本研究通过探求以粉煤灰为主要原材料制备轻集料过程中的关键技术及优化各种生产工艺参数，提出一种生产高强优质轻集料的技术方法。围绕致密堆积轻集料混凝土的配合比设计，以及致密堆积轻集料混凝土结构和性能开展了大量的实验和系统的研究工作。 以粉煤灰为主要原材料，少量的粘土为粘结剂，氧化铁及适量浓度的水玻璃为助熔剂制备粉煤灰轻集料。依据Riley提供的形成适宜粘度的化学成分范围，进行分析探讨粉煤灰轻集料烧胀、烧结机理，在此基础上提出试验方案。根据几组不同方案分析了预烧制度、焙烧制度、恒温时间和冷却制度等因素对烧结骨料性能影响，根据骨料性能确定最佳配合比和最佳烧结工艺，并烧制大量的粉煤灰轻集料。 该粉煤灰轻集料的堆积密度为970 kg/m<3>，属1 000标号；筒压强度大于8.5MPa，吸水率小于5.4﹪。通过对各种不同配比原料的焙烧实验，证实了优质轻集料的焙烧模式与普通轻集料不同。优质轻集料的焙烧模式是有效膨胀与有效收缩、排气与保气的统一。 利用所制的粉煤灰轻集料配制混凝土，结合致密堆积理论，寻找不同粒径颗粒之间的最优配合比，颗粒在这种配合比的优化下，物料之间的堆积达到最密集程度，颗粒的空隙被更为细小的颗粒充分填充。基于致密堆积理论进行配合比设计，需要较低的用水量和水泥用量便能获得工作性优异的新拌混凝土，同时混凝土的耐久性和体积稳定性在高集料用量下也得到很大的改善。