类珍珠层C-S-H复合材料

吸能超珍珠层20倍

通过仿珍珠层结构设计，实现了远超天然珍珠层和超高韧性胶凝材料的能量吸收能力

Liu, Xin · 冯攀 · Ruiz-Agudo, Cristina · Huiwen, Sun · Yu, Xiaohan · Avaro, Jonathan Thomas · Huang, Jiale · 侯东帅 · 冉千平 · 洪锦祥 · 刘加平 · 缪昌文 · Cölfen, Helmut

Advanced Functional Materials 2023

具体参数

能量吸收

{'zh': '16.2±2.6', 'en': '16.2±2.6'} MJm−3

相对超高韧性胶凝材料提升倍数

{'zh': '20–60', 'en': '20–60'}

技术优势

吸能远超现有材料

能量吸收达到16.2±2.6 MJ m⁻³，是超高韧性胶凝材料的20–60倍，甚至高于天然珍珠层和其他类珍珠层复合材料。

有序结构可设计

通过三元构筑单元实现高度有序的层状结构：蒙脱土作为模板诱导C-S-H成核生长形成“砖”，聚乙烯醇作为“砂浆”将各单元粘结在一起。

仿珍珠层增韧策略

仿照珍珠层微观结构，采用分级增韧策略，有效提升C-S-H复合材料在受拉时的能量耗散能力。

应用场景

• 高韧性混凝土：掺入后大幅提升混凝土拉伸韧性，减少开裂。
• 抗冲击结构：高能量吸收可耗散冲击能量，保护结构。
• 仿生复合材料：仿珍珠层设计提供增韧新路径。
• 防护材料：可制备高吸能防护材料，抵御动态荷载。