基建投入增加导致我国对水泥的需求量增长,带来较大的环境污染和资源耗费,采用石灰石粉等矿物掺合料替代水泥作为辅助胶凝材料配制复合混凝土不仅可以实现固废再利用而且进一步节能减排。本文系统研究复合石灰石粉-粉煤灰-矿渣混凝土宏观性能演化规律与微观机理,涵盖复合石灰石粉胶砂基本性能和混凝土配合比优化设计、辅助胶凝体系水化热性能和复合石灰石粉混凝土自收缩性能、基本力学性能、单轴受压性能、与钢筋界面粘结性能及一般大气环境中耐久性能,探明复合石灰石粉混凝土的微观机理,提高石灰石粉等综合利用资源化效率,为混凝土产业转型升级和绿色化提供理论指导和技术支持。主要结论和创新成果如下:（1）揭示复合石灰石粉胶砂基本性能变化规律,提出复合混凝土配合比优化设计方法。石灰石粉、粉煤灰、矿渣对胶砂流动性均有不同程度的提高,其提高作用由高到低依次为:粉煤灰>石灰石粉>矿渣。掺量小于20%时,石灰石粉可以提高胶砂的早期强度。辅助胶凝材料复掺比单掺可以更好地改善胶凝体系的力学性能,其后期强度随着石灰石粉掺量的提高会出现不同幅度的下降。提出基于控制浆骨比-固定基本参数法的复合石灰石粉混凝土配合比优化设计方法。（2）获得辅助胶凝体系水化热性能演变规律,揭示石灰石粉在水化早期的加速机理。水化初期,辅助胶凝体系水化放热量持续增长,在3d前释放50%⁷5%热量,后期逐渐减少。掺加石灰石粉等能显著降低辅助胶凝体系早期放热量与水化放热总量,且石灰石粉降低幅度最大。0.40水胶比时,石灰石粉-粉煤灰双掺水化放热量最小,较水泥砂浆降低47.6%。辅助胶凝体系7d水化放热量及早期放热速率随着石灰石粉比表面积增加而增大,且7d水化放热量和水化放热总量随着水胶比增大而增大。石灰石粉的微晶核作用能加速C₃S早期水化,促使掺石灰石粉的试样提前出现第二放热峰,但降低了放热速率峰值。（3）揭示复合石灰石粉混凝土自收缩性能演变规律,建立自收缩预测模型。复合石灰石粉混凝土自收缩率随龄期先快速增长,后逐渐平缓,20h自收缩率达到72h的60%以上。相同水胶比时,混凝土自收缩率随石灰石粉比表面积增大而增大,掺加450m²/kg和650m²/kg石灰石粉的混凝土自收缩率比掺加350m²/kg石灰石粉混凝土分别增加5%²5%和20%³5%;相同石灰石粉比表面积时,自收缩率随水胶比的增大而减小,0.40水胶比和0.35水胶比混凝土自收缩率比0.49水胶比混凝土分别增加5%²0%和20%³0%。建立复合石灰石粉自收缩预测模型,能准确反映复合石灰石粉混凝土自收缩率与石灰石粉比表面积、龄期之间关系。（4）给出复合石灰石粉混凝土力学性能变化规律,建立强度预测模型。抗压呈拉裂型破坏,劈裂抗拉及抗折早期破坏出现在粗骨料与水泥砂浆粘结界面,后期为粗骨料劈裂破坏。随着石灰石粉比表面积增大,混凝土力学性能略有提高,但早期强度仍低于普通混凝土,28d试验结果难以达到95%的配制强度值。石灰石粉-粉煤灰混凝土抗压强度普遍低于石灰石粉-矿渣、石灰石粉-粉煤灰-矿渣混凝土。基于单纯形重心设计法,建立考虑水胶比、石灰石粉比表面积、辅助胶凝材料掺配比例等因素的复合石灰石粉-粉煤灰-矿渣-水泥混凝土强度预测模型,计算结果与实测结果吻合度较高。（5）明确复合石灰石粉混凝土单轴受压性能演变规律,建立应力-应变本构模型。极限荷载作用下,棱柱体试件多为沿对角线的剪切破坏,90%圆柱体沿竖向的劈裂破坏,10%沿表面剪切破坏。建立了圆柱体与棱柱体混凝土试件的强度关系式f_c（28）0.90665f’,给出混凝土试件的尺寸效应。复合石灰石粉混凝土的弹性模量会随着峰值应力增大而提高,最大超过规范规定弹性模量计算值的11%,对规范公式进行修正得到了弹性模量的计算公式,建立了复合石灰石混凝土单轴受压本构方程,吻合度较好。（6）给出钢筋-复合石灰石粉混凝土粘结性能演变规律,得到粘结锚固特征值。极限荷载作用下,钢筋-复合石灰石粉混凝土试件发生劈裂拔出破坏,设置横向箍筋的试件发生塑性破坏。粘结界面挤压明显,混凝土与钢筋的咬合肋在拉拔破坏后几乎磨平。粘结滑移曲线与普通混凝土相似,可以分成微滑、滑移、劈裂、下降、残余5个阶段。极限粘结应力与混凝土抗压强度呈正相关,参数β与石灰石粉比表面积成二次抛物线关系,而与水胶比近似呈线性关系。得到复合石灰石粉混凝土粘结锚固特征值,证实混凝土中掺入石灰石粉、粉煤灰和矿渣后粘结性能得到很大的改善。（7）揭示复合石灰石粉混凝土抗冻性能退化规律及碳化深度增长规律。随着冻融循环次数增加,复合石灰石粉混凝土试件的表观形态持续劣化,质量损失率持续增加,相对动弹性模量则持续下降,水胶比越大则质量损失率越大。混凝土的碳化深度随着水胶比的增大而增大,当水胶比和石灰石粉比表面积相同时,石灰石粉-粉煤灰双掺混凝土碳化深度是石灰石粉-矿渣双掺混凝土或石灰石粉-粉煤灰-矿渣三掺混凝土的两倍,后两者碳化深度相近,碳化深度发展曲线与d_t（28）a t具有很好的相关性。（8）探明辅助胶凝体系微观结构,揭示复合石灰石粉混凝土宏观性能的微观机理。C-S-H凝胶含量随着水化龄期逐渐增加,粉煤灰和矿渣二次水化导致Ca（OH）₂的含量在后期逐渐降低,石灰石粉有效抑制早期AFt向AFm的转化。辅助胶凝体系水化放热微观机理:石灰石粉充当C-S-H的成核基体,加速水泥的水化。水泥占比降低减少水化产物量,矿渣和粉煤灰二次水化导致C-S-H凝胶的衍射峰值增长。混凝土自收缩微观机理:石灰石粉中CaCO₃与C₃A反应产物体积增大,补偿收缩;石灰石粉比表面积增大促进熟料水化产生毛细孔负压,引起混凝土自收缩;粉煤灰二次水化滞后,降低混凝土的收缩。混凝土力学性能演变微观机理:辅助胶凝材料活性低,降低混凝土早期有效浆体量和早期强度;粉煤灰等二次水化生成水化硅酸钙等凝胶,增强了砂浆整体强度,矿物掺合料改善混凝土颗粒级配,致使其后期强度增长。混凝土耐久性退化微观机理:水胶比增大或石灰石粉比表面积减小,都会造成复合石灰石粉混凝土孔隙率增大,密实度降低,耐久性能减弱,尤其是石灰石粉-粉煤灰双掺且掺量较大时,石灰石粉和粉煤灰的分散和稀释作用尤为显著,因而需要合理控制辅助胶凝材料掺配比例以及优选材料。