二氧化碳捕集、利用及封存技术（CCUS）是降低二氧化碳排放,实现碳中和目标的重要技术路线,近年来的发展十分迅速。在各类二氧化碳利用技术中,二氧化碳矿化养护混凝土技术能够加速混凝土早期强度的形成,降低养护能耗,消纳工业固废,在实现CO2封存利用的同时,还可获得具有高附加值的建材产品,工业化应用前景广阔。本文选取了燃煤灰渣和脱硫石膏这两种常见的燃煤固废和冶金工业废弃物矿渣作为制备加气混凝土的主要原料,在固废利用率不低于75%的前提下,对加气混凝土的制备工艺参数、物料配比、CO2矿化养护工艺、微观反应机理和技术可行性进行了相关研究。本文首先研究了制备工艺参数、外加剂掺杂、原料配比等因素对加气混凝土宏观物理性能和微观结构的影响。当发泡剂掺量为0.2 wt.%,浇注温度为50℃,发泡温度为60℃,制备水灰比为0.42时,加气混凝土具有较好的孔隙结构和初始抗压强度,7d抗压强度1.81 MPa;探究了聚羧酸减水剂和黏土矿物复合掺杂的影响,当减水剂掺量0.2 wt.%,黏土掺量2 wt.%时,7d抗压强度达到2.41 MPa,较空白样提高了33%;研究了燃煤灰渣-矿渣掺比和剩余水灰比对加气混凝土性能和微观结构的影响,早期水化产生的钙矾石是与CO2发生反应的主要物质,养护后的产物为碳酸钙和硫酸钙,当燃煤灰渣:矿渣:水泥:脱硫石膏=42:28:25:5,矿化养护后7d的抗压强度可达到2.68 MPa。其次,本文通过调整CO2矿化养护制度削弱矿化反应对加气混凝土孔隙结构的负面影响,提高矿化养护后试件的后续水化活性,并通过SEM、XRD、压汞等方法刻画了加气混凝土在不同养护条件下物相组成、孔隙结构及微观形貌的变化规律,同时,为获得不同养护工艺参数交互影响下的最优养护工况,本文基于多目标优化的响应曲面法构建了加气混凝土固碳率和抗压强度与养护温度、养护时间、养护压力的数值模型,并对模型的可靠性和适应性进行了校验。结果表明:CO2矿化养护的主要产物为碳酸钙,并以方解石、文石和球霰石三种晶型存在,随着养护压力升高,碳酸钙晶体的粒径增大,产物界面出现细微裂缝,随着养护温度升高,混凝土中的惰性莫来石组分开始参与反应,碳酸钙结晶度更高,产物界面更加致密;矿化产物可填充加气混凝土的纳米级孔隙,孔径为10～60 nm的孔隙显著下降,有助于提高加气混凝土的力学性能,但反应放热会造成微米级孔隙的增多,对强度造成一定的负面影响,当养护压力为0.1MPa,养护温度为65℃,养护时间为2 h时,7d抗压强度为3.53 MPa,较自然养护提高35.8%;性能预测模型表明,当养护压力0.53 MPa,养护温度56.5℃,养护时间119 min时,加气混凝土具有最高的抗压强度和较高的固碳率,分别为3.69 MPa和8.4%,实际测量值分别为3.63 MPa和8.22%,相对误差分别为1.6%和2.1%,说明模型具有较高的可靠性和适应性。基于以上配方和工艺,本文对CO2矿化养护加气混凝土进行了全生命周期碳排放评价和技术经济性分析。结果表明:与蒸压养护工艺相比,CO2矿化养护加气混凝土的全生命周期碳排放降低了33.8%,主要原因是CO2气源对蒸汽气源的替代;技术经济性上,CO2矿化养护加气混凝土的运营成本主要受到原料中燃煤固废和矿渣价格的制约,且在未来碳交易政策的激励下,CO2的碳交易价格每上涨100元/吨,可带来3.1元/m~3的额外收益。最后,基于上述经济环境效益分析提出了工艺优化方向和可行性建议。