为提高粉煤灰利用率的同时减轻碳排放给环境带来的压力,本课题首先利用粉煤灰进行矿物固碳,随后将碳化后的粉煤灰掺入水泥基材料中,并进行标准养护及碳化养护,从而探究碳化粉煤灰在水泥基材料中应用的可行性。本文首先研究了不同碳化时间（2h、4h）及不同水固比（0.1、0.15、0.2）下,低、高钙粉煤灰的吸碳效率,以及碳化前后对其活性、物相组成及形貌等方面的影响,发现粉煤灰碳化后碳酸钙的含量明显增加,形貌有所改变,并且高钙粉煤灰的吸碳效率远高于低碳粉煤灰,最高可达5.12%,而碳化前后对粉煤灰的活性影响不大。此外,研究还发现碳化粉煤灰可以加快水泥水化的进程,促使放热峰提前出现,因此,碳化粉煤灰在水泥基材料中应用具有一定的潜力。随后,研究了不同水胶比下（0.3、0.4、0.5）以及不同掺量下（10%、20%及30%）的碳化高钙粉煤灰和30%的碳化低钙粉煤灰对水泥砂浆流动性、力学性能、抗渗性及抗氯离子渗透性能的影响,发现相较未碳化粉煤灰,碳化粉煤灰会略微降低水泥的流动度,且随水胶比的减小,下降幅度明显;碳化粉煤灰的掺入可以提高水泥砂浆的早期强度,略微降低了试件28d强度,明显增强了56d抗压强度;而掺碳化粉煤灰水泥砂浆的毛细吸水率及电通量明显增加,但随着水胶比的降低,这一现象得到改善。最后,在确定了最优的碳化时长后,研究了碳化养护下不同掺量的碳化粉煤灰对水泥砂浆力学性能、抗渗性及抗氯离子渗透性能的影响,发现碳化养护下,试件的早期抗压强度都明显提高,且在碳化养护及碳化粉煤灰的协同作用下,试件的7d抗压强度明显高于其他工况;碳化养护下,试件的毛细吸水率及电通量都显著降低,改善了水泥砂浆的耐久性,其中,对掺碳化粉煤灰试件的改善效果更明显。水泥砂浆经碳化养护后的吸碳量可达6.15%,但随着粉煤灰的掺入,砂浆的吸碳量有所下降。