钢渣是钢铁冶炼过程中产生的一种工业副产品,产量逐年增加。钢渣较低的胶凝性能及潜在的安定性问题是限制其发展及工程应用的关键因素。目前我国钢渣的综合利用率只有30%,大量钢渣随意弃置及填埋,造成土地浪费、地下水及土壤污染的问题日益严峻。通过加速碳化养护钢渣制备高性能混凝土,不仅实现了钢渣的资源化利用,还起到了减少CO2排放的作用。本文基于颗粒最紧密堆积理论,创新提出一种浇筑成型的高性能可碳化混凝土（High performance carbonatable concrete,HPCC）,优化设计了HPCC配合比,探明了HPCC的碳化性能的演变规律,系统表征了碳化养护对HPCC体积稳定性及耐久性能的影响规律。论文开展的主要工作及取得的主要成果如下:（1）基于颗粒最紧密堆积理论,通过研究水胶比、骨料体积分数、硅灰掺量及钢渣掺量对高性能可碳化混凝土流变性及力学性能的影响,结合最紧密堆积模型分析不同配比下颗粒堆积密实度,确定了HPCC的最优配合比,制备出了流动度215mm、碳化12h抗折强度和抗压强度分别为10MPa及97.7MPa的HPCC。（2）探究了养护制度对HPCC碳化性能的影响机理,优化了HPCC的养护制度。通过研究水化养护龄期对碳化养护后力学性能的影响,基于快速高效制备目标,确定了HPCC的水化养护龄期为1d;适当的干燥预处理技术可改善CO2传输通道,加快碳化反应速率,提高HPCC碳化后的抗压强度。确定了HPCC的干燥时间为12h-20h,相应的干燥失水率在65%-75%之间;研究了碳化分压、CO2浓度及碳化时间对HPCC抗压强度的影响,确定了其合适的碳化养护制度。（3）揭示了HPCC组成、结构与性能的关系。经XRD、TG、SEM/BSE、MIP等测试表明,HPCC碳化产物为稳定的方解石型碳酸钙,碳化养护改善了孔结构,显著降低了体系孔隙率,碳化养护生成的碳酸钙产物在最紧密堆积体系下进一步填充孔隙是HPCC高强的主要作用机理。（4）系统表征了HPCC体积稳定性及耐久性能。碳化养护能够有效消解HPCC内部游离氧化钙及游离氧化镁,改善体积安定性,碳化后体积收缩降低了65%。碳化养护改善了HPCC的孔结构,阻断了孔隙的连通性,通过毛细吸水率及抗氯离子渗透系数表征HPCC的抗渗性能,结果表明,碳化养护1d后HPCC毛细吸水系数明显降低,氯离子扩散系数碳化组较未碳化组降低95%,抗渗性能得到显著改善。通过快速冻融循环测试HPCC的抗冻性能,HPCC经冻融循环100次后遭到破坏,延长碳化养护龄期可提高其抗冻性能。HPCC具有优异的耐高温性能,在200-400℃温度范围内其抗压强度得到显著提升。