当前社会对可持续发展已日益重视。就土木工程领域而言,可持续发展除了要求节约天然砂、保护环境,还要求建筑结构经久耐用。因此,机制砂高性能混凝土便应运而生。为解决机制砂混凝土工作性差的缺点,特提出利用机制砂混凝土调节剂改善其工作性,并就地取材利用内蒙古地区产量丰富的玄武岩机制砂和偏高岭土配制C80机制砂高性能混凝土。然后开展试验,研究不同掺量偏高岭土对机制砂混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响,并与常用掺合料硅灰进行对比分析,其中抗冻性研究应考虑北方寒冷地区路桥混凝土构件存在冻融和融雪剂侵蚀破坏,故模拟进行盐侵-冻融耦合的抗盐冻性试验。研究主要成果有:1、通过使用天然砂和机制砂两种细集料配制混凝土进行对比试验,发现相比天然砂,机制砂对混凝土工作性有不利影响,但对其28d劈裂抗拉强度和抗折强度均有所提高,分别提升10%和8.4%。2、通过添加调节剂进行对比试验,发现3%掺量的调节剂可以较经济地解决机制砂混凝土工作性差的问题,并提高其28d力学性能,抗压强度提高8.3%,劈裂抗拉强度提高3.8%,抗折强度提高4.5%。3、通过分别掺合硅灰和偏高岭土两种掺合料,配制机制砂混凝土进行对比试验。发现:(1)工作性试验表明,随硅灰或偏高岭土掺量增加,新拌机制砂混凝土包裹性、和易性会提高,而坍落度、扩展度、流动性会下降。两种掺合料对新拌机制砂混凝土的影响作用相似,但掺偏高岭土成型试件表观质量更优。(2)力学试验表明,随着硅灰或偏高岭土掺量增加,试件抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均呈先增大后减小趋势。两种掺合料均能够提高试件早期强度和后期强度。但掺硅灰试件抗压强度、劈裂抗拉强度略优,掺偏高岭土试件抗折强度略优。(3)微观试验表明,适量硅灰或偏高岭土均可促进水化,填充孔隙,有效改善孔隙结构,减少多害孔和有害孔孔体积。但偏高岭土对孔隙结构改善效果优于硅灰。(4)以抗压强度试验和微观试验为依据,分析受压全应力-应变曲线特点,建立分段非线性本构模型,分析孔隙-强度变化特点,验证Kumar强度-孔隙模型。(5)耐久性试验表明,适量硅灰或偏高岭土均可提高试件抗渗性、抗氯离子渗透性、抗盐冻性。两种掺合料试件抗渗性相当,但掺偏高岭土试件抗氯离子渗透性和抗盐冻性更优。4、通过上述试验研究,证明偏高岭土与硅灰作用效果相似,可用作高性能机制砂混凝土掺合料。在偏高岭土掺量为8%,水胶比为0.33,砂率为42%,胶材用量仅为500kg/m3,水泥用量仅为410 kg/m3的情况下,配合调节剂使用可配置出工作性优良,坍落度>160mm,抗压强度98.5MPa,抗渗等级P12,抗氯离子渗透等级RCM-Ⅳ,抗冻等级F350的C80机制砂高性能混凝土。