当混凝土结构中裂缝扩展遇到骨料时,扩展路径大致分为两种,若水泥砂浆强度相对较低,与骨料的粘结力相对较小,裂缝可能绕过粗骨料沿水泥砂浆-骨料界面扩展;若水泥砂浆强度提高,粗骨料和水泥砂浆之间的粘结强度相对增加,或者骨料强度降低时,骨料成为混凝土的薄弱环节,此时裂缝可能穿过骨料扩展,因此,骨料类型及水泥砂浆强度对混凝土裂缝的扩展有较大影响。本文针对上述问题,对不同水胶比、不同骨料类型以及不同页岩陶粒轻骨料体积替代率混凝土三点弯曲梁试件的裂缝扩展过程、断裂性能进行了对比研究。论文的主要工作和结论如下:1、对水胶比分别为0.48、0.41、0.35的带预制裂缝的普通碎石骨料混凝土、页岩陶粒轻骨料混凝土、水泥砂浆试件进行三点弯曲梁试验。试验结果表明,骨料类型相同时,起裂断裂韧度KICini、失稳断裂韧度KICun、断裂能GF随着水胶比的减小而增大;在水胶比相同骨料类型不同条件下,双K断裂参数和断裂能有所差异,数值均表现为碎石骨料混凝土最大,其次为水泥砂浆,页岩陶粒轻骨料混凝土最小。2、改变碎石骨料混凝土粗骨料组成,进行不同体积率(0%、20%、40%、60%、80%、100%)页岩陶粒轻骨料与碎石骨料混掺混凝土的断裂试验。结果显示,KICini、KICun均随轻骨料体积替代率增加而减小,并且两者均与体积替代率具有良好的线性相关性。以双线性软化本构关系为基础计算黏聚韧度的解析解KIC，EC,并与试验所得黏聚韧度KIC,T(?)进行对比。结果发现,黏聚韧度试验值与解析值吻合较好,说明双线性混凝土软化本构关系曲线能够较好的反映不同页岩陶粒体积替代率混凝土的断裂特性。3、通过扫描电镜试验进行微观结构观察,分析了粗骨料、水泥砂浆基体材料以及骨料与水泥砂浆界面过渡区的微观结构对混凝土宏观力学性能、断裂性能的影响机理。结果发现,碎石骨料内部为不规则多边形晶体紧密排列,页岩陶粒则为多孔网状结构,这一结构特点决定其吸水返水的特性;水胶比相同时,轻骨料-水泥石界面区结构密实度优于碎石骨料-水泥石界面区,轻骨料自养护的功能使前者界面区的胶凝材料水化更充分。