水泥作为基础的材料之一,在水利、交通、建筑等众多领域具有广泛的应用基础。在生产水泥的过程中需要消耗大量的能源,并且会排放出大量的CO₂,温室气体对人的威胁越来越大,急需节能减排。水泥基材料矿化固定CO₂是实现水泥高效利用的重要途径之一,不仅解决了CO₂的节能减排问题,还可以制备出高强度水泥基制品,为建筑行业的绿色发展提供强有力支撑,实现水泥行业的可持续发展。因此本研究提出水泥混凝土有效地矿化固定CO₂,一方面需要了解影响水泥水化和碳酸化反应的最佳工艺条件及规律,另一方面通过有效的矿化手段增强混凝土试块的强度。本文主要研究内容及成果有:（1）水泥浆体碳酸化反应特性研究。从水泥浆体pH在线观察来看,水泥水化反应速度较快,在10-20秒钟内可完成水化反应的80%左右;水化温度、搅拌速度和浓度等工艺参数对水泥水化浆液pH值的影响有限。通常温度变化对水泥水化反应影响不大;搅拌速度加快,一定程度上会加速水泥水化;水泥浆液浓度（固液比）升高,一定程度上提高浆液pH值。碳酸化温度和CO₂流量对水泥碳酸化反应影响较大,通常温度升高,使水泥碳酸化反应速度降低;CO₂流量加大,水泥碳酸化反应速度也加大,但参与水泥碳酸化反应的CO₂的反应率降低。通过测试水泥碳酸化反应前后原料及产物的热失重曲线,可有效得出水泥矿化固碳能力,本实验条件下测得水泥的矿化固碳率约为3.5%,即每吨水泥可矿化固定CO₂约35kg,水泥具有一定的固碳减排潜力。（2）水泥混凝土制品养护矿化固定CO₂反应特性研究。水泥浆体和混凝土试块均具有矿化固定CO₂的作用。水泥浆体随着碳化时间的延长,CaCO₃的衍射峰发生变化,生成了不同晶形的CaCO₃。混凝土试块碳化养护后,热分解温度偏高,生成了不同种类的碳酸钙晶体。混凝土试块碳化养护可有效增加试块的强度,其增幅高达85%。（3）水泥混凝土矿化固定CO₂机理研究。通过不同的分析手段XRD、XRF、SEM-EDS证明了碳酸化手段一方面可以固定CO₂,另一方面可以提高混凝土试块的强度,从而得到以下结论:水泥碳酸化固定CO₂时,主要是由水泥的水化产物氢氧化物与CO₂发生反应;混凝土在不同的碳化养护条件下,会生成不同形貌的碳酸钙晶体,如六方体、片簇状、纤维状等从而增强混凝土试块的强度。