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为提高混凝土的绿色度和工程应用性能，对大掺量粉煤灰混凝土(HVFAC)进行了系统的应用基础研究。参照国内外混凝土应用相关标准，研究了粉煤灰用量占胶凝材料质量的20％～60％时，大掺量粉煤灰混凝土适宜的配合比；采用坍落度法，评价了新拌HVFAC的和易性及凝结时间；研究了HVFAC强度发展规律、抗碳化性能、抗渗性能及抗冻性能：通过SEM试验，分析了HVFAC的微观结构，探讨了粉煤灰在HVFAC中的作用及粉煤灰与水泥二元体系的水化机理；结合实际工程对HVFAC的经济性做出了评价。
研究结果表明，由于粉煤灰使水泥基材料分散体系的静电斥力提高，与聚羧酸减水剂空间位阻效应在分散机制方面形成互补，因而随粉煤灰用量在20％～60％范围内增加，HVFAC的初始坍落扩展度呈增加趋势，60分钟乃至120分钟的坍落度经时保留值仍满足使用要求，表现出优良的流动性能；掺加20％～60％粉煤灰的混凝土7d强度均比基准混凝土低，当粉煤灰掺量大于40％时，28d的抗压强度略低于基准混凝土，但60d时，混凝土强度基本接近甚至高于基准混凝土，并且后期强度有较大的增长空间：随粉煤灰掺量增加，混凝土碳化深度提高，经300次冻融循环后相对动弹性模量及强度均有所下降，但仍满足规范要求；粉煤灰的掺入降低了混凝土的孔隙率，通过掺加20％～60％粉煤灰的试验数据表明，混凝土的抗渗能力在加入粉煤灰之后获得了显著提高，并且随粉煤灰掺量的增加而增强，粉煤灰改善了水泥石孔径分布，有利于提高混凝土的耐久性；SEM观察发现，当粉煤灰掺量为20％和30％时，粉煤灰的界面区较为致密，当粉煤灰掺量为50％时，可观测到粉煤灰界面区的破坏情况：通过粉煤灰与水泥二元体系的水化机理研究发现，将粉煤灰作为矿物掺合料掺入硅酸盐水泥中，其水化产物的微观结构、化学组成及水泥石的孔结构与普通硅酸盐水泥显著不同。并且本文所研究内容与实际工程相结合，达到了理论与实践相结合的目的，分析了大掺量粉煤灰混凝土的经济效益，1m3大掺量粉煤灰混凝土至少可以省十几元钱，对于生产规模较大的商品混凝土供应公司具有很好的经济效益。