将废弃混凝土经破碎、筛分等加工为再生混凝土骨料（Recycled Concrete Aggregate,RCA）,部分或全部取代天然粗骨料,多代循环制备结构用再生混凝土（Recycled Aggregate Concrete,RAC）,是混凝土行业可持续发展的重大需求。目前废弃混凝土多代再生利用研究主要集中于一般大气环境,对复杂环境鲜有涉及。本文研究了严寒地区冻融环境下废弃混凝土多代再生利用潜力及其可持续性。采用“废弃混凝土商用RCA-第i代RAC-第i+1代RCA（i=1,2,3）”的循环方式,基于环境相似理论,通过加载快速冻融方法,模拟各代RAC冻融环境服役50年的工作状态;探讨多代RAC力学性能、抗冻耐久性和微观结构演化规律;通过研究RCA力学性能与微观结构的变化,分析废弃混凝土多代再生利用的潜力;基于能值分析理论,评估废弃混凝土多代再生利用循环系统的可持续性。具体研究工作如下:（1）试验首先使用商用RCA制备RAC,以设计寿命50年、加速冻融循环次数400次（以长春为例）、应力水平30%极限拉应力为条件对其进行严寒地区服役50年模拟冻融试验,破碎后循环制备RAC,研究了三代RAC力学和抗冻性能演化并界定相应的最大和最优取代率。结果表明:三代RAC抗压和劈裂抗拉强度随RCA取代率先上升后下降,但其对劈裂抗拉强度的影响更明显。同取代率下二代RAC强度最高,一代最低。基于力学性能确定的一代、二代和三代RAC最大取代率均为100%,最优取代率分别为42%、63%和50%。（2）三代RAC抗冻耐久性能演化规律结果表明:三代RAC质量损失变化可分为三个阶段,即质量上升（0-100次冻融）、逐渐减少（100-300次冻融）、加速减少（300-400次冻融）。相对动弹性模量（RDME）在相同区间内也可分为三个阶段。二代RAC抗冻性能最佳,第三阶段内质量损失和RDME依旧保持逐渐下降。基于抗冻耐久性确定的一代、二代和三代RAC最大取代率均为100%,最优取代率分别为25%、75%和50%。（3）对冻融循环后破碎RAC获得的RCA进行物理性能测试,确定多代RCA利用潜力,结果表明:冻融环境RCA产出率比大气环境低。RCA循环次数增加,其粒径逐渐变细,吸水率、压碎值和黏附砂浆含量逐渐增加,而表观密度变化并不明显。母体混凝土中RCA取代率的增加对下一代RCA的物理性能有负面影响,但都满足规范中Ⅲ类品质以上要求,可用于结构混凝土的制备。可通过减少母体混凝土中RCA取代率以提升废弃混凝土的可再生利用潜力。（4）使用能值分析理论,对RAC子系统（单代RAC）和三代RAC循环系统（一二三代RAC复合）进行可持续评价,结果表明:各代RAC子系统能值输入与输出均随RCA取代率和循环代数增加而增加,可持续发展指数ESI大于1。25%、50%、75%和100%取代率下三代RAC循环系统ESI分别为1.44E+00、3.26E+00、5.57E+00、和8.58E+00,大于子系统。能值-价值系数结果表明,50%取代率循环模式下RAC系统总体性能最佳,而100%取代率循环模式下其能值-价值系数最高,以100%取代率进行混凝土多代循环具有最高的市场竞争潜力和可持续发展能力。本课题对完善混凝土循环利用理念、推动北方地区RCA在结构混凝土中应用、提高再生骨料利用层次具有重要意义。但研究也存在不足,还应在最优取代率下对骨料进行循环再生,以确定最大循环次数。此外,应系统研究其它耐久性环境下废弃混凝土的多代再生利用,并界定RCA的适用工程类别。