粉煤灰是火力发电厂燃煤锅炉排放的一种工业废渣,是一种人造火山灰质材料。利用粉煤灰作为辅助性胶凝组分生产复合水泥,是其资源化利用的最有效途径之一。由于粉煤灰的火山灰活性较低其主要发生在水化后期,粉煤灰与水化产物间粘接较差,造成掺粉煤灰水泥的性能较差（特别是早期强度）,同时也限制了粉煤灰在水泥中的掺量。粉煤灰火山灰活性的发挥与其粒度和所处环境相关。本文研究了水化环境、粒度对粉煤灰活性的影响。针对粗颗粒粉煤灰活性很低的特点,利用水化产物脱水相再水化的原理,改善了粉煤灰表面的胶凝活性,并制备了大掺量辅助性胶凝材料、高性能复合水泥。本文的研究为低等级粉煤灰生产高效复合水泥提供了一条有效途径,对低等级粉煤灰的综合利用、水泥工业的节能减排、可持续发展具有巨大的经济价值和社会意义。研究了不同环境中粉煤灰水化活性的发挥情况。实验结果表明:粉煤灰-水及粉煤灰-饱和Ca（OH）₂溶液体系中,粉煤灰28d内几乎不水化。粉煤灰-CaO-水体系中,孔溶液中SiO₂和Al离子浓度较低,粉煤灰早期水化非常缓慢,粉煤灰28d水化程度仅为8.3%。粉煤灰-CaO-碱溶液体系中,孔溶液中SiO₂和Al离子的浓度显著增加,粉煤灰早期水化速度得到大幅度提高,水化主要发生在14d前。粉煤灰-5CaO-0.2 mol/L NaOH溶液体系中,粉煤灰28d水化程度达19.2%。研究了粉煤灰粒度区间与组成、性能之间的关系。结果表明:随着粉煤灰颗粒尺寸的减小,SiO₂和Fe2O3的含量明显降低,CaO、SO3和碱（K2O和Na2O）的含量显著增加。尽管细颗粒粉煤灰的碳含量很高,但其火山灰活性、活性指数远高于粗颗粒粉煤灰。粗颗粒粉煤灰（D50>15μm）的3d和28d活性指数均低于70%,而细颗粒粉煤灰（D50=1.45μm）的3d活性指数达到85%,28d活性指数超过了100%。因此,小于8μm的粉煤灰较适宜作为辅助性胶凝材料生产复合水泥。研究了煅烧温度、水化程度对预处理粉煤灰性能的影响。结果表明:煅烧温度为750℃时,粉煤灰表面的水化产物脱水生成具有胶凝活性的β-C2S,该矿物可与水反应生成水化产物,从而显著改善了粉煤灰与水化产物的粘接。在更高的温度煅烧时,水化产物生产C2研究了掺预处理粉煤灰复合水泥的性能。该复合水泥中<8μm颗粒为矿渣、8³2μm颗粒为水泥熟料、>32μm的颗粒为粉煤灰。结果表明:由于复合水泥颗粒级配良好,复AS,该矿物不具有水化活性性,因此不能改善粉煤灰的表面胶凝性能。当粉煤灰预水化程度为5%时,预处理粉煤灰的活性指数最高。合水泥浆体需水量较低、堆积密度较高。预处理粉煤灰促进了复合水泥中熟料、矿渣的水化进程,其表面的少量β-C₂S水化,使浆体结构较早的生成,改善了粗粉煤灰颗粒与水化产物的粘接。因此,复合水泥（配比为25%熟料-36%矿渣-39%预处理粉煤灰,石膏外掺）的早期和后期强度接近甚至超过硅酸盐水泥的强度,且该水泥具有良好的耐久性能。