随着人们环保意识和可持续发展观念日益增强,绿色混凝土越来越得到人们的重视,已成为混凝土材料一大发展方向。掺合料混凝土是一种绿色混凝土,目前人们对单掺粉煤灰、矿渣的混凝土已取得了很多研究成果,达成了很多共识。而对复掺粉煤灰和矿渣的混凝土(以下简称FSC混凝土)的研究虽有一些,但取得共识性的研究成果不多,还需全面深入研究。当今FSC混凝土在工程实际中的应用很广泛,FSC混凝土的研究明显滞后,制约了FSC混凝土在实际工程中的推广应用,也不利于保证工程质量。本文对掺粉煤灰、矿渣混凝土(包括单掺矿渣混凝土、单掺粉煤灰混凝土和FSC混凝土)的一系列性能(包括力学性能、抗渗性、抗碳化性能、抗冻性等性能和浆体的微观结构)进行了全面深入研究,同时基于大量配合比数据提出了一种新的混凝土配合比设计方法——数据分析法。本文主要研究成果如下：(1)水泥混凝土(或水泥胶砂)中水泥被矿渣部分取代后,随矿渣掺量增加混凝土(或胶砂)强度先增加后减小。在本文研究中,矿渣掺量为30%-40%时混凝土(或胶砂)强度最大,当矿渣掺量≥60%时混凝土(或胶砂)强度开始低于基准水泥混凝土(或水泥胶砂)强度。水泥混凝土(或水泥胶砂)中水泥被粉煤灰部分取代后,随粉煤灰掺量增加混凝土(或胶砂)强度逐渐减小。用矿渣取代粉煤灰混凝土(或粉煤灰胶砂)中部分水泥后,随矿渣掺量增加混凝土(或胶砂)强度先增加后减小,矿渣掺量为30%-40%时混凝土(或胶砂)强度最大,矿渣掺量≥60%时混凝土(或胶砂)强度开始低于基准粉煤灰混凝土(或粉煤灰胶砂)强度。由此可知,用矿渣取代水泥混凝土或粉煤灰混凝土中部分水泥后,混凝土强度随矿渣掺量变化而变化的规律是相同的。(2)混凝土强度并不一定随浆体中d≥10nm孔隙率增加而减小,混凝土强度主要取决于浆体中d≥50nm孔隙率和1nm≤d<3nm凝胶孔孔隙率。(3)用单纯形重心设计法能较准确地定量预测复合胶凝材料强度。用单纯形重心设计法和保罗米公式进行混凝土配合比设计时可视各掺合料为混凝土的独立组分,因而这样的配合比设计方法能灵敏反应掺合料种类和掺量对混凝土强度的影响,得到的混凝土配合比精度较高,同时可方便地进行基于混凝土强度和耐久性的混凝土配合比设计。(4)不管是水泥混凝土还是掺粉煤灰、矿渣混凝土,按浆体显微硬度值大小可以将浆体分为三个区域,分别是界面薄弱区、界面加强区和基体区。界面薄弱区直接与骨料表面接触,显微硬度最小；基体区为浆体内部区域,显微硬度介于薄弱区与加强区之间；界面加强区位于界面薄弱区与基体区之间,显微硬度最大。因此,骨料与浆体间的界面过渡区包括两个区,即界面薄弱区和界面加强区。(5)混凝土抗渗性随浆体中d≥100nm孔隙率增大而逐渐降低；在胶凝材料用量相同的所有水泥混凝土、粉煤灰混凝土、矿渣混凝土和FSC混凝土中,存在一个最佳的粉煤灰、矿渣与水泥三者用量比例关系,用该比例关系配制的混凝土的抗渗性在所有这些混凝土中最好。在本文研究中得到的最佳比例关系为水泥：矿渣：粉煤灰=60：20：20。(6)用粉煤灰、矿渣取代水泥混凝土中部分水泥后,混凝土的抗碳化性能均会降低。保持FSC混凝土中掺合料掺量不变,则存在一个使混凝土抗碳化性能达到最佳的矿渣与粉煤灰掺配比例。(7)水泥混凝土碳化后抗氯离子性能会降低,掺粉煤灰、矿渣混凝土碳化后抗氯离子性能降低幅度大于水泥混凝土碳化后。水泥混凝土在氯盐溶液中浸泡后抗碳化性能明显提高,掺粉煤灰、矿渣混凝土在氯盐中浸泡后抗碳化性能明显降低。因此对承受碳化和氯盐双重作用的混凝土应严格控制粉煤灰和矿渣掺量,特别是粉煤灰掺量。(8)在水泥混凝土中用矿渣、粉煤灰取代部分水泥后混凝土抗冻性下降。掺合料掺量相同时,矿渣混凝土的抗冻性好于粉煤灰混凝土。在矿渣混凝土中用粉煤灰取代部分矿渣后,随粉煤灰掺量增加混凝土抗冻性逐渐降低。混凝土的抗冻性与浆体中d≥10nm孔隙率直接相关,浆体中d≥10nm孔隙率越大则混凝土抗冻性越差。(9)水泥混凝土抗氯盐冻融能力大于掺粉煤灰、矿渣混凝土。水泥混凝土和掺粉煤灰、矿渣混凝土在氯盐溶液中的抗冻性均下降,但掺粉煤灰、矿渣混凝土在氯盐溶液中抗冻性下降幅度远大于水泥混凝土。(10)引入5%含气量后,水泥混凝土和掺粉煤灰、矿渣混凝土抗氯盐冻融能力均提高,同时引气后的水泥混凝土的抗氯盐冻融能力大于引气后的掺粉煤灰、矿渣混凝土。因此在氯盐和冻融协同作用的环境中,尽量选用掺引气剂的水泥混凝土,如一定要掺矿渣或粉煤灰,则要严格控制其掺量。(11)和易性好的单位用水量一定的不掺外加剂的普通混凝土的砂胶体积比随水胶体积比增加而呈近似线性增加；和易性好的减水剂减水率一定的普通混凝土的砂胶体积比随水胶体积比增加也呈近似线性增加。利用该关系可得出一种新的混凝土配合比设计方法——数据分析法。