随着我国工业进程的迅猛发展,环境问题越来越突出。一方面,工厂产生的废弃物大量堆积,污染环境的同时,还占用了宝贵的土地资源。另一方面,随着我国建筑产业的高速发展,天然河砂资源日益稀缺。将粉煤灰渣作为一种细骨料,应用于砂浆与混凝土中,如果可行,可以缓解环境压力,节约天然河砂资源。科学技术的进步,使混凝土向着高强、高性能的方向发展。混凝土内养护的概念被提出,人们发现的内养护材料有高吸水性树脂(SAP)、轻集料等。针对粉煤灰渣,疏松多孔、高吸水性的特点,将其作为一种新型内养护材料应用于混凝土中,是本实验的另外一个思路。本实验将粉煤灰渣预湿处理,然后按照等体积法替代细骨料,砂浆中的替代率分别为:20%、35%、50%、65%、80%;混凝土中的替代率分别为:20%、35%、50%。控制养护时间分别为:3 d、7 d、28 d。探究粉煤灰渣的不同替代率对砂浆和混凝土的性能的影响,包括:砂浆与混凝土的抗压强度与抗折强度、混凝土的弹性模量与泊松比;砂浆的收缩情况、抗碳化性能。在机理分析方面,测量了混凝土的超声波波速变化情况、采用SEM观测了细骨料界面过渡区、打点测量了显微硬度。从多个角度分析粉煤灰渣作为细骨料替代砂的可行性。实验结果表明:在力学性能方面,对于砂浆,干的粉煤灰渣替代砂后,无论养护时间长短,抗折强提高幅度均不低于19.2%,抗压强度提高幅度均大于9.8%;预湿的粉煤灰渣替代细骨料后,养护时间充足(28 d)时,粉煤灰渣的替代率为20%时最优,抗折强度提高9.2%,抗压强度提高4.7%;养护时间不足时(3 d、7 d),粉煤灰渣的替代率为50%最优,抗折强度增幅25.3%,抗压强度增幅5.2%。在混凝土中,20%替代率最好,此时抗折强度增加在10%上下,抗压强度下降在5%左右。在耐久性方面,砂浆的收缩情况,在粉煤灰渣替代率为20%时最优,比未替代组收缩值大9%;砂浆抗碳化情况,粉煤灰渣替代率为50%时,砂浆抗碳化性较好与未替代组相差不大。通过机理分析,扫描电镜与显微硬度均表明,粉煤灰渣附近的水泥浆水化优于砂周围的水泥浆。可见粉煤灰渣在水泥水化时起到了一定的内养护作用。所以粉煤灰渣替代细骨料的可行性,除与替代率有关外,还与养护时间、应用对象有关。对于砂浆,粉煤灰渣替代率为50%较优;在混凝土中,粉煤灰渣对砂的替代率为20%较合适。但是粉煤灰渣替代率为35%时,砂浆的抗压强度、混凝土的抗折强度下降明显,应谨慎选择,或者加强控制。