Elevated temperatures pose a serious potential risk to the mechanical and durability properties of cement-based composites, resulting in irreversible degradation, and eventual structural collapse. Various methods have been utilized to prevent deterioration and improve the thermal stability of cement-based composites when exposed to elevated temperatures. Furthermore, nano-reinforcement have more evident advantages than conventional materials, which fail to stop crack initiation at a smaller scale. This study summarizes the behaviors and changes of concrete at three phase of temperature, as well as a new and coherent spalling mechanisms. The predicted spalling temperature for each type of spalling is closely related to the changes of physic-chemical performance in concrete. The incorporation of various fibers and supplementary cementing materials effectively reduce the risk of the first two type of spalling. For thermo-chemical spalling, incorporating nanomaterials shows excellent potential in thermal stability of calcium silicate hydrate owing to their distinctive large surface area, flexibility in structure and size, reactivity, and easy functionalization. Moreover, molecular dynamic simulations are applied to further investigate the interaction between structure and mechanical properties of nano-reinforced composites. Limitations and developments are also discussed as topics for future research. The current work done could be used as the basis of the further research and the guidance of sustainable design.

升高的温度对水泥基复合材料的机械和耐久性能构成严重的潜在风险，导致不可逆的降解，并最终导致结构倒塌。已经使用各种方法来防止水泥基复合材料在暴露于高温时劣化并提高其热稳定性。此外，纳米增强材料比传统材料具有更明显的优势，传统材料无法在更小的尺度上阻止裂纹的萌生。本研究总结了混凝土在三个温度阶段的行为和变化，以及一种新的连贯的剥落机制。每种类型剥落的预测剥落温度与混凝土物理化学性能的变化密切相关。各种纤维和辅助胶结材料的结合有效地降低了前两种剥落的风险。对于热化学剥落，由于纳米材料独特的大表面积、结构和尺寸的灵活性、反应性和易于功能化，因此掺入纳米材料在硅酸钙水合物的热稳定性方面显示出极好的潜力。此外，应用分子动力学模拟进一步研究纳米增强复合材料的结构和力学性能之间的相互作用。限制和发展也作为未来研究的主题进行了讨论。目前所做的工作可以作为进一步研究的基础和可持续设计的指导。由于纳米材料独特的大表面积、结构和尺寸的灵活性、反应性和易于功能化，因此结合纳米材料在硅酸钙水合物的热稳定性方面显示出极好的潜力。此外，应用分子动力学模拟进一步研究纳米增强复合材料的结构和力学性能之间的相互作用。限制和发展也作为未来研究的主题进行了讨论。目前所做的工作可以作为进一步研究的基础和可持续设计的指导。由于纳米材料独特的大表面积、结构和尺寸的灵活性、反应性和易于功能化，因此结合纳米材料在硅酸钙水合物的热稳定性方面显示出极好的潜力。此外，应用分子动力学模拟进一步研究纳米增强复合材料的结构和力学性能之间的相互作用。限制和发展也作为未来研究的主题进行了讨论。目前所做的工作可以作为进一步研究的基础和可持续设计的指导。应用分子动力学模拟进一步研究纳米增强复合材料的结构和力学性能之间的相互作用。限制和发展也作为未来研究的主题进行了讨论。目前所做的工作可以作为进一步研究的基础和可持续设计的指导。应用分子动力学模拟进一步研究纳米增强复合材料的结构和力学性能之间的相互作用。限制和发展也作为未来研究的主题进行了讨论。目前所做的工作可以作为进一步研究的基础和可持续设计的指导。