再生骨料混凝土（Recycled Aggregate Concrete）是将建筑废弃混凝土回收、破碎、分级后作为骨料制备的新混凝土,充分利用再生骨料可以解决建筑废弃物造成的环境污染和经济压力,同时也是解决建筑行业可持续发展的主要方法之一。然而再生混凝土的力学性能、耐久性能等与常规混凝土相比有一定的弱化,限制了其在特殊环境下的使用,因此有必要研究得出再生混凝土的性能强化方法。本文在国家自然科学基金《海工预应力混凝土结构耐久性提升技术与设计理论研究》（51778272）的资助下,针对再生骨料的薄弱环节,提出以纳米强化浆液包裹再生骨料的方法对其进行改性处理,研究了改性后的再生混凝土材料及构件的力学性能和耐久性能。主要内容如下:1、纳米强化再生粗骨料混凝土的基本性能研究。从宏观裂缝、微观结构、力学性能和耐久性能等角度出发,试验比较了四种纳米强化浆液（纳米SiO₂、纳米CaCO₃、纳米Al₂O₃和纳米GP）对再生混凝土的改性效果。研究结果表明:采用超声分散后的纳米强化浆液能够有效强化再生骨料的界面过渡区,提高了再生混凝土的综合性能;在所试验的四种纳米材料中,纳米SiO₂强化浆液提升再生骨料界面性能的效果最为显著。2、氯盐环境下纳米强化再生混凝土持载梁耐久性能研究。设计浇筑了9根纳米强化再生骨料混凝土牛腿梁,在持续加载的同时进行了300天共计50次的氯盐干湿循环试验。同时考虑再生骨料取代率、纳米SiO₂掺量以及裂缝宽度等因素,对钢筋腐蚀电位、裂缝形态变化和氯离子浓度分布进行了检测,并分析得出了不同开裂情况下的等效氯离子扩散系数。研究结果表明:1)采用双电极电位差方法测得的钢筋腐蚀数据,可以在不破坏混凝土构件的基础之上,更加方便快捷的判断出构件中钢筋锈蚀缺陷所在位置;2)混凝土裂缝在氯盐干湿循环过程中发生了一定程度的自愈合,其中纳米SiO₂掺量为0.4%时裂缝自愈合率最大;3)裂缝处的氯离子含量沿着深度方向呈现波浪下降的趋势;4)控制w≤0.12mm并采用0.2%左右的纳米SiO₂改性的再生骨料,可以有效降低再生混凝土中相对氯离子含量,比未强化的再生混凝土裂缝处氯离子含量降低44.8%;5)根据修正后的等效氯离子扩散系数模型计算得到的结果与试验结果的吻合度较高。3、纳米强化再生混凝土腐蚀梁承载性能研究。设计浇筑了9根纳米强化再生骨料混凝土简支梁,采用内置阴极的方法对内部受力钢筋进行了通电非均匀加速锈蚀。同时考虑再生骨料的取代率、纳米SiO₂掺量以及钢筋锈蚀率等因素,对锈胀和加载裂缝的形态、破坏模式以及承载力的影响。研究结果表明:改进后的通电非均匀加速锈蚀法,能够达到纵筋双向非均匀锈蚀的效果;相同锈蚀程度下,再生骨料与天然骨料混凝土梁相比其抗弯承载力有所降低,其中25%再生骨料取代率时承载性能退化最为严重,达到19.3%;根据承载力测试结果对锈胀开裂之后的再生混凝土梁的承载力计算公式进行了修正（在现有规范的基础上先后进行锈蚀程度和骨料取代率的修正）,为非均匀锈胀开裂再生混凝土梁承载力的计算提供了参考。4、再生混凝土梁耐久性寿命预测细观数值模拟。考虑再生骨料的多相非均质组成、骨料的随机分布以及氯离子扩散系数的时间衰减特性等,对其进行MATLAB和COMSOL相结合的二维细观联合仿真模拟,实现再生混凝土构件在海洋环境下的耐久性寿命预测。仿真结果表明:二维同心圆细观模型揭露了超声分散纳米强化浆液包裹技术可以降低粗骨料附近氯离子传输的“加速场”效应,从而降低速氯离子向周围基体中的传输速度,提升了再生混凝土的耐久性。同时拟合得出了保护层厚度和纳米包裹层扩散系数对再生混凝土耐久性极限状态的影响函数。