粉煤灰是目前使用量最大的混凝土矿物掺合料。但粉煤灰利用的最大障碍是其早期火山灰活性低，这限制了其在早期强度要求高的混凝土工程中大掺量使用。针对这一难题，我们课题组采用物理和化学复合激发技术，自主研制出了一种以粉煤灰为主体，复配少量原状高炉矿渣和自制FJ粉煤灰激发剂的粉煤灰基复合矿物掺合料。该复合掺合料具有低需水量比、高活性指数、制备工艺简单、生产成本较低等特点，但该粉煤灰基复合矿物掺合料的基本性能、在混凝土中的应用效果和作用机理尚不清楚，尤其是在混凝土中的最佳掺量及对混凝土工作性能、强度性能与耐久性的影响有待试验研究。本文正是带着这些问题，开展了一系列的相关试验研究，结论如下:
　　(1)粉煤灰基复合矿物掺合料的需水量比低、活性指数高，既可作为一种高品质粉煤灰使用，也可替代Ⅱ磨细矿渣或S95级矿粉使用，有效解决了常规粉煤灰产品早期活性低、需水量比偏高且难以控制的难题。
　　(2)当掺量不大于60％时，等量内掺粉煤灰基复合矿物掺合料所配制的C30普通混凝土和C60高强混凝土，均表现出优异的工作性能，各龄期强度，尤其是早期强度较基准混凝土都有明显的提高;同时，两种混凝土的耐久性能，特别是抗氯离子渗透性能得到明显改善。此外，混凝土的早期收缩变形也明显减小。研究结果表明，在高、中等级混凝土中等量内掺粉煤灰基复合矿物掺合料，不仅可以替代部分水泥，降低混凝土的配制成本，有利于环境保护，同时显著改善了混凝土的工作性能、力学性能和耐久性。
　　(3)采用电子探针、X射线衍射和扫描电镜等微观测试技术，对粉煤灰基复合矿物掺合料及其水化产物的颗粒形貌、矿物组成和化学组成进行了测试、分析，研究了粉煤灰基复合矿物掺合料在混凝土中的作用机理。结果表明，粉煤灰基复合矿物掺合料在水泥混凝土中的作用机理可以归结为三个基本效应，即形态叠加效应、梯级活性叠加减水效应和双重填充密实效应。
　　(4)应用Andreasen经典颗粒连续堆积理论对粉煤灰基复合矿物掺合料的粒径分布进行计算发现，粉煤灰基复合矿物掺合料颗粒的粒径分布非常接近理想紧密堆积状态的要求，具有最好的填充密实效应。
　　(5)粉煤灰基复合矿物掺合料在混凝土中的适宜掺量为30％～60％，可用于配制高性能混凝土、高强混凝土和普通商品混凝土，特别适合海洋环境的高耐久混凝土工程。
      关键词：粉煤灰  复合矿物掺合料  混凝土  作用机理  活性指数  需水量比