现代社会，人们对环境、生态、可持续发展等越来越重视。水泥行业因其巨大的需求但同时消耗大量的化石燃料，因而对环境污染负有重大的责任。用矿物外加剂代替部分水泥已成为当前发展生态型（绿色）水泥的一条重要道路。尽管各种颗粒状掺和料已经广泛应用于混凝土的研究与应用当中，但是大部分应用材料具有火山灰作用同时对水泥的水化有复杂的交互干扰作用。本研究着眼于简单非活性的惰性外掺材料，致力于利用其材料本身的填料作用。研究首先从材料的基本物理特性出发，利用了高级图像分析手段，对混凝土材料中几类非常重要的材料（包括以细碎石和细河砂为主的细骨料、普通硅酸盐水泥、石灰石粉末等）进行了详细的形状分析；结合其他以先进光学、计算机分析基础上的最新研究成果，提出了最优数值模拟模型；以试验与离散元数值模型，研究其物理特性的普遍规律以及内部颗粒堆积之间的关系；并以此为基础，提出了类似于拟合优化富勒曲线的掺合惰性外加细料的生态型混凝土方案；同时，结合混凝土（砂浆）试验研究，考察掺和水泥在和易性（工作性）和以力学性能为代表的成熟性能上的表现；综合提出以优化颗粒堆积为基础、掺和惰性外加细料代替部分水泥的生态（绿色）混凝土材料。结合试验与计算机数值模拟，项目在材料的基本物性方面做了大量的研究工作。研究得出的在粒子形状分析、模拟、堆积试验、模型优化等方面的结论有利于后续的其他混凝土性能与新建筑材料开发等方面的研究工作。在进一步细化、优化等工作的基础上，研究得出的新型生态型混凝土在满足一定强度建筑场所内推广应用，将有效促进水泥行业的升级换代，促进社会的可持续发展。 2100433B