随着天然砂资源的枯竭,目前采用机制砂替代天然砂配制混凝土是混凝土行业发展的一个趋势,具有显著的经济效益与社会效益。由于机制砂与天然砂存在差异,应面对机制砂自身材料的不足,正视这些不足带来的影响,利用机制砂配制出有兼具良好自密实性能与力学性能、耐久性能的高性能混凝土。因此开展混凝土材料给机制砂高性能混凝土带来性能影响的相关研究是十分必要的。基于以上研究背景,本文从机制砂材料出发,进行机制砂高性能混凝土配合比设计及优化,并在优化过程中采用外加剂复掺与矿物掺合料复掺的优化方法。通过相关试验对机制砂高性能混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能进行测试分析,为机制砂高性能混凝土性能的改善提供改进思路与试验基础。本文研究主要得到以下结论:(1)通过规范得到计算配合比,同时通过试验测试机制砂混凝土拌合物工作性能及力学性能对配合比设计进行优化,最终得到机制砂高性能混凝土的基准配合比:胶凝材料总用量为550kg/m~3、粉煤灰作为矿物掺合料占胶凝材料总用量的30%、机制砂用量为828kg/m~3、粗集料碎石用量为870kg/m~3、水用量为145kg/m~3、聚羧酸高效减水剂用量为6.6kg/m~3。(2)采用外加剂复掺与矿物掺合料复掺的方法来优化改善机制砂高性能混凝土的工作性能与力学性能。针对力学性能与工作性能,外加剂复掺后增稠剂的掺入能有效改善混凝土离析现象,但增稠剂掺量过高对混凝土流动性能不利,最优掺量选择0.3%,聚羧酸高效减水剂的掺入改善混凝土工作性能,最优掺量选择1.2%,膨胀剂的掺入改善混凝土力学性能,最优掺量选择9%。在矿物掺合料占胶凝材料总用量保持不变的情况下,采用矿物掺合料复掺后,粉煤灰与矿渣粉比例为6:4的复掺配比对机制砂高性能混凝土的工作性能与力学性能提升最为明显。(3)采用外加剂复掺和矿物掺合料复掺的方法能有效改善机制砂高性能混凝土的耐久性能。针对耐久性能,外加剂复掺后聚羧酸高效减水剂掺量为1.2%时,对混凝土抗冻性能和抗硫酸盐侵蚀性能表现最好,在掺量为1.3%时,对混凝土抗碳化性能表现最好。膨胀剂掺量为9%时,对混凝土抗冻性能和抗碳化性能表现最好,在掺量为10%时,对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能最好。增稠剂的掺入对机制砂高性能混凝土的耐久性能提升不显著。在矿物掺合料复掺情况后,粉煤灰和矿渣粉复掺对混凝土耐久性能提升明显,不同矿物掺合料复掺比例对不同耐久性能指标提升效果不同。