摘要：新型建筑材料的防火性能研究是公共防護的重要組成部分，是其在建筑工程中大規模應用的必要條件。雖然廉價的碳酸鈣晶須(CW)可以在常溫下改善水泥基復合材料的力學性能，但高溫對CW增強水泥基復合材料的影響尚未見報道。為了彌補這一缺陷，本研究研究了連續水泥漿體和連水泥漿體暴露于評價溫度后的強度和微觀結構變化。
關鍵詞:碳酸鈣晶須;水泥石;高溫
分別通過數碼相機和掃描電鏡獲得碳酸鈣晶須的宏觀形貌( a )和微觀形貌( b )。
測試方法：
在50℃至100℃下，水泥漿中的鈣礬石開始發生一些反應。因此，60C是干燥樣品而沒有明顯化學反應的合適溫度。0 %、10 %、20 %和30 %連續波增強水泥漿在此預熱過程后的失水率分別為3.2 %、5.4 %、7.0 %和8.7 %，這是由連續波引入的孔隙中水造成的。將所有棱鏡樣品置于烘箱中，在60℃加熱48小時。使用馬弗爐將樣品和連續波從室溫分別以3C/min的加熱速率加熱至200、300、400、500、600、700、800、900和1000℃的溫度[ 37 ]。目標溫度保持2小時。加熱平臺2小時后，樣品或連續波仍保持在電爐中，逐漸冷卻至室溫，不打開爐門，以免冷熱沖擊[ 38 ]。然后，測量和比較暴露和未暴露于高溫的試樣的機械性能。根據國際標準化組織679，對總共132個棱柱形樣品(每種混合物3個樣品)進行了機械性能測試。在支撐距離為100毫米的情況下進行三點彎曲試驗，以獲得彎曲強度。然后通過彎曲試驗后剩下的棱鏡的兩個部分來確定抗壓強度。
力學性能測試后，在掃描電子顯微鏡下觀察切片進行顯微結構分析。同時，為了評價晶須與水泥之間的化學鍵，還利用匹配的能譜儀分析了連續波表面的元素組成。熱重量分析儀使用梅特勒-托利多熱重量分析儀/DSC1在干燥氮氣中以10℃/分鐘的加熱速率在40℃至100℃范圍內進行。使用CuKa12輻射( k = 0.154納米，40千伏和40毫安)用x光粉末衍射計( XRD，Bruker D8 Advance，德國)表征了暴露和未暴露于高溫下的水煤漿的晶相。從微觀結構和相分析出發，推導出高溫后水煤漿對水泥基復合材料的增強機理。
結果和分析：
一般來說，水泥漿體和混凝土的殘余強度(包括抗壓強度、抗折強度等)隨著溫度的升高而降低。特別地，水泥基復合材料在暴露于高溫后的殘余強度變化可分為三個階段：
1。穩定和恢復階段，室溫至40℃左右，水泥基復合材料的強度幾乎保持不變，甚至略有增加。
2?？焖贀p失階段，400℃至800℃，水泥基復合材料的強度急劇降低。
3。完全損失階段，800℃后，水泥基復合材料的幾乎所有強度都損失了。
這種強度在高溫下由于微觀結構的變化而發生變化。
1。AFt/AFm的分解發生在大約115，這可能導致輕微的強度降低。而強度恢復是由150℃至350℃的水分蒸發和干硬化引起的。此外，由于"內部高壓釜"效應，水泥復合材料中的蒸發水導致未水化水泥顆粒和礦物摻合料繼續水化。
2。氫氧化鈣在400℃至600℃脫水和碳硫氫鍵破壞導致強度降低[ 22，23 ]。
3。在80℃以上，碳酸鈣和碳硫氫氧化物的分解完全破壞了水泥基復合材料的強度。
此外，上述化學反應引起的孔結構變化也是強度變化的重要原因。
3.2 .殘余抗壓強度
圖2顯示了暴露于高溫后不同連續波濃度的增強水泥的殘余抗壓強度。表3總結了在不同溫度下暴露后，連續波或纖維增強水泥與純水泥相比抗壓強度增加的百分比。殘余抗壓強度和殘余抗壓強度的增加百分比顯示為溫度的函數，以評估連續波暴露于高溫后的增強效果。就抗壓強度而言，10 %連續波增強水泥漿通常達到最高抗壓強度和最有效增強強度，最高可達600℃，如圖2和表3所示。
在表3所示的室溫下，添加10 %晶須不會顯著提高水泥漿體的抗壓強度。隨著水煤漿含量增加到20 %和30 %，水泥漿體的抗壓強度因水煤漿與水泥基體界面缺陷的增加而降低，這與的結果一致。
圖2 .晶須增強水泥漿體暴露于評價溫度后的殘余抗壓強度。結果是平均有六個樣本。也給出了標準偏差。
新型建筑材料的耐火研究是公共防護的重要組成部分，是其在建筑工程中大規模應用的必要條件。碳酸鈣晶須可以改善水泥基復合材料的室溫力學性能。此外，碳酸鈣在高溫下的相和微觀結構變化是眾所周知的。因此，連續波對水泥基復合材料高溫后力學性能的增強效果與室溫下的增強效果有很大不同。因此，為了明確連續波增強水泥基復合材料在高溫下的力學性能和微觀結構變化，以便在實際應用中能夠承受連續波增強水泥基復合材料的火災，本研究對連續波增強水泥漿體在高達100℃的評估溫度下的強度和微觀結構進行了研究，以彌補這一差距。得出以下結論:
連續波不僅在室溫下，而且在暴露于高達60℃的評估溫度后，都可以提高純水泥的彎曲強度和抗壓強度就抗壓強度而言，10 %連續波增強水泥漿一般在600℃以下達到最高抗壓強度和最有效的增強效果。對于彎曲強度，30 %連續波增強水泥漿體通常在700℃達到最高抗壓強度和最有效的增強。原因是抗壓強度對混合過程中CWs引入的初始孔隙和裂紋更加敏感。而彎曲強度對裂紋的發展更為敏感，斷裂過程中CWs可以抑制裂紋的發展?？拐蹚姸鹊淖儺愋员瓤箟簭姸雀?，因為抗折強度比抗壓強度對加熱過程中的微裂紋更敏感，連續波對水泥漿體暴露至600℃后的抗折和抗壓強度有更有效的增強作用。
從文石碳酸鈣到方解石的起始相變溫度約為400℃，這可以通過XRD測試和掃描電鏡下的形貌來證明。在水泥水化和加熱過程中，連續波可能帶來不同的水化產物相:鈣( OH)2和碳硫氫(ⅰ)。水泥水化產生的碳酸鈣不如連續波穩定。
所有水煤漿在40℃- 60℃溫度范圍內均表現出比低溫下更好的增強效果，這是由于加熱過程中文石碳酸鈣向方解石的相變和水泥漿內部高壓滅菌所產生的物理和化學鍵的綜合作用。晶須表面在40℃時水合作用的增加證明了物理和化學鍵的改善。在80℃- 100℃的溫度范圍內，連續波的分解使連續波增強水泥的殘余抗折和抗壓強度比純水泥降低得更明顯。
在此基礎上，連續波可以代替碳纖維和聚丙烯纖維作為水泥基復合材料的耐火附加材料，因為它在高達60℃的評價溫度下具有更好的增強效果。此外，連續波增強水泥基復合材料在暴露于低于600℃的評估溫度后具有良好的機械性能和良好的經濟效益，因此有可能用作火災易損壞結構的防護材料。
