高强CO2泡沫混凝土的设计、制备与宏微观特性

作     者：范定强 陆建鑫 刘康宁 潘智生 

作者机构：香港理工大学土木及环境工程学系香港理工大学碳中和资源工程研究中心 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of the Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2025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：香港创新及科技基金(ZS1H、ZM3H) 国家自然科学基金(52308275) 

主　　题：CO 泡沫 泡沫混凝土 碳捕集 孔结构 内碳化 

摘      要：CO2的大量排放给全球生态环境构成了严峻挑战。对此，提出了回收CO2废气制备高强CO2泡沫混凝土 （HSCFC） 的新策略，旨在实现混凝土领域的高效碳捕捉与碳利用。首先，提出了高强CO2泡沫混凝土的设计理念与方法，即将设计的CO2泡沫纳入基于颗粒紧密堆积理论设计的高强水泥浆体中。随后对制备的高强CO2泡沫混凝土材料进行了宏/微观性能评估。结果表明，设计的HSCFC具有低密度、高抗压强度 （约为相似密度下普通泡沫混凝土强度的2倍）、高显微硬度 （HV均值可达90） 以及低导热系数。提高CO2泡沫用量可增加HSCFC的孔隙率，但使用过量CO2泡沫导致孔结构的粗化。此外，CO2泡沫的使用提高了水泥水化程度，并在水泥基体内产生了内碳化效应，于泡孔壁上原位生成大量碳酸钙，从而增强泡孔。研究成果为回收工业尾气制备固碳型泡沫混凝土提供了一条新途径，有利于水泥混凝土行业的低碳可持续发展。