高温对SiO气凝胶水泥基复合材料性能影响研究

作     者：于本田 罗国栋 杨玉祥 王永刚 郭月霞 周玉龙 

作者机构：兰州交通大学土木工程学院 中交第二公路工程局有限公司 中铁二十一局集团第二工程有限公司 

出 版 物：《工程科学与技术》 (Advanced Engineering Sciences)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：中央引导地方科技发展资金项目(22ZY1QA005) 宁夏回族自治区重点研发计划项目(2022BEG02056) 国家自然科学基金项目(52468034) 甘肃省自然科学基金项目(24JRRA233) 

主　　题：SiO 气凝胶 高温 抗压强度 导热系数 孔结构 

摘      要：为研究高温对SiO2气凝胶水泥基复合材料性能的影响，开展了经历不同高温后的SiO2气凝胶水泥基复合材料试件的外观、质量损失、抗压强度、导热系数的测试，分析了不同温度、受火时间和冷却方式对SiO2气凝胶水泥基复合材料性能的影响规律。采用X射线衍射（XRD）、核磁共振（NMR）和扫描电子显微镜（SEM）测试了水化产物、孔结构与微观形貌，阐释了高温后SiO2气凝胶水泥基复合材料的性能演变机理。研究结果表明：随着作用温度的升高，质量损失随之增大、抗压强度随之减小，导热系数先减小后增大。高温作用后自由水、化学结合水散失以及试件开裂剥落引起质量损失；砂粒、气凝胶与水泥浆体热膨胀差异性、蒸汽压力导致孔结构粗化及微裂缝延伸和水化产物分解使强度降低；SiO2气凝胶体积收缩及内部孔隙塌陷导致导热系数先减小后增大。SiO2气凝胶水泥基复合材料的抗压强度与导热系数随受火时间增长而降低，采用喷水冷却的试件抗压强度与导热系数均低于自然冷却试件。