而不能同时改变压力的问题；围压施加是采用气压而不是水压，避免了水体导热和渗透对试样碳化的影响。该试验方法有利于解决二氧化碳浓度和通气压力对土体碳化固化效果的耦合影响，对促进低浓度二氧化碳气体在氧化镁固化材料中的有效应用具有重要意义。