环境和能源一直是备受关注的话题,建筑业和陶瓷业快速发展的同时也带来了环境污染和资源浪费等问题,不利于社会的可持续发展。利用废弃陶瓷加工成适用的骨料用于制备再生陶瓷混凝土并将其用于实际工程中,一方面可为混凝土材料找到新的骨料来源;另一方面为废弃陶瓷的循环利用提供一条有效的途径。随着我国节能减排等相关政策的大力推行,开发研制保温承重一体化的建筑材料成为土木工程领域的重要课题。鉴于此,本文结合试验研究和有限元模拟手段,将废弃陶瓷与保温节能材料玻化微珠相结合,尝试开发研制具有承重和保温节能型绿色环保混凝土材料。首先,将废弃陶瓷破碎成不同粒径的粗、细骨料,将其部分或全部替代天然粗骨料和细骨料,按照普通混凝土的配合比计算方法和力学性能测试方法研究在不同龄期下不同粗、细骨料替代率对再生陶瓷混凝土强度、弹性模量和导热系数的影响,分析讨论其替代的可行性。经试验研究得出:陶瓷粗骨料替代天然粗骨料时,再生陶瓷混凝土的抗压强度略微增加,导热系数逐渐降低,证明陶瓷粗骨料替代天然粗骨料在保证强度和材料保温方面都是可行的,但脆性特征也更明显;而陶瓷细骨料混凝土的强度和导热系数均降低,对混凝土材料的延性和保温特性是有利的。第二,以再生陶瓷粗骨料混凝土为基准混凝土,将玻化微珠以不同的体积分数掺入再生陶瓷混凝土中,主要研究玻化微珠掺量变化时,玻化微珠再生陶瓷混凝土强度、弹性模量和导热系数的变化规律。结果表明:玻化微珠的掺入使玻化微珠再生陶瓷混凝土的导热系数明显降低,保温效果更为理想,混凝土材料的延性可以得到较大程度的提高,有效解决再生陶瓷混凝土脆性大的问题。第三,以二维模型和三维模型为例,建立不同形状颗粒增强复合材料的有限元模型,利用均质化法计算各模型的有效弹性模量和有效热膨胀系数,分析各模型的差异,证明颗粒形状对复合材料模型的局部应力分布影响较大,由于均质化法的统计平均效应,有效弹性模量和有效热膨胀系数对模型的形状不敏感。本文建立球形颗粒增强混凝土的有限元模型利用均质化法计算材料的有效弹性模量、有效热膨胀系数和导热系数,观察各模型在陶瓷粗骨料替代率增大时颗粒和基体等效应力的变化规律与裂缝位置的改变,找出极限荷载下模型的破坏强度并与试验比较。最后,以再生陶瓷混凝土为基体,玻化微珠为颗粒,建立玻化微珠再生陶瓷混凝土材料的有限元模型,利用均质化法研究玻化微珠掺量变化时,混凝土材料的有效弹性模量、有效热膨胀系数和导热系数的变化规律,其模拟结果与试验结果吻合较好,与普通再生陶瓷混凝土相比,玻化微珠再生陶瓷混凝土的导热系数明显降低,保温隔热性能好,更符合建筑保温节能的要求。