将煤系高岭土焙烧活化后作为水泥掺合料可以大宗利用煤系高岭土资源,增强水泥水化性能、力学性能与抗蚀性能,同时减少水泥生产过程中CO₂的排放与能耗,具有良好的资源高效利用与生态环境保护效应。然而有关煤系高岭土作为水泥掺合料相关的研究报道侧重于水泥本身的影响因素,缺乏煤系高岭土自身性质的系统深入研究,同时煤系高岭土活化机理、水化机理与抗蚀性能的研究也少有报道,这些不足与问题都会影响煤系高岭土作为水泥掺合料在水泥混凝土中的综合利用。本文基于湖北宜昌煤系高岭土矿物特征,通过焙烧活化以及控制粒度的方法激发煤系高岭土的火山灰活性,揭示活化过程中煤系高岭土性质对于活性与强度的影响,系统解析掺合料活化煤系高岭土在水泥水化反应过程中的水化性能、水化机理、水化动力学与抗蚀性能,并在研究过程中针对煤系高岭土活化过程及水泥水化过程存在的问题与不足进行理论探讨与分析。研究取得如下主要结论:煤系高岭土中主要矿物为高岭石,结晶度指数HI为0.84,焙烧活化时,可以转变成高火山灰活性的偏高岭石。活化煤系高岭土的活性主要受活化温度与粒度的影响。适宜的活化温度（800℃）与更细的粒度可以提高其活性。活性铝溶出法和改良的Chapelle试验在测试活化煤系高岭土的活性时,存在强烈的搅拌和温度压力,会高估未完全脱除羟基煤系高岭土的活性。Frattini试验反应时间较长,但可以准确测试活化煤系高岭土的活性。强度对比法中,活化煤系高岭土存在稀释效应、物理效应与化学效应。稀释效应与掺量正相关;物理效应主要受粒度影响,在水化早期起主要作用;化学效应主要受粒度与活化温度影响,在水化中后期起主要作用。活化煤系高岭土的活性与化学效应正相关,通过活性与强度之间的关联,可以发现强度对比法在3d时不适用评价活化煤系高岭土的活性。通过不同活性测试方法的联用,可以方便、快捷、准确地评价活化煤系高岭土的活性。基于掺合活化煤系高岭土水泥的水化热数据,采用Knudsen外推方程和Krstulovic-Dabic模型构建并计算其水化反应动力学。研究表明,掺合活化煤系高岭土水泥的水化进程符合NG-I-D过程控制。在成核结晶与晶体生长过程（NG）控制阶段,活化煤系高岭土自身极强的物理效应可以促进水化进程,降低水化阻力,使得动力学参数反应级数n减少,反应速率常数K’₁增加。在相边界反应过程（I）和扩散过程（D）控制阶段,活化煤系高岭土物理效应的促进作用逐渐消失,水化反应速率急剧降低,水化进程变缓。化学效应在扩散过程（D）控制阶段对水泥水化有一定促进作用,使得反应速率常数K’₃小幅增加,活性与细度越高,促进作用越强。活化煤系高岭土掺合料对水泥水化进程的影响主要体现在化学结合水、活化煤系高岭土反应程度和水泥水化程度的变化。研究表明,化学效应是影响水泥水化进程的主要因素。由于稀释效应,活化煤系高岭土会降低水泥水化的总化学结合水。但由于活化煤系高岭土强烈的物理效应与化学效应,在考虑稀释以及火山灰效应的等效化学结合水中,活化煤系高岭土会明显增强水泥浆体的等效化学结合水。基于偏高岭石反应程度以及Ca（OH）₂（CH）含量的CH解耦法可知,活化煤系高岭土在3-28d会消耗水泥水化生成的CH,增加水泥水化程度α_OPC,使得水泥水化进程得到明显促进。与基于化学结合水量的评价方法相比,CH解耦法可以更为精确地表征活化煤系高岭土对于水泥水化进程的影响。通过掺合活化煤系高岭土水泥水化产物的物相变化、微观结构、Ca/Si比和热稳定性分析了相关水化机理。研究表明,活化煤系高岭土的火山灰反应使得水泥浆体C-S-H凝胶聚合度增加,Ca/Si比降低,结构更为致密,孔径得到细化,水化产物热稳定性增强。在受硫酸镁与海水侵蚀时,掺合活化煤系高岭土的水泥凝胶体具有更为致密稳定的结构,阻碍有害离子的侵蚀,降低水泥凝胶体受侵蚀时的膨胀率与强度损失,侵蚀产物含量也会相应降低,表现出优异的抗硫酸镁和海水侵蚀性能。