目前我国城市化进程仍在加速进行着,每年混凝土用量超过17亿立方米,其中用于建筑工程的超过50%。很多重点工程正在兴建和筹划,这些工程都要求混凝土具有良好的耐久性能来确保其安全性和长寿命。20世纪90年代提出的高性能混凝土正是根据耐久性要求而设计的混凝土,其施工大多采用泵送方式。高性能混凝土本应具备诸多性能优点,但很多商混站为了保证泵送要求误认为高流动性就是高性能,所以在进行配合比设计时通常将粗骨料用量控制在较低水平,这不仅对混凝土硬化后的服役性能造成不利影响,同时过多的浆体富余量也使得混凝土早期开裂现象非常普遍,给混凝土耐久性带来极大的隐患,而且其在生产中虽然使用了粉煤灰等工业废料,一定程度上缓解了污染,但是因为水泥用量并未真正减少,因而没有从根本上解决水泥生产所引起的大量污染和能耗问题,同时较高的成本也限制了其推广使用。为了解决上述问题,本课题组运用整体论科学思想,借鉴分次投料搅拌工艺的优点并考虑到粗骨料组分的重要性,提出了一种适用于建筑工程并可节约资源和成本、减少环境负荷的新型施工工艺——后掺骨料工艺,即在浇筑入模前向泵送到指定工作面的混凝土中掺入一定体积分数的粗骨料,经相应设备二次螺旋搅拌均匀后得到一种新型绿色高性能混凝土——后掺骨料混凝土。本文研究了粗骨料后掺比例(10%、15%、20%、25%)对建筑工程中最常用的C30高性能混凝土(基准混凝土)工作性能、力学性能、长期以及抗冻性能的影响,并与同粗骨料体积分数的一次投料混凝土进行了对比。结果表明,后掺骨料混凝土的工作性能虽然随着后掺比例的增加持续降低且坍落度损失均比一次投料混凝土快,但仍能满足施工浇筑的要求;其各种力学性能均比基准混凝土有不同程度的提高,且均高于一次投料混凝土;其收缩和早期抗裂性能虽然弱于一次投料混凝土,但明显强于基准混凝土;而其对基准混凝土抗冻性能的改善效果也十分显著;不过,并不是粗骨料后掺比例越大性能越好,而是有一个最佳掺量,经分析,本C30高性能混凝土的最佳后掺比例为20%,此外,本结果也证实了后掺骨料混凝土与一次投料混凝土形成过程的差异性。通过分析其改善机理,得出后掺骨料工艺是在吸收了分次投料工艺优点的基础上,以增加粗骨料体积分数的方式使混凝土内部实现了粗骨料嵌锁效应,形成了界面水灰比梯度,进而增加了密实度并最终表现为高性能混凝土水泥用量的减少和宏观性能的提高;通过定量分析经济和环境效益,发现其完全符合国家提倡的建筑材料绿色化和可持续发展要求;而相关施工设备的发明更为其今后广阔的工程应用前景奠定了基础。