粉煤灰作为工业副产品,每年的排放量巨大,大量的粉煤灰未被合理利用,不仅浪费资源,而且会污染环境。将粉煤灰作为掺合料应用于混凝土中,可在改善水泥基体性质的同时,减少粉煤灰的存放量。大掺量粉煤灰混凝土相比普通混凝土可以最大程度地利用粉煤灰同时减少水泥用量,具有较好的社会效益、经济效益和环境效益。但是大掺量粉煤灰混凝土目前并没有得到广泛应用,究其原因,一是因为大掺量粉煤灰混凝土的自身性能特别是耐久性方面的研究还不够成熟,二是工程技术人员的观念也限制了大掺量粉煤灰混凝土的应用。本文结合宁夏某项目主要对大掺量粉煤灰混凝土的抗裂性能进行研究。通过试验研究了不同粉煤灰掺量的混凝土的极限拉伸值,干缩,抗拉强度等与抗裂有关的性能,并通过数值方法对极限拉伸值的试验结果及试验方法进行了分析与研究。为了从微观上分析大掺量粉煤灰混凝土的抗裂机理,利用扫描电子显微镜对粉煤灰掺量分别为0%、50%、60%、70%和80%的混凝土的水泥石及界面过渡区进行微观分析。本研究得出以下结论:(1)在等强度的条件下,粉煤灰能够提高混凝土的极限拉伸值,掺入适量的粉煤灰对混凝土的抗裂性能是有利的。但随着养护龄期的增长,混凝土的轴心抗拉强度,弹性模量等增长速度会超过极限拉伸值的增长速度。(2)掺粉煤灰后混凝土的干缩率大大小于未掺粉煤灰的基准混凝土,且混凝土的干缩率随着粉煤灰掺量的增加而降低。(3)粉煤灰掺量小于60%时,混凝土中掺加粉煤灰可以提高混凝土的早期抗裂性,随着龄期的增加,混凝土的抗压强度发展速度超过抗拉强度的发展速度,粉煤灰混凝土后期拉压比有所降低,但仍高于基准混凝土。(4)采用指数模型得到的回归方程与试验结果吻合较好,可以对极限拉伸试验结果进行预测,从而对不同粉煤灰掺量的混凝土的抗裂性进行预测。(5)采用有限元分析的方法对极限拉伸试验的模拟与分析的结果表明:增大试件截面能够提高试件的抗裂韧性;粉煤灰掺量不超过60%时,可以在满足极限拉伸性能的同时,减少水泥用量。粉煤灰掺量为80%时,会明显削弱混凝土的极限拉伸性能。(6)粉煤灰掺量较高时通过二次水化反应能显著降低水泥石及过渡区中Ca(OH)2晶体的含量及生长取向,使其变得不定形。但粉煤灰掺量较高时,由于不能充分发挥其活性效应,过量的未水化的粉煤灰颗粒聚集在集料周围,且又没有足够凝胶体,反而会使结构变得疏松,削弱混凝土的水泥石及过渡区的结构。