Reazione chimica per la quale una soluzione acquosa di calce idrata, in presenza dell'anidride carbonica dell'aria, si trasforma, liberando acqua, in carbonato di calcio. In altri termini la carbonatazione si identifica con il processo di indurimento, cioè di presa, della calce. In relazione a un intonaco il fenomeno inizia in tempi brevi dalla superficie a contatto dell'aria (per evaporazione dell'acqua contenuta), procedendo molto lentamente verso l'interno. Si ipotizza che dopo 15 giorni il processo si sia realizzato intorno al 70%, giungendo a una condizione che permane per circa un anno: non è invece stato stabilito con certezza il tempo di completa carbonatazione. Questo, peraltro, dipende da vari fattori che, oltre ad influenzare i tempi, determinano la qualità dell'intonaco e la sua resistenza nel tempo. Se la malta è scarsamente porosa (ovvero se contiene una quantità di grassello eccessiva), la carbonatazione avviene lentamente e con difficoltà. Se è troppo porosa (la quantità di grassello utilizzata è scarsa), la reazione avviene troppo velocemente e l'intonaco risulterà scarsamente resistente alle sollecitazioni meccaniche, al vapore acqueo e all'acqua meteorica.