本发明提供了一种混凝土表面抗碳化养护剂及其制备方法和应用，该混凝土表面抗碳化养护剂，以重量份计，包括以下原料：α‑甲基丙烯酸150～230份、硫氰酸钠190～240份、丙烯酸乳液70～90份、十二碳醇酯2～4份、纳米二氧化硅170～190份、纳米蒙脱石粉35～45份、羟丙基甲基纤维素1～3份、工业乙醇1～3份、水195～206份。本发明提供的养护剂喷涂在混凝土表面，能够快速在表面形成一薄层致密的纳米薄膜，在干燥、大风的恶劣环境中，能够显著降低混凝土表面水分的蒸发速度。同时，养护剂中含有抗碳化组分和渗透组分，在二者协同作用下，能够有效作用于混凝土表面，明显降低混凝土表面的碳化深度。