钢渣是钢精炼过程中产生的废渣，随着我国钢铁工业的发展，钢渣的总量迅速增加。钢渣的化学成分复杂、不稳定，且含有引起安定性不良的f–CaO和f–MgO，因此钢渣未得到广泛的应用。目前关于CO₂的存储研究主要集中在植物吸收、海洋贮存以及各种矿物的固化储存。本文开展了以钢渣及水泥为原料经碳化预处理后，固化储存了CO₂并生成一定量的CaCO₃，探究了钢渣和水泥碳化与水化的关系。本文主要工作和取得的研究结果如下：对碳酸化前后的钢渣进行乙醇–乙二醇滴定、水杨酸–甲醇萃取、XRD、TG–DTG、SEM和水化热分析，表明，钢渣经碳酸化后f–CaO、C₂S及C₃S的衍射峰强度下降，f–CaO含量由3.92%降至1.11%，硅酸盐相的含量由47.06%降至14.38%，表明钢渣中的f–CaO及硅酸盐相参与了碳酸化反应；碳酸化钢渣生成含量为15.95%，固溶一定量的Mg²⁺，尺寸为<1μm的CaCO₃立方体颗粒，分解温度为667℃，处于较高能量状态；碳酸化促进钢渣早期水化，但抑制其后期水化。对碳酸化前后的钢渣进行活性指数、水化热、硬化浆体的XRD、TG–DTG、SEM分析，表明，碳酸化钢渣复合胶凝材料的水化性能决定于碳酸化生成的CaCO₃及钢渣中的硅酸盐相含量；碳酸化生成的CaCO₃促进复合胶凝材料中C₃S的水化，与硬化浆体中的C₃A反应生成水合碳铝酸钙，其促进了AFt的生成，并抑制了AFt向AFm的转变。钢渣水化一定时间，并进行碳酸化后，测定不同水化时间的钢渣的碳酸化质量增加率和XRD表明，一定的水化时间可以促进碳酸化反应的进行，但是水化时间不易过长，否则会使钢渣的碳酸化效果降低。对碳酸化前后的水泥及熟料进行乙醇–乙二醇滴定、力学性能、XRD、SEM、TG–DTG和水化热分析，表明，水泥及熟料经碳酸化后，f–CaO含量降低，生成立方状的CaCO₃晶粒，尺寸<1μm，随着加水量的升高，碳酸化程度增加，形成的CaCO₃壳层包覆在水泥及熟料颗粒的表面，阻碍其与水的接触，从而抑制其早期的水化，但碳酸化生成的CaCO₃参与了水化反应，因此碳酸化对水泥及熟料后期的水化影响较小。通过设计正交实验，探究了水泥的碳酸化工艺，将碳酸化后的水泥与未碳酸化水泥按照1:1进行复合，并测试胶砂强度；分析水泥碳酸化前后及复合水泥的水化热、硬化浆体的XRD和SEM，得到，水泥最佳的碳酸化工艺为水量：0.2%、CO₂压力：0.2MPa、碳酸化温度：25℃、碳酸化时间：30min；水量、碳酸化温度对碳酸化水泥复合胶凝材料3d的抗压强度有显著影响，影响顺序为水量>碳酸化温度；碳酸化水泥复合胶凝材料3d、28d的抗压强度普遍高于纯水泥，强度等级由42.5提高至52.5；碳酸化生成的CaCO₃促进了水泥的早期水化；硬化浆体中生成了水合碳铝酸钙，且析出晶粒尺寸为1μm左右的CaCO₃颗粒。