超高性能混凝土(UHPC)是一种具有优异力学性能的水泥基复合材料,国内外学者均对其开展了广泛的研究,在工程应用方面也取得了一定的进展。但UHPC存在水化热高、能耗大与制备成本高的缺点。碱激发水泥则是一种低碳环保的新型胶凝材料,若能将两者互补地结合在一起,制备出碱激发UHPC,不仅可降低制备成本,而且还有利于环保。本文对碱激发UHPC的制备、力学性能、微观结构和工程应用进行研究,主要的研究工作与结论如下所示:1、开展碱激发UHPC的配合比设计和养护制度研究,通过分析各组分比例和养护制度对其力学性能的影响,合理选择胶凝材料的组分,水玻璃的掺量及模数,控制水胶比和钢纤维掺量,并采用蒸汽养护工艺,制备出抗压强度>160MPa,抗折强度>25MPa的碱激发UHPC,其材料成本要比同等力学指标的普通UHPC低8.6%,其能耗、天然资源消耗、C02排放量仅为普通UHPC的1/10、1/9和1/20,且没有废渣、S02和NOx等污染物的排放,环保性能优越。2、结合FESEM、EDS、XRD、孔结构等试验手段分析了不同养护制度、不同标准养护龄期及不同水玻璃掺量下碱激发UHPC微观结构变化规律。结果表明,与标准养护相比,90℃蒸汽养护下碱激发UHPC的水化产物的数量更多,基体结构、基体与骨料的界面结构更加连续、致密与平滑,孔径分布更优,无害孔数量更多;随着龄期的增加,标准养护下碱激发UHPC的水化产物的数量逐渐变多,整体的微观结构也更加密实;随着水玻璃掺量增加,90℃蒸汽养护下碱激发UHPC的水化产物的数量逐渐变多,微观结构致密程度也越高。3、开展了碱激发UHPC在桥梁工程应用的可行性研究,结果表明,试设计结构满足相关规范要求;从经济性能来看,与C40混凝土相比,其结构自重可减轻了 43.8%,虽然材料费用增加了 44.3%,若考虑下部结构工程数量的降低和60%施工工期的节约带来的经济效益,其整体工程造价将更优于原设计;从管养角度来看,碱激发UHPC具有优越的耐久性能,不似C40混凝土需进行劣化处治等后期管养工作,可节省相当的养护维修加固费用,且兼具环保效益,具有相当的可行性;最后结合试设计桥梁,给出了碱激发UHPC桥梁的施工工艺建议,为该新型材料的工程应用打下基础。