高铁钛偏高岭土是由低品位高铁钛高岭土在一定温度下煅烧而成的片状高活性矿物掺合料。但是其质量较轻,比表面积大,生产、运输困难,将高铁钛偏高岭土与粉煤灰和矿渣进行复合优化形成复合矿物材料,并研究其在混凝土中的应用,对促进高铁钛偏高岭土资源化利用及在实际工程的应用具有重大的经济效益和社会意义。本文研究的主要内容及结论如下:首先,对比了高铁钛偏高岭土及其复合改性对水泥性能的影响。研究表明:偏高岭土增加了水泥的标准稠度用水量,降低了水泥净浆流动度、胶砂流动度和初、终凝时间,并对水泥与聚羧酸减水剂的适应性产生较大的影响。复合矿物材料改善了纯高铁钛偏高岭土对水泥性能造成的不利影响。复合矿物材料不利于水泥早期活性的提高,但能够明显提高其后期活性,这一提高作用在掺量为15%时达到最大。并且,养护后期,相同掺量下,复合矿物材料的活性指数大于纯高铁钛偏高岭土的活性指数。其次,建立了偏高岭土高性能混凝土强度预测的多元线性回归方程和基于L-M算法的8-17-1型BP神经网络预测模型。结果表明:BP神经网络预测模型3d和28d抗压强度预测值与实测值的拟合度分别为0.976和0.997,模型预测精度高,预测结果可靠,能够用来指导偏高岭土高性能混凝土的抗压强度预测,对实际生产和工程应用具有较好的指导意义。再次,根据正交试验原理,研究了掺入复合矿物材料和纯偏高岭土对高性能混凝土工作性、强度和耐久性的影响。试验结果表明:1)混凝土的工作性随偏高岭土掺量的增加不断降低,复合矿物材料由于“复合叠加”效应,能够改善纯偏高岭土对混凝土工作性造成的不良影响;2)复合矿物材料对混凝土早期强度的促进作用小于纯偏高岭土。当养护到28d龄期时,相同掺量下,复合矿物材料对混凝土强度的促进作用高于纯偏高岭土,掺15%复合矿物材料的混凝土抗压强度较未掺时提高了28.4%,较掺加15%纯偏高岭土的混凝土提高了5.3%;3)偏高岭土能够提高混凝土的耐久性能。随其掺量的增加,混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性能均得到了大幅度的改善。相同掺量下,复合矿物材料对耐久性能的提高能力远大于纯偏高岭土。掺量为15%时,掺入复合矿物材料和纯偏高岭土的混凝土试件电通量较不掺时分别降低了86.9%和82.7%;试件冻融循环性次数分别增加了61.3%和44.4%。偏高岭土对降低高性能混凝土的电通量值和提高其冻融循环次数具有显著地效果。最后,从经济性、工作性、强度和耐久性4个方面进行考虑,采用客观赋权法最终得到掺10%偏高岭土+10%粉煤灰的配比总功效函数值为0.92,为16组混凝土配合比中的最大值,且其它各单向指标也符合要求,故为优选的混凝土配合比参数。高铁钛偏高岭土经粉煤灰和矿渣复合改性之后能够进一步的改善高性能混凝土的耐久性等性能,对掺高铁钛偏高岭土混凝土工程的使用寿命具有较好的提高作用,尤其是对耐久性有较高要求的重大基础设施工程。