众所周知,在水泥的生产过程中会消耗大量的燃煤和电能,高能耗的同时,水泥在生产和使用过程也会产生大量CO2。除此之外,水泥生产过程中伴有的二氧化硫、氮氧化物、氟化物、粉尘等污染物也会对环境造成严重污染。因此,寻求一种水泥的替代品成为一个迫切需要。随着国家经济高速发展以及城镇化率的不断提高,用电需求也日益增长,目前国内电力的主要来源仍然是燃煤发电,电厂粉煤灰的产量也因燃煤发电的兴旺而持续攀升。粉煤灰是一种由燃料燃烧所产生的烟气灰粉中的细微固体颗粒物,如不加控制或处理直接排放,会造成环境污染。本研究用粉煤灰替代水泥作为混凝土胶凝材料,实现废物利用的同时,减少水泥用量,从而在硅酸盐水泥生产和使用这两个过程中减少了大量CO2气体的排放。地质聚合物是一种由AlO4和SiO4四面体结构单元组成三维立体网状结构的无机聚合物,尽管近年来国内外关于地聚物的研究较多,但现有研究较多的集中在地聚物反应机理和微观机理方面,对地质聚合物混凝土的研究仍有待完善,且关于地聚物混凝土叠合梁抗弯性能的研究较少。因此,本着绿色发展理念以及为实现地质聚合物混凝土的应用,达到粉煤灰的高值化利用的目的,该研究从原料组成、配合比、和易性、力学性能及地聚物在叠合梁抗弯性能等方面展开研究,创新实现粉煤灰基地质聚合物混凝土在预制构件产品及装配式构件体系中的合理应用。同时,结合有限元分析,验证现有混凝土规范和数值模拟对该地聚物-普通混凝土双材料叠合梁的适用性。研究证明,通过适宜的配合比设计,地聚物性能可以达到目标要求,抗弯试验也初步证明其受弯性能与普通混凝土梁并无明显差异。本文的主要研究内容如下:（1）对不同品质粉煤灰以及不同偏高岭土掺量的地聚物混凝土力学性能进行试验研究。在偏高岭土掺量30%的基础上,重点研究碱胶比、养护温度、粉煤灰品质、机械激发等条件对粉煤灰基地聚物混凝土流动性、抗压强度、劈裂抗拉、弹性模量等力学性能的影响,建立相应的抗压强度预测模型,并提出适用于工程应用的粉煤灰基地聚物混凝土配合比设计方法;（2）该研究对8根试件进行了抗弯性能的研究,其中1根普通混凝土整浇梁、1根普通混凝土叠合梁、1根粉煤灰基地聚物整浇梁、5根地聚物-普通混凝土叠合梁。重点研究了地聚物-普通混凝土叠合梁的受弯破坏机理、裂缝发展、构件变形、筋材和混凝土应变等不同参数控制下的正常使用极限荷载;（3）基于ABAQUS软件,采用国内外现有计算模型,建立了可用于分析双材料叠合梁受弯性能研究的二维有限元模型,并与本试验结果进行对比验证。在此基础上,进一步分析了叠合高度、配筋率对地聚物-普通混凝土叠合梁受弯性能影响的参数分析。该研究基于试验和有限元分析结果,总结提出了一种新型粉煤灰基地聚物-普通混凝土预制叠合梁的预制方法、施工工艺以及设计流程,并已申请发明专利,为工程应用提供参考。