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我国目前正处在基础设施建设高峰期，混凝土用量巨大。至2010年我国水泥生产量接近19亿吨，占世界总产量的55%以上，主要用于生产混凝土。为提高混凝土结构的使用寿命，合理利用资源，保护生态环境，开发利用绿色混凝土技术具有重要的战略意义。本文围绕大掺量粉煤灰混凝土性能优化技术进行了系统研究，针对粉煤灰掺量占胶凝材料质量45%、50%、55%和60％的混凝土，研究了膨胀剂和石灰与石膏掺量对大掺量粉煤灰混凝土各项性能的影响。研究重点在于强度发展规律、抗碳化性能、抗氯离子渗性能。并通过扫描电镜SEM微观试验，分析大掺量粉煤灰混凝土微观结构，探讨水泥—粉煤灰—膨胀剂以及水泥—粉煤灰—石灰—石膏体系胶凝组不同龄期分水化微结构特征；同时结合本实验研究结果对大掺量粉煤灰混凝土的工程性和经济性做出客观评价。研究结果表明，掺加膨胀剂的大掺量粉煤灰混凝土的强度发展受早期自然环境中温湿度的影响较大。与不掺加膨胀剂的混凝土相比，掺加适量HCSA膨胀剂有助于粉煤灰混凝土各龄期强度的提高。HCSA膨胀剂掺量为6%的混凝土在不同粉煤灰掺量条件下的强度稳定增长，故认为是适宜的掺加量，对大掺量粉煤灰混凝土的强度发展有利；10%HCSA膨胀剂掺量的混凝土会造成过度膨胀，对结构安定性和强度不利，在实际工程中不可取。适量掺加石灰和石膏明显可以提高粉煤灰混凝土的抗压强度，和掺加6%HCSA膨胀剂的粉煤灰混凝土各龄期强度发展规律类似。混凝土抗碳化能力随粉煤灰掺量的增加而降低，掺加6%膨胀剂或石灰、石膏对大掺量粉煤灰混凝土自然碳化深度影响不大，但可以提高混凝土抵抗强制碳化的能力。养护时间对于混凝土抗碳化和抗氯离子渗透的提高有显著效果，充分养护条件下，混凝土的抗碳化能力有了较为明显的提升。掺加膨胀剂对抑制大掺量粉煤灰混凝土的收缩有一定改善作用。研究和应用大掺量粉煤灰混凝土，养护制度需要和气候条件综合考虑更有利于保证混凝土强度和耐久性。通过SEM研究发现，掺加HCSA膨胀剂或者石灰、石膏的大掺量粉煤灰混凝土微结构致密，水化产物较多，说明有利于促进水化和二次水化的进行。材料成本分析表明每立方米大掺量粉煤灰混凝土的经济效益显著。即便粉煤灰掺加量60％，混凝土长龄期强度也可以满足C30要求，具有工程应用条件。