轻集料混凝土是一种表观密度低于1950kg/m3混凝土，其具有质量轻、耐久性好、保温性能优良等特性。然而，轻集料混凝土存在力学强度和轻质化的技术矛盾，常规技术手段难以两者兼具。核壳结构是一种材料将另一种材料包覆，形成的有序组装结构，可有效提升材料的综合性能。因此，本文依托国家“十三五”重点研发计划项目“制品用高性能混凝土材料设计与制备技术”(2017YFB0310003)，旨在探究核壳结构在轻集料混凝土中的应用，开展了核壳型轻质集料的研制，并研究了核壳型轻集料混凝土的力学性能和耐久性，主要研究及结论如下：
　　(1)基于响应面法对核壳型轻集料外壳材料进行了组分设计，制备得到核壳型轻集料，并对该结构的破坏模式进行了有限元分析。对硫铝酸盐水泥-普硅水泥-粉煤灰-硅灰四元体系进行了响应面设计，得到硫铝酸盐水泥84%，普通硅酸盐水泥5%，粉煤灰5%，硅灰6%的最佳外壳材料配比，3d强度可达35.64MPa，28d强度可达54.34MPa；制备出堆积密度为894.88kg/m3，表观密度为1680.67kg/m3，筒压强度为9.00MPa，24h吸水率为11.32%的核壳型轻集料；通过ABAQUS有限元分析，核壳型轻集料的破坏从壳层和内核的接触面开始，当最大主应力达到材料的屈服极限时，核壳型轻集料将从壳层和内核界面处发生断裂破坏，导致核壳型轻集料破坏。
　　(2)对比研究了同强度等级(设计强度C30)核壳型轻集料混凝土、轻集料混凝土和普通混凝土的容重及力学性能。试验结果表明，随着养护时间的增长，核壳型轻集料混凝土的抗压强度增幅较大，其28d抗压强度相较于7d抗压强度提高了74.74%，轻集料混凝土28d强度相较于7d抗压强度提高了42.59%，而普通混凝土的后期强度提升仅为25.19%；对陶粒进行包壳处理后，混凝土的28d抗压强度提高了35%，但其容重只增加了0.66%。由此可看出，使用核壳结构能保证混凝土容重的同时，明显提高轻集料混凝土的抗压强度。
　　(3)对比研究了同强度等级(设计强度C30)核壳型轻集料混凝土、轻集料混凝土和普通混凝土的抗渗性、抗冻性及抗碳化性。试验结果表明轻集料混凝土的相对渗透系数约为核壳型轻集料混凝土相对渗透系数的5倍；经过100次冻融循环后普通混凝土、轻集料混凝土和核壳型轻集料混凝土的质量损失率分别为3.56%、1.12%和1.07%，强度损失率分别为8.62%、5.14%和3.85%，均在合理范围内；经过28d碳化试验后，普通混凝土碳化深度为16.7mm，轻集料混凝土碳化深度为8.7mm，核壳型轻集料混凝土基本没碳化。三种混凝土的抗渗性、抗冻性和抗碳化性强弱均为：核壳型轻集料混凝土＞轻集料混凝土＞普通混凝土。由此可见，对集料进行包壳处理后，可有效提升混凝土的耐久性。