随着我国经济建设和基础建设的飞速发展,以及我国对环境保护的重视,现有的天然砂资源已经不能满足工程实际的需要,机制砂在工程中的应用逐年增大。因母岩的种类及生产工艺的影响,机制砂有级配差,细度模数大,表面粗糙有棱角、含有石粉等特点。机制砂的特性对于混凝土的工作性、力学性、耐久性都有重要影响。目前国内外主要对中低强度等级的机制砂混凝土性能进行了研究,对于高强高性能机制砂混凝土性能研究甚少,关于石粉含量对高强高性能机制砂混凝土性能影响规律更是缺乏系统研究。制约了机制砂在高强混凝土结构及大型工程中应用。因此,对高强高性能机制砂混凝土进行系统研究具有十分重要的意义。本文围绕抗压强度等级C60、坍落度大于180mm、扩展度大于500mm、体积稳定性和耐久性优良的高强高性能机制砂混凝土,首先在研究水胶比、砂率、矿物掺合料等对高强高性能机制砂混凝土性能影响规律的基础上,配制出C60高强机制砂混凝土,并首次提出采用矿粉与粉煤灰复掺技术,可以经济地解决低石粉含量高强机制砂混凝土工作性和泵送性差的问题,然后系统研究了石粉含量对高强机制砂混凝土工作性和力学性能的影响,并创新性地提出通过添加增效剂的技术可以解决石粉含量高的高强机制砂混凝土的工作性差的问题,最后对不同石粉含量的高强机制砂混凝土体积稳定性(弹性模量、收缩变形、徐变)和耐久性能(抗渗性、抗碳化性、抗氯离子渗透性)进行了系统研究。为机制砂在高强混凝土的工程应用中提供了理论支撑。论文主要取得以下研究成果:(1)当水胶比为0.30,砂率为37%时,机制砂混凝土工作性能最佳;(2)矿粉与粉煤灰复掺技术,可以经济地解决低石粉含量高强机制砂混凝土工作性差的问题。混合矿粉和粉煤灰,分别取代胶凝材料用量的9.7%和9.1%;(3)C60高性能机制砂混凝土配比为:水泥:矿粉:粉煤灰:机制砂:碎石:水:减水剂=420:50:47:648:1103:155:1.034(单位:kg/m3);(4)石粉含量对高强机制砂混凝土工作性和强度的影响规律如下:(1)当石粉含量在7.0%以下时,机制砂与河砂类似,采用矿粉与粉煤灰复掺技术均可配出工作性和强度较好的高强高性能混凝土;(2)当石粉含量在7.0%~10.4%时,机制砂混凝土的强度可以满足要求,但是工作性能较差;(3)当石粉含量超过10.4%时,机制砂混凝土的工作性和强度均很差,不宜利用石粉含量超过10.4%的机制砂来配制高强高性能混凝土;(5)通过添加增效剂的技术可以解决石粉含量高的高强机制砂混凝土的工作性差的问题。CTF增效剂的最佳掺量为胶凝材料的0.6%;(6)石粉含量对于高强高性能机制砂混凝土体积稳定性和耐久性能没有明显的不利影响,通过后期养护等措施的控制,高石粉含量的高强机制砂混凝土的体积稳定性和耐久性均可达到要求。