由于高性能混凝土具有良好的工作性、较高的力学强度、优异的耐久性和经济合理性等,近些年来在世界各地被广泛地应用于多种建筑结构。但实践中,由于高性能混凝土水胶比较低、水泥用量较大以及砂率较高等特点,使得混凝土早期收缩较大,特别是自收缩现象较严重,容易造成高性能混凝土的早期开裂。粉煤灰具有三种优良的效应及其三种势能,在合理使用的情况下,粉煤灰是抑制高性能混凝土收缩的一种有效的掺合料,其品种、品质及掺量对高性能混凝土的收缩开裂性能有显著的影响。 本文通过大量试验,从宏观和微观两个尺度研究了粉煤灰高性能混凝土的收缩开裂原因及其机理。以粉煤灰品种、品质和掺量为主要的参数对粉煤灰混凝土进行平板试验、蒸发量试验、自收缩试验、干燥收缩试验,及相应的扫描电镜试验。对混凝土的抗裂性能而言,粉煤灰的最优掺量因其品种的不同而不同,本文通过试验基本确定了试验中所用三种粉煤灰以开裂时间、开裂面积和最大裂缝宽度为参数的最优掺量,可供实践参考使用。粉煤灰混凝土的抗裂性与粉煤灰的物理性能和化学成分有着微妙的关系。通过分析粉煤灰物理性能和化学成分在混凝土的作用,能合理的解释粉煤灰混凝土的收缩开裂的机理。水泥石本体与骨料的界面一直都是混凝土抗裂的薄弱环节。本文通过环境扫描电子显微镜(ESEM)技术,研究了粉煤灰混凝土各龄期(1d,3d,7d,28d)的界面和非界面水泥石本体的细观形貌。试验研究表明,不同的水化产物形貌和不同的水化产物的量对混凝土的性能有着重要的影响。粉煤灰在水化初期主要发挥形态效应和微集料效应,火山灰效应发挥的不是很充分。粉煤灰对混凝土界面区这个薄弱环节有明显的改善作用。不同品种、品质的粉煤灰其作用也不同。