以石英尾泥和粉煤灰为对象,采用水热合成蒸压养护工艺制备陶粒和陶砂,系统研究了钙硅比、硅质材料和钙质材料对蒸压陶粒和陶砂物理性能、矿物组成和微观结构的影响,探明了陶粒在低水泥掺量条件下制备高强混凝土和预应力管桩混凝土的可行性,对陶粒混凝土的干燥收缩、抗冻融性、力学性能及陶砂在水泥胶砂中的增强效果进行了系统研究。针对石英尾泥具有可塑性的特点,提出利用石英尾泥作为硅质材料,采用水热合成蒸压养护工艺制备陶砂。通过正交实验,研究了影响陶砂及其所制备的水泥胶砂强度因素的主次关系,结果表明,钙硅比是主要因素,铅锌尾矿掺量是次要因素。陶砂及水泥胶砂的强度均随钙硅比的增加而降低,但随铅锌尾矿掺量的增加而不断提升,优化后制备陶砂的最佳配比为钙硅比0.55、铅锌尾矿掺量25%。将陶砂应用于水泥胶砂,可降低拌合用水量约20%,减小密度11.6%,提升强度约16.6%。通过跟踪红墨水扩散踪迹和测试显微硬度,发现陶砂对水泥基体有内养护效应,3d时红墨水在水泥基体中已扩散至mm级,红墨水扩散区域的显微硬度为55MPa,高于水泥基体。在陶砂制备的基础上,通过XRD、SEM和酸不溶物进一步深化研究了钙硅比对石英尾泥陶粒力学性能影响机制。结果发现,钙硅比为0.3时,陶粒有足够的微集料效应,但由于缺少水化产物的填充效应使得陶粒微观结构疏松,陶粒筒压强度不能达到最佳值;钙硅比0.7～0.8区段,尽管水化产物有足够的填充效应,但石英微集料效应的减弱,使陶粒的筒压强度出现了下降;钙硅比0.4～0.6区段,石英的微集料效应和水化产物的填充效应在陶粒中协同发挥,使得陶粒的筒压强度提升了14.3～33.8%,尤其是钙硅比为0.4时,陶粒的筒压强度达到最大值20.6MPa。石英尾泥取代粉煤灰对陶粒物理性能影响的研究结果表明:石英尾泥取代粉煤灰增强了石英的微集料效应,使得陶粒的筒压强度提升了6.85～37.44%;同时,石英尾泥取代粉煤灰也使陶粒1h吸水率提升了0.14～4.42%,24h吸水率提升了0.77～7.23%。通过调整硅质材料种类和数量,获得了高强和高吸水率陶粒。调控后,陶粒的筒压强度最高可达30.1MPa,吸水率可达到最大值12.96%。另外,坚固性试验后,以石英尾泥和粉煤灰制备的陶粒表面仍维持完整性。为便于对比生石灰和水泥对陶粒物理性能、矿物组成和微观结构的影响,选择粉煤灰代替石英尾泥作为硅质材料,测定粉煤灰陶粒的密度、强度、吸水率、矿物组成和微观结构,结果表明:适当提高水泥掺量,陶粒的吸水率不断降低,筒压强度得到明显提升并在水泥掺量为35%时达到最大值;增加生石灰掺量,陶粒造粒用水量增加,陶粒的吸水率得到明显提升,并在生石灰掺量25%时陶粒的筒压强度达到最大值。以水泥或生石灰分别为钙质材料制备的粉煤灰陶粒,水化产物的物相主要为托贝莫来石,水石榴石和CSH（B）,但相同种类钙质材料掺量不同时,陶粒内水化产物的数量均随钙质材料掺量的增加而显著增加。钙质材料掺量较低时,水化产物含量少,填充效应弱,使得陶粒的筒压强度较低;钙质材料掺量较高时,Ca2+富裕,陶粒会生成高碱度低强度的水化硅酸钙,同时石英和莫来石的含量也会降低,微集料效应减弱,使得陶粒的筒压强度出现了下降;钙源掺量合适时,陶粒不仅具有微集料效应,且水化产物的填充效应使得粉煤灰颗粒与基体之间连接紧密,使得此条件下粉煤灰陶粒的筒压强度达到最大值。通过改变钙质材料的种类和数量,实现了陶粒强度和吸水率的可控性,掺加水泥和生石灰分别可获得高强低吸水率和高强高吸水率陶粒。石英尾泥陶粒混凝土性能研究结果表明:在相同的水泥砂浆基体条件下,陶粒混凝土的坍落度高于石子混凝土12.5%,密度低于石子混凝土19.5%,强度相当于石子混凝土;陶粒混凝土具有早强性,7d强度为28d强度的84～92%;180d的干燥收缩为676～698微应变。水泥掺量为191.2～304.8kg/m~3时,采用蒸汽和蒸压二次养护可获得强度为90.6～94.9MPa的预应力管桩混凝土;水泥掺量为300kg/m~3时,采用常温水养可生产LC60高强混凝土。对陶粒的壳层研究发现,壳层的火山灰活性指数为71.05%,可与水泥基体继续发生化学反应,形成活性界面。利用石英尾泥采用水热合成蒸压养护工艺制备陶粒和陶砂技术,成功实现了年产20万m~3陶粒的规模化生产,年消耗石英尾泥16万吨,并获得了表观密度为1854kg/m~3,筒压强度为10.4MPa的轻质高强云砼石;云砼石以25～50%等体积取代石子应用于混凝土中,可提升强度为4.5～7.5%;经历300次冻融循环后,云砼石混凝土的质量损失仅为0.79～1.87%,相对动弹性模量为85.20～90.28%,具有优异的抗冻融性。应用云砼石混凝土于地坪铺设和楼板结构中,效果优异,实现了石英尾泥的高附加值化利用。该结果对尾矿的再循环利用具有示范和指导意义。