磷石膏是磷肥工业的副产物,产量高、利用率低、污染性强。提高其利用率,尤其是在大宗建筑材料如砂浆、混凝土的应用方面,符合土木工程材料可持续发展的理念。目前,关于磷石膏混凝土的力学性能研究较少,且鲜有开展磷石膏基混凝土数值模拟研究。因此,开展磷石膏基混凝土的力学性能试验与数值模拟研究是非常有意义的。本项目针对磷石膏混凝土材料,采用试验与数值模拟相结合的方法,研究磷石膏混凝土材料的压缩力学性能。试验部分:基于C30等级混凝土配比,采用单因素试验,探究不同磷石膏掺量及细度对磷石膏砂浆、混凝土抗压强度、弹性模量等力学性能的影响规律,在此基础上添加矿物掺合料（如矿粉、硅灰、生石灰等）来改善磷石膏砂浆、混凝土的力学性能及确定其最优配合比。试验结果表明:磷石膏替代水泥制备砂浆、混凝土试件,随磷石膏掺量的增加,硬化体的力学性能逐渐降低;减小磷石膏细度有利于砂浆、混凝土力学性能的提升,且其最优细度为粒径小于0.15 mm;通过添加矿粉、硅灰及生石灰等掺合料,可使50%掺量的磷石膏砂浆、混凝土28 d抗压强度较基准组抗压强分别降低13.3%、4.8%。因此,通过改变磷石膏细度及添加矿物掺合料可使磷石膏砂浆、混凝土力学性能接近于普通C30混凝土力学性能。数值模拟部分:基于Python语言对ABAQUS进行二次开发,建立二维混凝土细观模型,预测磷石膏基混凝土宏观力学性能,通过模拟与试验结果对比分析,验证细观模型的有效性。在此基础上,讨论磷石膏掺量、粗骨料形状、含量、界面层（ITZ）厚度等参数对磷石膏基混凝土抗压强度、弹性模量、破坏模式的影响规律,揭示其破坏机理。模拟结果表明:基于二维混凝土细观模型,预测出磷石膏基混凝土抗压强度、弹性模量与试验结果误差分别为6.1%、9.2%,皆低于10%,这表明试验结果与数值结果吻合性较好。其次,粗骨料掺量范围位于25%-45%时,随粗骨料含量的增加,磷石膏基混凝土的抗压强度逐渐增大,且弹性模量逐渐增加。而随ITZ厚度及磷石膏掺量的增加,磷石膏基混凝土力学性能逐渐降低,且ITZ厚度变化的影响强度弱于磷石膏掺量的改变。另外,粗骨料形状对磷石膏基混凝土力学性能影响不明显。