如何减少混凝土的收缩与开裂一直是困扰工程界的难题,具有良好体积稳定性与耐久性的混凝土将在建筑与桥梁工程等领域有巨大的应用价值。混合骨料的组成特征使其具有与普通混凝土接近的强度和轻骨料混凝土内养护的双重特性,而玄武岩纤维因其高性价比用于增强混凝土发挥阻裂功能的案例也越来越广泛。本文通过研究玄武岩纤维与轻骨料为复合材料的混凝土来探讨两种材料的复合对混凝土的力学及收缩性能的影响,并通过耐久性试验验证其组成设计的合理性。本文的主要研究成果有:(1)以玄武岩纤维掺量,轻骨料体积替代率和粉煤灰体积替代率为主要影响因素,通过正交试验设计,测定混凝土的坍落度、抗压强度和劈裂抗拉强度,结果表明:玄武岩纤维掺量在坍落度和抗拉试验中显著性均为最大,掺加玄武岩纤维使混凝土的坍落度减小,抗拉强度增大,而抗压强度提升幅度有限;轻骨料体积替代率在抗压试验中的显著性最大,轻骨料的掺加降低了混凝土坍落度、抗压和抗拉强度,但轻骨料掺量为50%时,混合骨料混凝土抗压、抗拉强度降低最小;粉煤灰的掺入使流动性变好,但是掺量超过20%时,坍落度增大幅度减小。利用多元线性回归得出了三因素掺量与抗压强度和劈拉强度之间的关系,建立了混合骨料混凝土抗压与抗拉强度之间的关系模型。基于多指标加权计算,改进功效系数法对正交试验结果优选,根据总功效系数推荐优选配合比。(2)通过研究轻骨料预湿时间,轻骨料体积替代率和玄武岩纤维掺量对混合骨料混凝土的干燥收缩影响,结果表明:轻骨料的预湿时间越长对混凝土的减缩效果越显著,预湿24 h后的轻骨料的内养护效果明显好于未经预湿的轻骨料;轻骨料的内养护作用并不能阻挡混凝土后期的收缩率增大的趋势,前期的减缩效果优于后期。早期轻骨料掺量越多内养护作用越好,减缩效果明显;一定龄期后,适当替代率的轻骨料有利于降低混凝土的收缩率,轻骨料掺量过多反而对混凝土的收缩起到负面效应,当混凝土收缩率最低时最佳混凝土轻骨料替代率在40%左右;玄武岩纤维和轻骨料的复掺后期一定程度上能减少混凝土的收缩,但玄武岩纤维的对混合骨料混凝土减缩效果的改善并不理想。(3)借助平板抗裂试验研究轻骨料体积替代率、玄武岩纤维掺量和纤维长度对混合骨料混凝土的塑性收缩影响,结果表明:轻骨料掺加增加显著延长了混凝土开裂的时间,早期开裂面积和裂缝数目都有明显的减少,细密裂缝增多。随着玄武岩纤维掺量的增加,混合骨料混凝土的初裂时间延长,总开裂面积、开裂裂缝数目和裂缝的平均开裂面积都呈显著下降趋势。玄武岩纤维的加入减小了混合骨料混凝土的最大裂缝宽度和裂缝数量,纤维掺量为0.1%时效果最佳,掺量增加后性能优化幅度减小;玄武岩纤维体积掺量为0.1%时,随着长度增加,阻裂效果先增后减,长度为20 mm的玄武岩纤维阻裂效果最佳。(4)采用设置与塑性收缩相同的试验条件,并基于RCM抗氯离子渗透系数方法对玄武岩纤维-混合骨料混凝土进行耐久性检验,结果表明:混合骨料混凝土的抗氯离子渗透性规律与抗裂性能有较好的一致性。轻骨料替代率越大氯离子扩散系数越小,玄武岩纤维的最佳为0.1%,长度为20mm。