2024年8月29日，房国豪教授与英国伦敦大学学院UCL团队合作，在结构与建筑技术领域顶级期刊《Cement and Concrete Composites》发表了题为“Micromechanical analysis of alkali-activated fly ash-slag paste subjected to elevated temperatures”的研究论文。该论文对粉煤灰-矿渣碱激发材料（AAFS）在20 ~ 800℃下的微观结构和微观力学性能进行了系统的实验研究。深圳大学高等研究院房国豪教授与伦敦大学学院张明中教授为共同通讯作者。

碱激发材料具有优越的机械性能、显著减少二氧化碳排放、消耗工业废弃物以及可回收材料等优点，其中，粉煤灰-矿渣碱激发材料（AAFS）结合了碱激发粉煤灰和碱激发矿渣的优点，在常温固化下获得了优异的工程性能和耐久性能。在高温作用下的性能是决定AAFS作为耐火和储热材料适用性的最关键因素之一。因此，对AAFS的高温性能进行深入的研究至关重要。然而，现有的研究对高温下AAFS微观形貌和凝胶组成的演变以及微观结构与力学性能之间的关系仍然缺乏全面的了解，同时还没有研究AAFS在高温下的微观力学性能，并将其与微观结构特征联系起来。针对这些问题，本文对AAFS在20 ~ 800℃下的微观结构特征和微观力学性能进行了系统的实验研究。采用背散射扫描电镜-能谱仪(BSEM-EDS)研究了材料的微观结构演变，包括形貌、相组成和胶凝成分，并通过原子力显微镜(AFM)和纳米压痕测试评估了材料在高温下的微观力学性能。结果表明，当温度达到800℃时，未反应颗粒的体积分数从29.7%下降到4.0%，孔隙率从4.1%上升到15.4%。平均硬度为0.6 ~ 14.5 GPa，弹性模量为27.0 ~ 104.2 GPa。在实验结果的基础上，从多尺度的角度深入探讨了材料的微观组织-微观力学性能关系和内在损伤机制。

此项研究得到国家自然科学基金和深圳市科创局资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2024.105735

图1.高温下粉煤灰-矿渣碱激发材料的微观结构-微观力学性能关系示意图