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钢渣是钢铁制造过程中产生的副产品。每生产1吨钢,大约产生0.130.2吨炉渣,全球炼钢渣的年产量估计在1.7亿至2.5亿吨之间。与矿渣不同,钢渣表现出较低的水化反应性和较差的水硬性。钢渣中含有游离氧化钙和游离氧化镁,在水化作用下,它们会产生较大的体积膨胀,从而造成体积不稳定性。另外,钢渣的可磨性差,粉磨能耗较高。由于上述原因,钢渣的利用经济价值低,利用途径非常有限。中国的钢渣利用率仅为10%。尽管如此,世界各国仍在寻找高效使用钢渣的方法。钢渣在富含CO2的环境下具有很强的碳化反应性,因此将其用作固定CO2的原材料具有广阔的前景。本文以钢渣为原料,研究了原状和碳化钢渣细骨料的处理、制备及其物理化学和矿物特性,对碳化钢渣细骨料喷洒酚酞指示剂进行初步判断,并结合XRD、TG-DSC分析了钢渣中主要矿物的变化情况,通过MIP、SEM-EDS、BSE分析了钢渣孔结构及微观形貌变化。并使用碳化钢渣细骨料制备了钢渣砂浆,使用钢渣细骨料压制成钢渣砖再进行碳化养护。在以上实验中分别运用了碳化再成型、成型再碳化的方式,系统探究了不同碳化方式对钢渣骨料、钢渣砂浆试件、钢渣砖等建筑材料的工作、力学、体积稳定性的影响,分析了其对性能产生不同影响的主要原因,为钢渣细骨料的制备和应用提供了参考,取得的主要结论如下:（1）未处理钢渣细骨料中游离氧化钙、游离氧化镁的存在导致其体积稳定性差。经碳化处理后,钢渣砂质量增加,0.080.15 mm钢渣砂碳化8 h的增重率为3.3%。钢渣砂压碎指标、压蒸粉化率降低,碳化8 h后,1.182.36 mm钢渣砂压碎指标由20.3%降低至12.1%,2.364.75 mm钢渣砂压蒸粉化率由2.91%降至1.85%。钢渣经过碳化处理,钢渣中的膨胀组分游离CaO与CO2反应生成了稳定的碳酸盐,填充了钢渣砂颗粒孔隙,其孔直径尺寸减小,2.364.75 mm钢渣砂碳化8 h后总孔体积由0.045 ml/g降低为0.015 ml/g,这可能是其强度提高的主要原因。（2）未处理钢渣细骨料制备的钢渣砂浆试件强度较低,28 d抗压强度仅为30.5MPa,碳化处理钢渣骨料改善了其力学性能,经碳化处理4 h的钢渣砂成型的砂浆试件28 d抗压强度为34.6 MPa。碳化24 h组砂浆试件强度最高,其28 d抗压强度达到39.2 MPa,其原因在于骨料自身强度的提高以及骨料本身所含膨胀组分的去除。此外随着砂浆试件中碳化钢渣砂掺量的增加,碳化钢渣砂浆试件的强度先增长后降低,这是因为一定量的碳化钢渣砂骨料改善了砂浆力学性能,但随着碳化钢渣砂掺量的增加,其中含有的未碳化充分的膨胀组分也会增加,导致砂浆试件强度下降。碳化钢渣骨料改善了钢渣砂浆试件的安定性,其中未碳化组砂浆试件在80℃下养护至14 d即产生了膨胀开裂,碳化4 h组养护至21 d才开始出现裂缝,而碳化24 h组养护至28 d才出现轻微裂缝。碳化时间越长,碳化钢渣砂浆试件安定性越好。（3）分别以普通钢渣、锰钢钢渣、铬钢钢渣为主要原料制备了钢渣压实砖和钢渣透水砖。普通钢渣、锰钢钢渣、铬钢钢渣压实砖28 d抗压强度分别为36.2 MPa、15.9 MPa和20.8 MPa,碳化24 h后分别提高至57.1 MPa、18.1 MPa、30.4 MPa,相较于碳化前分别提高了57.7%、13.8%、46.2%,达到GB 28635-2012混凝土路面砖的Cc50、Cc15、Cc30等级。以钢渣与天然骨料双掺,并加入少量硅酸盐水泥制备钢渣透水砖。普通钢渣、锰钢钢渣、铬钢钢渣透水砖7 d抗压强度分别为29.8 MPa、32.4MPa和36.3 MPa,碳化24 h后分别提高至41.1 MPa、40.3 MPa、40.2 MPa,继续正常养护至28 d抗压强度分别达到53.0 MPa、52.4 MPa、55.0 MPa,均达到了Cc50等级。普通钢渣、锰钢钢渣、铬钢钢渣透水砖28 d抗压强度分别为35.6 MPa、39.9 MPa、37.8 MPa,碳化24 h分别达到43.1 MPa、49.3 MPa、49.4 MPa。对比发现,在三种钢渣透水砖成型后短期时间即进行碳化处理,对于促进其强度提高的效果更好,越早碳化,试块的强度越高。图53表15参123