当前铁路沿线接线柱、大跨度桥梁行车道铺设、超高层建筑都要求其结构混凝土材料轻质高强,然而普通混凝土因自重大,给建筑结构特殊部位的应用带来一定的局限性。轻骨料混凝土具有轻质、保温和隔音性好等优势,日益受到青睐。目前我国所制备的轻骨料混凝土,强度普遍在50 MPa以下,收缩大且耐久性相对较差,故本文重在研制出一种高强、低收缩高耐久的轻骨料混凝土。该研究通过控制变量法,系统研究了水灰比、骨料预湿时间、级配方式、水泥品种及矿物掺合料等因素,获得LC50以上混凝土;利用不同浓度的硅酸钠溶液对骨料进行改性等措施,对轻骨料混凝土的强度和耐久性进行综合探究;采用MIP、XRD、SEM等对其微观结构和水化产物进行了观察分析。结果表明,水灰比为0.275时,轻骨料混凝土抗压强度增长16.5%左右;预湿时间为1 h时,抗压强度增长8%左右;抗冻融破坏性能较为优异;级配方式采用非连续级配时,强度增长约3.7%,且其抗碳化性能、抗冻融破坏能力较为优异;复掺粉煤灰(10%)和硅灰(8%)时,其抗压强度增长约18.7%,抗冻融破坏性能较为优异;硅酸钠对骨料进行改性,硅酸钠浓度为3%时,强度增长约3%,氯离子电通量下降约412.5%,抗冻融性能优异。利用ANSYS有限元软件,对轻骨料混凝土预应力支柱进行有限元模拟分析,分别建立了93型直埋式腕臂支柱和法兰式软横跨支柱数值分析模型,进行校核和优化;探究了混凝土支柱开孔数和钢筋直径对混凝土支柱荷载情况下弯矩的影响。最终,93型直埋式腕臂支柱的最佳开孔数为18,法兰式软横跨支柱的最佳开孔数为23,钢筋直径最佳为8 mm。为以后轻质高强混凝土在预应力支柱方面的应用提供数据参考。