与普通混凝土相比,高性能轻骨料混凝土具有轻质、高强、耐久性能好等独特优点,在高层建筑、大跨径桥梁等结构工程中具有广阔的应用前景。但现有的研究表明,高性能轻骨料混凝土的拉压比要小于相同强度等级的普通混凝土,且随着强度的提高,其脆性相应增大,脆性问题使得高强材料的优越性得不到充分发挥;此外,为避免轻骨料缓慢吸放水特性所造成的轻骨料混凝土泵送困难,在制备泵送轻骨料混凝土时通常对所用轻骨料进行加压预吸水处理,但轻骨料压预吸水后,将对所制备轻骨料混凝土的强度和抗冻性产生不利影响。以上两个问题是当前限制高性能轻骨料混凝土在工程中推广应用的两个重要问题。本文针对以上两个问题的解决进行了试验研究和分析探索。通过在高性能素轻骨料混凝土中掺入端钩型、压痕型两种钢纤维以及聚丙烯、聚丙烯腈、高强高弹模聚乙烯三种有机合成纤维来制备纤维增强高性能轻骨料混凝土,并研究不同种类、不同掺量的纤维对高性能轻骨料混凝土物理力学性能的影响。试验结果表明,在轻骨料混凝土中掺入钢纤维具有显著的增强、增韧、阻裂效果,28d立方体抗压强度最高可达72.7MPa,轻骨料混凝土的各项强度指标随着钢纤维掺量的提高均呈上升趋势,其中以抗折强度和劈裂抗拉强度的提高最为显著,当掺入2.0%端钩型钢纤维时,较之素轻骨料混凝土提高幅度分别达81.9%、90.0%,但不足之处在于钢纤维的掺入使得高性能轻骨料混凝土的表观密度有所上升。相比而言,在高性能轻骨料混凝土中掺入适当的有机合成纤维,可以在不增加轻骨料混凝土表观密度、保证其强度的基础上有效增加韧性;特别是掺入纤维强度和弹性模量均较高的聚乙烯纤维,能够明显提高高性能轻骨料混凝土的各项力学性能,当纤维掺量达0.5%时,立方体抗压强度提高13.9%、劈裂抗拉强度提高78.9%、抗折强度提高30.0%。试验发现,纤维的掺入改变了高性能轻骨料混凝土的破坏形式,能够降低脆性、有效提高高性能轻骨料混凝土的韧性,弯曲韧度系数最高可提高14倍。在此基础上,对聚合物的掺入对高性能轻骨料混凝土物理力学性能的影响进行了研究。试验结果表明,聚合物的掺入会明显降低高性能轻骨料混凝土的表观密度、抗压强度和弹性模量;但能有效提高抗拉强度和抗折强度,进一步提高纤维增强高性能轻骨料混凝土的韧性,当聚灰比达0.16时,钢纤维增强轻骨料混凝土、聚乙烯纤维增强轻骨料混凝土的韧度系数是未用聚合物改性的素轻骨料混凝土的32.2倍、22.4倍之多。相比而言,聚合物的掺入对前者的改性效果优于后者,通过扫描电镜(SEM)的观察证实,造成这一差别的最主要原因在于聚合物的掺入对两种纤维-浆体界面过渡区微观结构的影响存在差别。本文通过对利用不预湿轻骨料、加压预吸水轻骨料所制备的高性能轻骨料混凝土性能之间的对比,研究了轻骨料含水状态的不同对所制备轻骨料混凝土强度和抗冻性的影响。结果表明,采用不预湿轻骨料制备的高性能轻骨料混凝土具有很好的抗冻性;轻骨料加压预吸水后,所制备轻骨料混凝土的强度较前者低5.5MPa、300次冻融循环后的相对动弹模比前者低9.44%。在此基础上,研究了不同纤维的掺入对于上述强度、抗冻性下降的改善效果,结果表明,在采用加压预吸水轻骨料制备的轻骨料混凝土中掺入钢纤维和聚丙烯纤维均可有效改善由于轻骨料加压预吸水所造成的强度、抗冻性下降;相比而言,掺入聚丙烯纤维对抗冻性的提高效果更好,其中又以掺入0.10%聚丙烯纤维的效果为最佳。纤维增强高性能轻骨料混凝土的力学性能、抗冻性等宏观性能是其微观结构的反映。本文通过扫描电镜(SEM)对纤维增强高性能轻骨料混凝土中轻骨料-浆体、纤维-浆体两类界面过渡区的微观结构进行了研究,揭示其界面微观形貌,并从微观层面解释了纤维的增强增韧效果、聚合物乳液的掺入对高性能轻骨料混凝土力学性能的影响、以及轻骨料含水状态不同对所制备轻骨料混凝土强度、抗冻性的影响等宏观性能。