粉煤灰是一种从火力发电厂排放出来的具有火山灰活性的工业废弃物，其排放量逐年增加，对我国社会经济和环境造成了极大影响。随着粉煤灰利用量的不断增加，如何充分激发其化学反应活性，提高粉煤灰的综合利用价值，成为目前研究的一个热点课题。　　本文研究了粉煤灰在机械力作用下的物理和化学变化，通过分析粉煤灰颗粒的密度和细度变化发现，粉煤灰经机械活化后密度增大，颗粒迅速细化，45μm筛余在活化20min后降为0，颗粒粒度分布区间变窄，最终集中分布在0～30μm之间，勃氏比表面积增大。随着粉磨时间的增加，粉煤灰颗粒密度和细度变化逐渐缓慢并趋于稳定。机械活化后粉煤灰的比表面积超出勃氏透气比表面积仪所能测定的200～600m2/kg范围，且活化粉煤灰粉料不能完全压入标准阳锥中，通过将粉煤灰与水泥混合，测定混合样的比表面积，进行线性拟合后计算出活化粉煤灰的比表面积，这样可以解决难以准确测定活化粉煤灰的勃氏比表面积的问题。通过扫描电子显微镜分析发现，粉煤灰经行星磨粉磨后玻璃体及漂珠等发生破裂，并被粉碎为细小颗粒。通过X射线衍射分析和红外光谱分析方法对机械活化粉煤灰的结构变化研究发现，粉煤灰结构发生变化，颗粒表面有向无定形或非晶态转变的趋势，红外光谱进一步表明在机械力作用下，粉煤灰的玻璃体中Si-O键和A1-O键的伸缩振动加剧，有断裂的趋势，玻璃体网络结构被破坏。　　本文通过研究粉煤灰-水泥净浆体系发现，相比原状灰，机械活化后粉煤灰的活性显著提高，活化40min的粉煤灰-水泥净浆试样强度最高，掺量为40％时其28d净浆强度能够达到90MPa。粉煤灰-水泥净浆的强度随着粉煤灰掺量的增加而降低，活化40min的粉煤灰掺量达到40％时其28d净浆强度能够达到P·II52.5硅酸盐水泥净浆的强度。45℃水中养护的粉煤灰-水泥净浆试样早期强度大于20℃水中养护的粉煤灰-水泥净浆试样，如活化40min的粉煤灰掺量达到40％时其3d和7d的净浆强度相比20℃水中养护下分别提高了10％和16.7％。掺入粉煤灰后水泥的放热速率降低，活化后粉煤灰试样的放热速率与放热量均大于未活化的粉煤灰试样，其中在掺量为30％时活化40min的粉煤灰的放热总量相比未活化原状灰增加了10％。通过压汞法研究浆体孔结构后发现，掺活化粉煤灰的水泥净浆试样的孔隙率低于未活化的粉煤灰-水泥净浆试样，在掺量为30％时活化40min的粉煤灰水泥净浆试样的3d、7d和28d孔隙率为同龄期下未活化的粉煤灰-水泥净浆试样的56.2％、71.2％和55.3％。通过XRD、TG-DSC和SEM分析水化产物发现，在相同水化龄期，不同活化时间下，粉煤灰-水泥试样水化产物的矿物组成相同，主要为Ca(OH)2、莫来石和石英以及水泥矿物中未水化的C3S，另外还有钙矾石生成。活化粉煤灰的掺入降低了水泥水化产物中Ca(OH)2的含量，在掺量为30％时活化40min的粉煤灰水泥净浆3d、28d和90d的Ca(OH)2的含量分别为纯水泥水化浆体的63.2％、95.2％和85.7％。　　活化40min的粉煤灰的活性指数为83.6％，未活化粉煤灰的活性指数为69.8％。通过研究粉煤灰水泥砂浆发现，随着粉煤灰掺量的增加，粉煤灰水泥砂浆的强度逐渐降低。水泥砂浆中掺入粉煤灰后，有效地提高了水泥砂浆在3％Na2SO4溶液中的抗蚀系数且活化后的粉煤灰对于水泥砂浆抗蚀系数的提高更加有益，在掺量为50％时活化40min的粉煤灰水泥砂浆在28d和90d的抗蚀系数能够到达1.13和1.20。水泥砂浆中掺入活化后的粉煤灰，砂浆的抗冻性能得到提升，在60次冻融循环后，纯水泥砂浆、掺30％未活化粉煤灰水泥砂浆和掺30％活化40min粉煤灰砂浆分别为原砂浆强度的95％、87％和97％。