目前,我国燃煤电厂灰渣年排放量已超过8亿吨,其中粉煤灰渣约占灰渣总质量的10%-20%。但粉煤灰渣尚未得到合理利用,大都以堆积填埋方式处理,对环境危害巨大。粉煤灰渣粒径分布与河砂相似,且具有潜在的火山灰活性。因此,使用粉煤灰渣替代水泥砂浆及混凝土中的细骨料,既可以处理并利用该固体废弃物,又可在一定程度上减少细骨料资源的使用,缓解细骨料资源短缺的压力。本文创新使用粉煤灰渣等粒径区间替代细骨料方式,研究了粉煤灰砂浆及混凝土的强度和耐久性。探索了适合的粉煤灰渣预湿率,通过筛分与破碎两种方式获得不同粒径区间粉煤灰渣,等体积替代对应粒径区间细骨料制备粉煤灰渣砂浆,分析了粉煤灰渣对砂浆强度的影响,探究了粉煤灰渣最优替代粒径区间,测试了粉煤灰渣替代细骨料后砂浆的收缩性能。结合XRF、XRD、SEM、EDS等方法,探索了粉煤灰渣化学活性,剖析了粉煤灰渣对砂浆试件的强度作用机理。基于砂浆最优替代粒径区间结果制备粉煤灰渣混凝土,对其强度、抗冻性能和抗渗性能进行了测试。研究结果表明:粉煤灰渣最优替代粒径区间为0.3 mm-0.6 mm;以筛分方式获得最优粒径区间粉煤灰渣替代对应粒径区间天然河砂后,其砂浆试件抗压和抗折强度可提高10%和20%;以筛分和破碎两种方式获得的最优粒径区间粉煤灰渣分别替代对应区间机制砂后,其砂浆试件强度与基准组均基本一致;以筛分方式获得的最优粒径区间粉煤灰渣替代机制砂后,制备的砂浆试件自收缩与干燥收缩相较基准组增大约10%;以筛分方式获得的最优粒径区间粉煤灰渣替代制砂后,制备的C40粉煤灰渣混凝土试件28 d抗压强度可达46.3 MPa,抗渗等级可达P8,经50次冻融循环后强度损失率与质量损失率分别为1.6%与0.2%,各指标均与普通混凝土基本一致。粉煤灰渣的多孔结构使其具有较高吸水率,经预湿的粉煤灰渣作为细骨料应用于砂浆及混凝土时,可缓慢释放水分,提高水泥水化程度;粉煤灰渣活性二氧化硅含量在40%以上,具有潜在的火山灰活性,可在水泥提供的氢氧化钙环境下反应,生成的水化硅酸钙凝胶使二者界面胶结强度增大,界面区域得到强化。另外,凹凸不平的粉煤灰渣表面与水泥浆咬合嵌锁,也保证了试件的强度。研究可为粉煤灰渣作为细骨料在砂浆及混凝土中的应用提供一定的理论基础,拓宽粉煤灰渣的应用领域,对节约细骨料资源、消耗粉煤灰渣固体废弃物及缓解环境压力有一定现实意义。