常规混凝土中骨料含量较低,大量的富余浆体使骨料的作用得不到充分的发挥,导致混凝土体积稳定性下降,进而使混凝土产生收缩裂缝等削弱混凝土性能。本文基于混凝土中颗粒状材料堆积体系中的颗粒间空隙及颗粒间相互影响,建立了颗粒空隙模型,并据此提出混凝土配合比设计方法,该方法提高了混凝土中的骨料体积分数,降低了混凝土中的富余浆量。论文对基于所建立的模型和方法配制的混凝土展开了技术性能的试验及理论研究。在对空隙模型的研究中,首先忽略颗粒间的相互影响,根据材料颗粒的空隙率从粗骨料逐级确定各材料的体积分数以提高混凝土中骨料体积分数,并对配制的混凝土进行工作性及力学性能试验,随着水胶比下降,混凝土难以成型,力学性能呈现劣化趋势。引入基于粒径比值的颗粒间的相互影响,修正空隙模型混凝土堆积体系中各颗粒材料的堆积空隙率,建立修正空隙模型混凝土配合比设计。试验测试了修正空隙模型混凝土和常规混凝土力学性能和抗冻性,并进行了 SEM分析。骨料体积分数的提高对混凝土强度及体积稳定性影响较大,相同水胶比条件下,修正空隙模型混凝土 3d、7d、28d立方体抗压强度、抗劈拉强度及弹性模量均得到提高;修正空隙模型中,最小粒级颗粒为粉煤灰和硅灰时,混凝土 90d立方体抗压强度得到改善。不同水胶比条件下,随着水胶比下降,修正空隙模型混凝土力学性能改善程度要强于常规混凝土。且在相同水胶比和冻融循环次数条件下,修正空隙模型混凝土的质量损失率及相对动弹性模量损失率均低于常规混凝土。