無機聚合物混凝土高溫性能研究綜述

任俊儒,陳輝國,杜　江

(后勤工程學(xué)院 軍事土木工程系，重慶　401311)

?

無機聚合物混凝土高溫性能研究綜述

任俊儒,陳輝國,杜江

(后勤工程學(xué)院 軍事土木工程系，重慶401311)

摘要：分別從無機聚合物膠凝體高溫性能，無機物聚合物混凝土高溫劣化機理，高溫靜、動力學(xué)特征，耐火混凝土5個方面綜述了目前國內(nèi)外關(guān)于無機聚合物混凝土高溫性能的研究進展，指出并探索無機聚合物混凝土高溫性能需要進一步深入研究的問題和今后的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：無機聚合物；混凝土；高溫性能；力學(xué)性能

Citation format:REN Jun-ru，CHEN Hui-guo，DU Jiang.Review on Effects of Elevated Temperature on Inorganic Polymer Concrete (IPC) [J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(3):138-142.

無機聚合物混凝土作為一種新型快硬早強混凝土，其膠凝材料是以高爐礦渣、粉煤灰或煅燒黏土等為基礎(chǔ)材料，通過堿激發(fā)作用合成的一種硅鋁質(zhì)膠凝材料。由于堿激發(fā)反應(yīng)可以從上述基礎(chǔ)材料中分解出Si、Al，使其重新聚合成具有-Si-O-Al-O-Si-或-Si-O-Si-的三維網(wǎng)狀聚合物材料，因此無機聚合物膠凝體與含CSH、CH、AFm等無機小分子的普通水泥膠凝體有著本質(zhì)區(qū)別。相比于氯鎂水泥、高鋁水泥、磷酸鹽水泥等混凝土材料，無機聚合物混凝土在快硬、早強、節(jié)能環(huán)保、耐腐蝕、耐儲備等方面表現(xiàn)更為優(yōu)異，并在建筑工程、固核、固廢及搶修搶建等領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景[1-3]，是目前國內(nèi)外科學(xué)界乃至工程界的研究熱點。

在高溫性能方面，由于無機聚合物膠凝體的特殊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使其具有類似陶瓷的特性，無機聚合物混凝土通常被認為比常規(guī)混凝土材料具有更好的耐火性能。現(xiàn)有的研究[2]表明，因其結(jié)構(gòu)成特殊，無機聚合物混凝土不僅具有比普通混凝土更優(yōu)良的工程性能，而且其高溫性能劣化機理也與普通混凝土有本質(zhì)區(qū)別。目前，對無機聚合物混凝土高溫作用下強度損傷、微觀變化的研究較多，但相對于普通混凝土而言，其在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)和高溫耦合作用下的力學(xué)特性等方面的研究仍較少。本文主要通過對無機聚合物混凝土高溫性能劣化機理、高溫靜動力學(xué)性能、耐火應(yīng)用的研究現(xiàn)狀進行綜述，指出目前該領(lǐng)域亟需解決的問題，以期為無機聚合物混凝土更進一步的深入研究提供參考。

1無機聚合物膠凝體高溫性能研究

研究表明，無機聚合物混凝土高溫力學(xué)性能受膠凝體高溫性能影響較大[4]。因此，為切實弄清無機聚合物混凝土的高溫性能，多數(shù)研究者對其不同配方體系膠凝體的高溫性能進行了研究，并取得了不少有價值的研究成果。

Kong等[4,10]進行了粉煤灰膠凝體高溫性能試驗研究，研究認為高溫時的聚合反應(yīng)對膠凝體強度有利，粉煤灰和激發(fā)劑之比是影響強度和耐高溫性能的最主要因素；其對不同尺寸粉煤灰膠凝體的高溫試驗研究表明，試件尺寸也是影響膠凝體高溫性能的主要因素。Wang等[5]同樣對粉煤灰膠凝體進行高溫試驗，試驗采用不同固液比，不同激發(fā)劑摻量的配合比，認為低固液比使膠凝體高溫時強度更高，而激發(fā)劑摻量越多高溫性能越好。Pan等[6]分析了影響粉煤灰膠凝體高溫性能的可能因素，包括激發(fā)劑陽離子種類、硅酸鹽濃度、粉煤灰成分、荷載對材料軟化溫度和高溫強度的影響，認為高溫強度增長與堿激發(fā)反應(yīng)放熱有關(guān)。

Duxson等[7]通過試驗研究了偏高嶺土膠凝體高溫收縮和強度損失的原因，提出了材料的四類物理演變，認為Si:Al比值對膠凝體的溫度收縮變形有重要影響。Kupwade等[8]通過試驗并采用密度方程理論、分子力學(xué)和分子動力學(xué)理論模擬研究不同Si∶Al比值的膠凝體高溫性能，認為Si∶Al=2∶1 時膠凝體表現(xiàn)出最佳高溫性能。

Kong等[9]通過對比研究粉煤灰和偏高嶺土膠凝體的高溫性能，認為膠凝體內(nèi)大量均勻孔隙能在高溫時釋放水汽，從而減小損傷。Kamseu等[11]采用試驗和理論模型評估膠凝體的有效導(dǎo)熱性，發(fā)現(xiàn)基體的化學(xué)組成會影響材料的微觀結(jié)構(gòu)，影響熱量傳遞規(guī)律，認為若能控制孔隙均勻則可有效增強材料絕熱性能。

Pan等[12]對粉煤灰膠凝體在高溫時和高溫后的應(yīng)力應(yīng)變曲線進行研究，發(fā)現(xiàn)膠凝體表現(xiàn)出脆性特征，在高溫時會發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，而且材料強度在高溫時不斷提高，體積卻先縮小后膨脹，冷卻后材料強度退化嚴重，由此認為材料對熱沖擊非常敏感。Abdulkareem等[13]對粉煤灰膠凝體高溫性能進行試驗研究，認為脫水和脫羥基作用是高溫作用早期材料強度損傷的原因，而更高溫度時未反應(yīng)硅酸鹽的燒結(jié)稠化過程導(dǎo)致了材料結(jié)構(gòu)破壞。鄭娟榮等[14]對偏高嶺土膠凝體在高溫作用后的物相變化進行研究，分析了材料的高溫脫水過程和微觀狀態(tài)，認為在20～800℃之間，無機聚合物膠凝體都保持無定形狀態(tài)，到1 000℃時三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)解聚形成新的氧化物，導(dǎo)致強度降低。

從上述的研究可以看出，雖然影響膠凝體高溫性能的因素眾多，但強度退化主要取決于材料內(nèi)部高溫化學(xué)變化和孔隙壓力。另外，雖然上述研究的無機聚合物膠凝體基礎(chǔ)材料不盡相同，但基本表現(xiàn)出一致的高溫性能趨勢。

2無機聚合物混凝土高溫劣化機理

普通混凝土在高溫下發(fā)生性能劣化，主要原因是其中水化的硅酸鹽水泥所含有的大量氫氧化鈣在400℃～500℃時發(fā)生水解，生成氧化鈣造成初始強度損失，然后氧化鈣冷卻后吸水生成氫氧化鈣體積膨脹，導(dǎo)致混凝土破壞。與普通混凝土不同，無機聚合物混凝土因為不存在游離氫氧化鈣，而且其膠凝體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也不同于普通水泥膠凝體。因此，無機聚合物混凝土高溫破壞機理與普通混凝土截然不同?，F(xiàn)有的研究表明，其高溫性能主要取決于內(nèi)部各組分的物理化學(xué)變化。

Pan等[15-16]對無機聚合物混凝土和普通混凝土進行一系列高溫試驗研究認為，無機聚合物混凝土高溫強度的損失不僅是因為孔隙壓力和內(nèi)部化學(xué)變化，還與高溫時的溫度變形不協(xié)調(diào)有關(guān)，具體原因在于材料內(nèi)部溫度分布不均勻以及材料各組分溫度變形系數(shù)不匹配。研究表明，在高溫環(huán)境下，雖然骨料隨溫度升高體積變化不大，但膠凝體的變形卻經(jīng)歷較大的收縮，這將導(dǎo)致無機聚合物混凝土內(nèi)部的不均勻溫度變形。而且由于無機聚合物混凝土毛細孔隙率低，在高溫環(huán)境中也可能發(fā)生爆裂性剝蝕，主要原因是由孔隙壓力導(dǎo)致的材料內(nèi)部的物理變化，研究認為選擇大粒徑骨料或者摻入有機纖維，可以有效減輕或消除因上述原因引起的爆裂剝蝕問題。

王志坤等[17]通過研究礦粉粉煤灰基無機聚合物混凝土在溫度和應(yīng)變率耦合作用下的抗壓強度得出結(jié)論：當(dāng)溫度在200℃以下時，由于無機聚合物混凝土含有自由水，高溫促使膠凝體中未反應(yīng)的鋁硅酸鹽物質(zhì)溶解絡(luò)合和濃縮聚合，使膠凝體結(jié)構(gòu)更加密實，其高溫下的抗壓強度較常溫有所提高；當(dāng)溫度在200℃以上時，由于自由水蒸發(fā)，縮聚反應(yīng)停止，加之水蒸汽也會導(dǎo)致試件脹裂產(chǎn)生微小缺陷，無機聚合物混凝土強度與常溫時接近；在200～600℃時，無機聚合物膠凝體由于網(wǎng)格形式特殊，仍能不被高溫破壞；800℃時，骨料開始分解，導(dǎo)致無機聚合物混凝土強度急劇下降。

上述研究表明無機聚合物混凝土高溫損傷的主要原因是孔隙壓力、膠凝體化學(xué)變化、溫度變形不協(xié)調(diào)。高溫條件下，自由水受熱蒸發(fā)產(chǎn)生較大的蒸汽壓，在膠凝體和過渡區(qū)產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致材料的最初損傷；溫度較低時，由于水化的加速和干燥使無機聚合物混凝土進一步強化；溫度不斷升高后，骨料和膠凝體表現(xiàn)出不協(xié)調(diào)的溫度變形，導(dǎo)致強度嚴重損失；最終膠凝體在高溫條件下解聚形成新的氧化物，骨料也開始膨脹破碎導(dǎo)致無機聚合物混凝土徹底破壞。

3無機聚合物混凝土高溫靜力學(xué)性能

混凝土在高溫時和高溫后的抗壓強度和變形能力是結(jié)構(gòu)火災(zāi)評估的關(guān)鍵指標(biāo)，更是衡量其工程應(yīng)用價值的重要參考。目前，國內(nèi)外學(xué)者對無機聚合物混凝土的靜力學(xué)性能進行了大量研究，如高溫抗壓強度影響因素、高溫變形規(guī)律等。

Junaid等[18]對粉煤灰基無機聚合物混凝土進行了不同恒溫時間高溫試驗研究，分析了材料強度和微觀結(jié)構(gòu)在持續(xù)高溫下的變化，結(jié)果表明，隨著恒溫時間延長，高溫強度逐漸穩(wěn)定，認為恒溫時間對材料強度有很大影響，適當(dāng)?shù)母邷啬艽龠M聚合反應(yīng)強化材料又不會破壞膠凝體結(jié)構(gòu)造成損傷。

Kong等[4,19]通過對粉煤灰基無機聚合物混凝土進行的一系列高溫靜力試驗研究，發(fā)現(xiàn)無機聚合物混凝土殘余強度較等溫處理的膠凝體大幅下降，膨脹測試表明骨料高溫膨脹時膠凝體發(fā)生收縮，由此得出結(jié)論認為骨料和膠凝體溫度變形不協(xié)調(diào)是造成無機聚合物混凝土強度降低的原因；通過進一步研究試件尺寸、骨料類型、骨料大小、增塑劑對粉煤灰基無機聚合物混凝土高溫后殘余強度的影響，表明試件尺寸和骨料大小也是影響材料高溫性能的主要因素。王晴等[20]對礦渣偏高嶺土基無機聚合物混凝土進行試驗研究，通過調(diào)整激發(fā)劑、偏高嶺土和堿的摻量，對比分析了各組分對無機聚合物混凝土高溫殘余強度的影響，研究認為激發(fā)劑中水玻璃和堿的摻量對無機聚合物混凝土殘余強度沒有明顯影響，而偏高嶺土摻量影響最大，當(dāng)摻量占固相20%時，無機聚合物混凝土殘余強度最高。

許金余等[21,22]研究了礦渣粉煤灰基無機聚合物混凝土在不同溫度、不同冷卻方式下的質(zhì)量損失、力學(xué)、聲學(xué)特性變化規(guī)律，結(jié)果表明高溫會導(dǎo)致無機聚合物混凝土質(zhì)量損失、抗壓強度降低、峰值應(yīng)變增大、縱波波速減小以及頻譜高頻成分衰減，同時冷卻方式對無機聚合物混凝土的損傷演化也有顯著影響，澆水冷卻會對試件造成更大損傷。任韋波等[23]還將小波包技術(shù)應(yīng)用到高溫后混凝土損傷檢測，表明小波分析方法可以清晰地反映出不同工況下無機聚合物混凝土的聲譜變化規(guī)律。

Jumppaenen等[24]對無機物聚合物混凝土的高溫變形行為與兩種硅酸鹽水泥混凝土進行對比研究，結(jié)果表明750℃時無機聚合物混凝土表現(xiàn)出比普通混凝土更大的收縮；800℃時，無機聚合物膠凝體表現(xiàn)出與普通水泥膠凝體類似的膨脹行為，認為無機聚合物混凝土熱膨脹主要取決于骨料。Junaid等[25]對粉煤灰基無機聚合物混凝土的高溫變形行為進行試驗研究，試驗包括恒載升溫、恒溫加載、無載升溫三種不同工況，研究發(fā)現(xiàn)高溫環(huán)境中無機聚合物混凝土不僅會發(fā)生與普通混凝土類似等溫徐變和瞬態(tài)熱徐變，體積還會經(jīng)歷膨脹和縮小過程。Pan等[15]對比研究了高溫下無機聚合物膠凝體和普通水泥膠凝體的強度和瞬態(tài)徐變，研究結(jié)果表明，膠凝體的瞬態(tài)熱徐變有利于無機聚合物混凝土容納各組分溫度變形不協(xié)調(diào)引起的不均勻變形，有利于整體高溫性能。

從上述研究成果可以看出，國內(nèi)外學(xué)者通過試驗研究得出影響無機聚合物混凝土高溫下和高溫后靜力強度的眾多因素。作為多相復(fù)合材料，無機聚合物混凝土高溫靜力學(xué)強度主要取決于膠凝體強度和骨料類型，此外養(yǎng)護、冷卻方法等外在條件也有一定影響。眾多的研究成果雖然能為工程應(yīng)用提供參考，但卻在無機聚合物混凝土高溫靜力學(xué)本構(gòu)關(guān)系、熱物理性能等重要領(lǐng)域仍鮮有進展。

4無機聚合物混凝土高溫動力學(xué)性能

無機聚合物混凝土具有快硬早強、耐儲備等優(yōu)良特性使其在軍事工程、航空航天領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，因此針對爆炸、戰(zhàn)爭帶來的動態(tài)荷載-高溫耦合作用，深入研究無機聚合物混凝土的高溫動力學(xué)特性也十分必要。

目前國內(nèi)僅有空軍工程大學(xué)對無機聚合物混凝土高溫動力性能進行了系列研究，如王志坤等[17]通過高溫下SHPB試驗對高溫-沖擊耦合作用下礦渣粉煤灰基無機聚合物混凝土動態(tài)抗壓強度進行了研究，在60～130/s應(yīng)變率范圍內(nèi)無機聚合物混凝土呈現(xiàn)留芯破壞-碎裂破壞-粉碎破壞的變化規(guī)律，且破壞程度弱于常溫；在200℃時其動態(tài)抗壓強度有所增長，后隨著溫度升高而下降；當(dāng)應(yīng)變率在30～130/s，高溫時無機聚合物混凝土的動態(tài)強度增長因子與應(yīng)變率呈對數(shù)關(guān)系，溫度越高應(yīng)變率強化效應(yīng)越明顯。高志剛等[26]研究發(fā)現(xiàn)動力荷載下無機聚合物混凝土的吸能能力與其強度和變形能力有關(guān)，且與應(yīng)變率和沖擊壓縮強度呈線性關(guān)系。由于高溫條件下無機聚合物混凝土內(nèi)部的物理化學(xué)變化，200℃，600℃時試件吸能特性較常溫分別可提高30%和56%，而400℃，800℃時吸能能力較常溫時有所下降。許金余等[27]對比研究了玄武巖纖維和碳纖維對無機聚合物混凝土動力性能的改進效果，認為碳纖維的摻量為0.2%時效果最好。

上述研究對無機聚合物混凝土的高溫動力性能進行了初步探索，得到材料動態(tài)破壞規(guī)律、影響因素、改性方法等成果，其研究為無機聚合物混凝土在特種領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，但研究還處于起步階段，還可以在無機聚合物混凝土高溫抗侵徹性能、高溫動力本構(gòu)關(guān)系等方面深入研究。

5無機聚合物耐火混凝土

無機聚合物膠凝體因其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有常用耐火材料優(yōu)點，已被用于研制鋼結(jié)構(gòu)，隧道襯砌等結(jié)構(gòu)的耐火涂層[28,29]。現(xiàn)有的研究在膠凝體中加入各種輕集料，以期配制出適用于火箭導(dǎo)流槽、窯爐襯砌層的新型耐火混凝土，為無機聚合物混凝土材料的應(yīng)用開啟了新思路。

Abdulkareem等[13]在粉煤灰膠凝體中加入膨脹粘土制成了輕集料耐火混凝土，高溫試驗研究發(fā)現(xiàn)由于集料均勻多孔的特點，耐火混凝土在高溫時傳熱更慢，高溫后殘余強度損失較小。丁慶軍等[30]以陶砂為集料制成偏高嶺土基無機聚合物耐火混凝土，測試并分析了其28d強度、950℃高溫后強度損失率和界面結(jié)構(gòu)變化，認為通過調(diào)節(jié)陶砂摻量可以使這種新型混凝土具有良好的力學(xué)性能和耐高溫性能。胡曙光等[31]研究了陶砂的粒徑和相對無機聚合物質(zhì)量比對無機聚合物混凝土的力學(xué)性能和耐火性能的影響，研究認為集料表面膠凝體厚度影響最大，提出陶粒最佳粒徑為1.18-4.75 mm，集料單位面積上膠凝體最好控制在0.3-0.5 mg/mm2。Zuda等[32]采用蛭石和電石作為耐火混凝土集料也取得理想耐火效果，蛭石能夠增加無機聚合物混凝土的孔隙率并且能通過表面的空隙使膠凝體和集料緊密結(jié)合，從而增強其高溫條件下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；電石在高溫條件下變形小，并且在1200℃時于堿環(huán)境中熔化和鋁硅酸鹽分解物繼續(xù)反應(yīng)生成類似陶瓷連接，使無機聚合物混凝土強度更為穩(wěn)定，甚至比常溫有所提高。

現(xiàn)有的研究表明耐火無機聚合物混凝土強度損失的主要原因是膠凝體脫水和各組分膨脹不協(xié)調(diào)，因此集料的選擇尤為重要，集料的微觀結(jié)構(gòu)要適應(yīng)強度和耐火要求，還要具有與膠凝體相近的溫度變形性能。

6展望

從綜述內(nèi)容可以看出，國內(nèi)外對無機聚合物混凝土高溫性能研究已取得一定成果，但是作為一種具有明顯特點的新型工程材料，相比于普通混凝土，現(xiàn)有的研究仍不足以全面闡釋無機聚合物混凝土的高溫特性，還存在許多有待解決的問題。

1) 無機聚合物混凝土膠凝材料種類很多，高溫性能受原材料影響巨大?，F(xiàn)有研究缺乏針對性、系統(tǒng)性，有必要結(jié)合應(yīng)用實際，針對某些具有明顯耐高溫優(yōu)勢無機聚合物混凝土進行系統(tǒng)研究，并編制相應(yīng)的配合比規(guī)范和統(tǒng)一試驗標(biāo)準(zhǔn)。

2) 影響無機聚合物混凝土高溫性能的因素眾多，且與普通混凝土有所不同，不僅有必要借鑒普通混凝土的研究思路，開展熱物理性能、本構(gòu)關(guān)系等方面研究，還需要側(cè)重于無機聚合物混凝土的獨特性能進行研究，比如堿激發(fā)反應(yīng)過程、膠凝體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、膠凝體高溫收縮變形等。

3) 目前無機聚合物混凝土高溫性能的研究主要集中材料力學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)，而在結(jié)構(gòu)層面無機聚合物混凝土多處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，其高溫性能必定發(fā)生較大變化，因此有必要系統(tǒng)研究無機聚合物混凝土構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的高溫性能。

4) 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載的基礎(chǔ)來自于鋼筋和混凝土的共同工作，其粘結(jié)性能的高溫劣化也是影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件高溫力學(xué)性能的重要因素，有必要系統(tǒng)研究無機聚合物混凝土高溫粘結(jié)性能退化規(guī)律和影響因素。

參考文獻：

[1]史才軍,克利文科,羅伊,等.堿-激發(fā)水泥和混凝土:Alkali-activated cements and concretes[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2008.

[2]張書政,龔克成.地聚合物[J].材料科學(xué)與工程學(xué)報,2003,21(3):430-436.

[3]DAVIDOVITS J.30 years of successes and failures in geopolymer applications.Market trends and potential breakthroughs[C]//Keynote Conference on Geopolymer Conference.[S.l.]:[s.n.],2002.

[4]KONG D L Y,SANJAYAN J G.Damage behavior of geopolymer composites exposed to elevated temperatures[J].Cement and Concrete Composites,2008,30(10):986-991.

[5]WANG W C,WANG H Y,LO M H.The engineering properties of alkali-activated slag pastes exposed to high temperatures[J].Construction & Building Materials,2014,68(15):409-415.

[6]PAN Z,SANJAYAN J G.Factors influencing softening temperature and hot-strength of geopolymers[J].Cement & Concrete Composites,2012,34(2):261-264.

[7]DUXSON P,LUKEY G C,DEVENTER J S J V.Physical evolution of Na-geopolymer derived from metakaolin up to 1000 °C[J].Journal of Materials Science,2007,42(9):3044-3054(11).

[8]KUPWADE K.Multi-scale modeling and experimental investigations of geopolymeric gels at elevated temperatures[J].Computers & Structures,2013,122(6):164-177.

[9]KONG D L Y,SANJAYAN J G,SAGOE-CRENTSIL K.Comparative performance of geopolymers made with metakaolin and fly ash after exposure to elevated temperatures[J].Cement & Concrete Research,2007,37(12):1583-1589.

[10]KONG D L Y,SANJAYAN J G.Effect of elevated temperatures on geopolymer paste,mortar and concrete[J].Cement and concrete research,2010,40(2):334-339.

[11]KAMSEU E,NAIT-ALI B,BIGNOZZI M C,et al.Bulk composition and microstructure dependence of effective thermal conductivity of porous inorganic polymer cements[J].Journal of the European Ceramic Society,2012,32(8):1593-1603.

[12]PAN,ZHU,SANJAYAN,et al.Stress-strain behaviour and abrupt loss of stiffness of geopolymer at elevated temperatures[J].Cement & Concrete Composites,2010,32(9):657-664.

[13]ABDULKAREEM O A,MUSTAFA AL BAKRI A M,KAMARUDIN H,et al.Effects of elevated temperatures on the thermal behavior and mechanical performance of fly ash geopolymer paste,mortar and lightweight concrete[J].Construction & Building Materials,2014,50(2):377-387.

[14]鄭娟榮,劉麗娜.地質(zhì)聚合物在高溫作用后物相變化的研究[J].鄭州大學(xué)學(xué)報:工學(xué)版,2008,28(3)：5-8.

[15]PAN Z,SANJAYAN J G,COLLINS F.Effect of transient creep on compressive strength of geopolymer concrete for elevated temperature exposure[J].Cement and Concrete Research,2014(56):182-189.

[16]PAN Z,SANJAYAN J G,KONG D L Y.Effect of aggregate size on spalling of geopolymer and Portland cement concretes subjected to elevated temperatures[J].Construction and Building Materials,2012(36):365-372.

[17]王志坤,許金余,范建設(shè),等.溫度、應(yīng)變率對地質(zhì)聚合物混凝土抗壓強度的影響[J].振動與沖擊,2014,33(17):197-202.

[18]JUNAID M T,KHENNANE A,KAYALI O.Investigation into the Effect of the Duration of Exposure on the Behaviour of GPC at Elevated Temperatures[C]//MATEC Web of Conferences.EDP Sciences,2014(11):01003.

[19]KONG D L Y,SANJAYAN J G,SAGOE-CRENTSIL K.Comparative performance of geopolymers made with metakaolin and fly ash after exposure to elevated temperatures[J].Cement and Concrete Research,2007,37(12):1583-1589.

[20]王晴,劉磊,吳昌鵬.高溫作用下無機礦物聚合物混凝土的力學(xué)性能研究[J].混凝土,2007(3):69-71.

[21]許金余,任韋波,劉志群,等.高溫后地質(zhì)聚合物混凝土損傷特性試驗[J].解放軍理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2013,14(3):265-270.

[22]朱靖塞,許金余,羅鑫.地質(zhì)聚合物混凝土的高溫損傷特性研究[J].混凝土,2014(8):8-10.

[23]任韋波,許金余,張澤揚,等.高溫后地質(zhì)聚合物混凝土聲譜特性的小波包分析[J].建筑材料學(xué)報,2014,17(2):284-290.

[24]JUMPPAENEN U M,DIEDRICHS U,HINRICHSMEYER K.Materials properties of Fconcrete at high temperatures[R].VTT Research Report 452,Technical Research Centre of Finland(VTT),1986,Finland.

[25]JUNAID M T,KHENNANE A,KAYALI O,et al.Aspects of the deformational behaviour of alkali activated fly ash concrete at elevated temperatures[J].Cement and Concrete Research,2014,60:24-29.

[26]高志剛,許金余,白二雷.溫度對地質(zhì)聚合物混凝土吸能特性的影響研究[J].混凝土,2013(3):10-13,17.

[27]許金余,李為民,楊進勇,等.纖維增強地質(zhì)聚合物混凝土的動態(tài)力學(xué)性能[J].土木工程學(xué)報,2010(2):127-132.

[28]SAKKAS K,NOMIKOS P,SOFIANOS A,et al.Utilisation of FeNi-Slag for the Production of Inorganic Polymeric Materials for Construction or for Passive Fire Protection[J].Waste and Biomass Valorization,2014,5(3):403-410.

[29]SAKKAS K,PANIAS D,NOMIKOS P P,et al.Potassium based geopolymer for passive fire protection of concrete tunnels linings[J].Tunnelling & Underground Space Technology,2014,43(7):148-156.

[30]丁慶軍,吳靜,呂林女,等.新型地聚合物基輕質(zhì)耐高溫混凝土的研究[J].混凝土,2007(3):1-3.

[31]HU S,WU J,YANG W,et al.Preparation and properties of geopolymer-lightweight aggregate refractory concrete[J].Journal of Central South University of Technology,2009(16):914-918.

[32]ZUDA L,DRCHALOV J,ROVNAN K P,et al.Alkali-activated aluminosilicate composite with heat-resistant lightweight aggregates exposed to high temperatures:mechanical and water transport properties[J].Cement and Concrete Composites,2010,32(2):157-163.

(責(zé)任編輯楊繼森)

Review on Effects of Elevated Temperature on Inorganic Polymer Concrete (IPC)

REN Jun-ru，CHEN Hui-guo，DU Jiang

(Department of Civil Engineering, Logistical Engineering University，Chongqing 401311, China)

Abstract:The current works about the high temperature performance of inorganic polymer concrete (IPC) from home and abroad were summarized. The review was presented mainly concerning the thermal behavior of inorganic polymer binder，the deterioration mechanism, static and dynamic mechanical behavior of IPC subjected to elevated temperature and the researches of inorganic polymer refractory concrete. It points out some problems and outlook of the present study and provides a reference for further research.

Key words:inorganic polymer; concrete; thermal behavior; mechanical performance

文章編號：1006-0707(2016)03-0138-05

中圖分類號：TU528.01

文獻標(biāo)識碼：A

doi:10.11809/scbgxb2016.03.033

作者簡介：任俊儒(1992—)，男，碩士研究生，主要從事防災(zāi)減災(zāi)工程及新型建筑材料研究。

基金項目：總后基建營房部重點項目(BY211C017)

收稿日期：2015-09-11；修回日期：2015-09-26

本文引用格式：任俊儒,陳輝國,杜江.無機聚合物混凝土高溫性能研究綜述[J].兵器裝備工程學(xué)報，2016(3):138-142.

【化學(xué)工程與材料科學(xué)】