研究团队以 P・I 52.5 硅酸盐水泥、偏高岭土（MK）、石灰石粉（LSP）、贻贝壳粉（MSP）为原材料，固定水胶比 0.4，制备了普通硅酸盐水泥（PC）、传统 LC³ 体系（55%水泥 + 15%石灰石粉 + 30%偏高岭土）、创新 m-LC³ 体系（55%水泥+ 15%贻贝壳粉+30%偏高岭土）三组试样。标准养护 28 天后，将试样置于 200℃、400℃、600℃、800℃、1000℃高温环境下处理，通过宏观力学测试、多尺度物相与微观结构表征，系统分析体系的高温劣化规律与性能增强机制。
1. 宏观力学性能与物理特性演化
所有体系在 200℃下均出现强度小幅提升，源于内部蒸压效应促进二次水化；400℃时 PC 强度损失超 15%，而 LC³ 与 m-LC³ 体系强度损失均低于 5%，展现出优异的中温稳定性。600℃是性能分化的关键节点：PC 发生强度崩塌，损失率近 70%；而 m-LC³ 体系仍保留 80% 以上的初始强度，显著优于传统 LC³ 体系。800℃时 PC 结构近乎完全失效，m-LC³ 体系残余强度约为 PC 的 4 倍；1000℃极端高温下，m-LC³ 体系仍展现出比 LC³ 更优的强度保持率，耐高温优势贯穿全温度段。体积与质量变化分析表明，400-600℃区间内，m-LC³ 体系的收缩率显著低于 PC 与传统 LC³，文石 - 方解石相变带来的体积膨胀有效抵消了基体热收缩，延缓了微裂纹的萌生与扩展。
2. 物相演化与化学结构变化
常温下，m-LC³ 体系的特征物相为贻贝壳粉带来的文石，而传统 LC³ 体系为方解石，二者均通过火山灰反应大幅降低了体系中氢氧化钙含量，为耐高温性能奠定了基础。400-600℃区间，m-LC³ 体系中的文石逐步完成向方解石的晶型转变，该过程吸收大量热能，同时伴随轻微体积膨胀，实现了热应力耗散与体积收缩补偿的双重作用；而传统 LC³ 体系中的方解石在此温度区间保持稳定，无额外的热防护效应。600℃以上，碳酸钙分解成为体系劣化的主导因素，m-LC³ 体系中由文石转化而来的方解石展现出更迟的分解动力学，大幅延缓了基体结构坍塌；800-1000℃，m-LC³ 与 LC³ 体系均生成了钙铝黄长石、钙铝石等高温稳定晶相，有效桥接微裂纹、稳定基体结构，而 PC 体系仅生成少量硅酸二钙，结构近乎完全解体。
3. 孔结构与微观形貌演化
常温下，m-LC³ 与 LC³ 体系凭借偏高岭土的火山灰效应，形成了比 PC 更细化的孔结构；200-400℃，体系内部蒸压效应进一步优化孔结构，凝胶孔占比提升，宏观强度保持稳定。400-600℃，PC 体系孔隙快速粗化，大孔占比显著提升，600℃时已出现明显的孔隙贯通与结构疏松；而 m-LC³ 体系凭借文石相变的体积补偿效应，有效抑制了大孔的形成，30nm 以下的细孔结构得到良好保留，孔隙粗化阈值从 PC 的 400℃延迟至 800℃。800-1000℃，PC 体系完全崩解为多孔颗粒状结构，传统 LC³ 体系出现大量贯通裂缝，而 m-LC³ 体系仍保留了更多完整的基体区域，高温下生成的稳定晶相进一步缓解了结构劣化，展现出优异的微观结构稳定性。
4. 纳观力学性能演变
纳米压痕测试表明，常温下 m-LC³ 体系凭借更致密的水化结构，展现出比 PC 和 LC³ 更优的硬度与弹性模量。400℃以下，所有体系的纳观力学性能均保持稳定，m-LC³ 体系中高密度 C-S-H 凝胶占比更高，为体系提供了稳定的力学基底；400-600℃，PC 体系的弹性模量与硬度大幅下降，而 m-LC³ 体系凭借文石相变的热缓冲效应，纳观力学性能衰减显著放缓。800-1000℃，PC 体系的纳观力学性能近乎完全丧失，传统 LC³ 体系出现大范围低模量区域，而 m-LC³ 体系仍保留了大量 20-40GPa 的中模量区域，局部高模量簇由新生成的钙铝黄长石等高温晶相构成，为体系提供了关键的残余力学支撑。
5. 耐高温失效机制与协同增强效应
研究明确了 m-LC³ 体系的分阶段耐高温机制：
400℃以下：偏高岭土的火山灰效应主导，通过消耗氢氧化钙、细化孔结构、稳定水化产物，构建了体系的基础耐高温性能；
400-600℃：文石-方解石相变主导，通过吸收热能、补偿体积收缩，抑制微裂纹萌生与扩展，实现了对传统 LC³ 体系的性能跃升；
600℃以上：延迟的碳酸钙分解与高温稳定晶相生成协同作用，延缓基体结构坍塌，在极端高温下仍保留了体系的结构完整性与力学性能。
（图名都统一放在图片下方）
