通过优化骨料分形级配以及钢纤维掺量增强活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete,简称RPC）结构力学性能。开展不同矿物（粉煤灰、石英粉、矿渣）掺料下,对RPC的抗折抗压强度、动弹性模量、水化物相以及微观形貌研究,提出了利用粉煤灰与矿渣等工业废渣制备新型绿色高性能混凝土的方法。主要研究成果如下:单一粒径石英砂骨料无法在混凝土内部形成致密的空间结构,利用分形原理设计紧密堆积体,在不同分维值F的实验方案下,RPC试块的力学性能均相对于单一粒径骨料更佳。在F=2.34时,骨料级配对RPC混凝土增强效果最为明显,其抗压强度达到226.3MPa,比单一细石英砂骨料RPC抗压强度高出50.5MPa,增幅达到28.7%;抗折强度达到30MPa,比单一粗石英砂骨料RPC抗折强度提高1.7MPa,增幅达到7.1%,动弹性模量达到58.7GPa,比单一粗骨料RPC的动弹性模量提升8.1%。粉煤灰、矿渣具有火山灰活性,可作为矿物掺合料取代石英粉。当50%粉煤灰取代石英粉时,试样表现出最佳的力学性能,其抗压强度达到198.4MPa,相对于石英粉试样增长12.9%,抗折强度为33.0MPa,相对于石英粉试样增长5.1%。在此配比方案下,加入7vol%长钢纤维时,制备出401MPa的RPC试样。对这类RPC的物相与微观结构分析表明,RPC基体的中的硅酸三钙与硅酸二钙水化,并不随粉煤灰、矿渣取代石英粉掺量变化而发生太大的改变。在SEM扫描电镜中,RPC基体呈致密的微观结构形貌,在内部微小充水空间中,存在六方柱状氢氧化钙以及针尖状托贝莫来石。蒸压养护条件下,粉煤灰、矿渣在RPC基体中与石英粉具有相似的水化特性。利用粉煤灰、矿渣等取代水泥从而调整RPC体系钙硅比。实验结果表明,当粉煤灰取代量低于50wt%,钙硅比大于0.30时,粉煤灰具有良好的增强效应,继续增加粉煤灰取代量后,由于体系Ca含量远低于Si含量,试样强度降低。矿渣取代0-80wt%水泥时,RPC体系中钙硅比由0.79变为0.44,此时RPC依旧具有优异的力学性能,其中KC30试样抗压强度最高,达到395.8MPa,KC80试样抗压强度也高于310MPa。在调整钙硅比方面,矿渣增强效果相对粉煤灰更佳。现利用粉煤灰与矿渣在RPC中的优异性能表现,通过两者之间的复合掺加,可以制备出一系列300MPa级别以上绿色高性能混凝土。钢纤维增强RPC具有显著的各向异性,研究表明,各向异性与RPC成型方式、纤维长度、纤维掺量、载荷方向具有显著的关联。随着试样中钢纤维掺量由3vol%增加至5vol%时,12-14mm钢纤维各向异性指数由0.231增长到0.245;而5mm短钢纤维各向异性指数变化由0.203增长至0.249。长径比越大的纤维,力学性能表现出的各向异性更为明显。因此在具有各向异性的RPC构件在受力过程中,应注意此时的受力面是否为纤维增强面,若依旧使用常规测试结果表示钢纤维增韧RPC试样的强度,并将其运用到工程实际中可能存在着一定的风险隐患。