CO2排放引起的温室气体效应是全球面临的问题,利用硅酸钙与CO2反应生成Ca CO3和x Ca O·Si O2·y H2O（简称CxSHy）,具有固结CO2和制备新型结构材料的双重作用。但是,有关上述反应产物之一的CxSHy在反应过程中的化学计量和形貌的变化研究较少,而它对结构形成及其胶结性能起着关键作用。针对上述问题,本文选择了γ-2Ca O·Si O2（γ-C2S）作为研究对象,主要研究了γ-C2S在碳化过程中化学计量演变及其胶结行为,进而探索了γ-C2S为胶凝材料制备泡沫混凝土的可行性,并初步设计该泡沫混凝土的反应装置。本文首先研究了γ-C2S碳化产物CxSHy的化学计量关系演变。采用背散射电子能谱（BSE-EDS）、热重（TG）结合定量x射线衍射（QXRD）两种方法测定了CxSHy中的x和y。分析了528个微区的元素组成,测定了9个试样的TG,并对9试样进行了QXRD分析。首次揭示了CxSHy的化学计量关系在不同反应条件下的演变规律。结果表明,当碳化温度和碳化压力分别在25-90°C和0.2-1MPa的范围时,且当碳化时间为1h时,CxSHy中x和y的变化范围分别是0.72-1.11和0.20-0.40。碳化48h后,x和y的值的范围分别是0.15-0.26和0.09-0.17。其次,研究了CxSHy与γ-C2S另一碳化产物Calcium Carbonate（CC）的显微形貌及二者之间的胶结行为。SEM观察显示,CxSHy的形貌与硅酸盐水泥的C-S-H显著不同。碳化一段时间后,γ-C2S颗粒由内到外形成了未反应C2S粒子、CxSHy壳层、CC壳层的核壳结构;在CxSHy与CC胶结形为研究方面,SEM观察显示,在碳化后期,观察到局部碳酸钙壳层溃裂现象。拉伸试验形成的试样断口分析显示,在CxSHy与CC交界处出现裂纹。首次发现了γ-C2S碳化硬化块体材料中CxSHy与CC两相的交界面是该块体材料的薄弱部分。再者,研究了γ-C2S碳化制备轻质隔热材料的可行性。利用不同的化学发泡剂（过氧化氢、铝粉）和加速碳化法,制备了以γ-C2S为原料的泡沫混凝土,研究了发泡行为。首先用单因素试验研究了不同组分对γ-C2S泡沫混凝土的干体积密度、抗压强度、质量吸水率等性能的影响规律,分析了各组分对γ-C2S泡沫混凝土的性能的影响,对比不同化学发泡剂体系下γ-C2S泡沫混凝土性能影响因素的特点,确定了最优水平。结果表明,γ-C2S通过双氧水发泡后,再经过碳化养护处理,可以得到干体积密度为287.5kg/m~3,抗压强度为0.98MPa,导热系数为0.049W/（m·K）的优良隔热材料。最后,根据上碳化反应条件需求,初步设计γ-C2S泡沫混凝土碳化的养护装置。