随着城市化进程的加快,再生混凝土的应用可以解决建筑垃圾堆放和砂石资源短缺等环境问题。然而再生骨料主要源自老旧建筑物,其表面残留有陈旧砂浆且内部存在大量微裂纹,使得再生混凝土的力学性能及尺寸效应与普通混凝土存在较大差异,限制了再生混凝土的应用。通过再生骨料的强化处理技术可以有效地改善再生混凝土的力学性能,但关于骨料强化处理对再生混凝土尺寸效应影响的研究尚不充分,而目前再生混凝土的性能参数通常通过缩尺模型试验确定,为了确保缩尺模型试验结果在实际工程结构中的适用性,需要对再生混凝土的尺寸效应进行充分研究。另外,受试验条件的限制,在进行再生混凝土试验时,通常只能使用尺寸较小的试件,而采用数值模拟方法可以在更大的尺寸范围内对再生混凝土的性能进行研究,从而为尺寸效应的研究提供另外一种研究手段。本文采取试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方式开展对再生混凝土受压性能及尺寸效应的研究,主要内容如下:(1)对24个规格的再生混凝土立方体试件进行抗压试验,试件包含三种尺寸,分别为100mm×100mm×100mm、150mm×150mm×150mm和200mm×200mm×200mm。试验结果表明:硅灰强化再生混凝土的立方体抗压强度存在明显尺寸效应,边长为200mm和150mm的试件立方体抗压强度分别约为边长100mm试件的84.9%和94.3%。且立方体抗压强度的尺寸效应随取代率的增大而更为明显,取代率为50%、75%和100%下的尺寸效应度较取代率为25%的分别提高了25.6%、33.3%和35.9%。采用硅灰强化处理再生骨料可以有效降低再生混凝土立方体抗压强度的尺寸效应,经过水胶比为0.8、1.0和1.2的水泥外掺硅灰浆液处理后,立方体抗压强度的尺寸效应度较未处理时分别降低了10.6%、19.2%和7.9%。在这三种硅灰浆液的水胶比中,当水胶比适中(水胶比为1.0)时,立方体抗压强度的尺寸效应度降低幅度最大。(2)对15个规格的再生混凝土棱柱体试件进行抗压试验,试验结果表明:硅灰强化再生混凝土的轴心抗压强度、峰值应变、极限应变均存在尺寸效应现象。尺寸为200mm×200mm×400mm的试件轴心抗压强度、峰值应变和极限应变分别约为尺寸为100mm×100mm×200mm试件的85.4%、128.4%和92.5%。经过不同水胶比的硅灰浆液处理后,再生混凝土各项受压性能的尺寸效应度均有所降低。当硅灰浆液的水胶比为1.0时,再生混凝土轴心抗压强度、峰值应变和极限应变的尺寸效应度下降幅度最大,较未处理时分别降低了14.9%、23.0%和19.7%。经硅灰强化处理后的再生混凝土初始弹性模量增大,但其尺寸效应不明显可以忽略。(3)对统计尺寸效应理论、断裂力学尺寸效应理论和多重分形尺寸效应理论进行了分析。以本文试验的抗压强度实测值和参考文献为依据,拟合得到了各尺寸效应律中的参数取值。定义了临界尺寸和临界强度,并给出了它们在不同硅灰浆液水胶比下的建议值。(4)利用MATLAB软件建立了三维随机骨料模型,然后使用ANSYS建立再生混凝土试件的多相细观数值分析模型,确定了不同硅灰浆液水胶比下的水泥砂浆基体与再生粗骨料之间界面层的力学性能参数。(5)采用均质弹脆性模型分别计算得到了不同硅灰浆液水胶比下各尺寸数值试件的立方体抗压强度值,并对硅灰强化再生混凝土数值试件的尺寸效应进行了参数分析,得到了数值试件立方体抗压强度的临界尺寸和临界强度的建议值。