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水和离子会通过水泥基材料的孔隙进入基体内部,导致一系列有害反应的发生.分子动力学方法(Molecular Dynamics,MD)可以模拟水分和托贝莫来石界面的相互作用,研究水泥基材料内部水分的运动特性.通过计算均方位移函数(Mean Squared Displacement,MSD)发现,托贝莫来石层间水分子的运动速率远小于溶液水分子的.此外,通过径向分布函数(Radial Distribution Function,RDF)和氢键数量计算发现水分子会和托贝莫来石表面形成大量氢键,使水化硅酸钙凝胶层间的水分子排列十分有序. 相似文献
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水含量会影响硅酸盐材料的机械性能.本文采用分子动力学方法(Molecular Dynamics,MD),研究了0% 、50% 、100% 三种水含量下氧化石墨烯/托贝莫来石(GO/C-S-H)界面的机械性能.研究发现界面连接主要由Caw-Os(C-S-H硅链中的氧原子)、Caw-Ocoo(氧化石墨烯表面去质子化的羧基)、Caw-Ooh(氧化石墨烯表面的羧基)、Caw-Ooo(氧化石墨烯表面的环氧基)以及界面氢键组成,其中Caw-Os和Caw-Ocoo在受到水分子影响时比较稳定,而Caw-Ooh、Caw-Ooo在受到水分子影响时化学稳定性会下降.不同水含量模型的单轴拉伸结果表明,界面机械性能会随着水含量的增加而降低,界面应力最大值从1.1 MPa下降到0.7 MPa. 相似文献
3.
聚合物作为有机添加剂可显著提高水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的综合性能,在混凝土材料领域具有巨大应用潜力.基于分子动力学模拟探究了聚乙烯醇(PVA)掺杂对离子在C-S--H界面吸附行为的影响.模拟结果表明:PVA掺杂能够降低钠离子和氯离子在C-S-H表面的吸附量.静态结构分析结果显示钠离子和氯离子在C-S-H界面吸附主要依靠形成Ob-Na-Cl或Ob-Ca-Cl-Na连接,PVA的存在将降低上述化学键连接的数目并将导致形成新的Ob-Ca-Opoly-Na-Cl连接.动态性质分析结果显示Ob-Ca-Opoly-Na-Cl的连接稳定要远远低于Ob-Ca-Cl-Na连接. 相似文献
4.
混凝土的宏观力学行为取决于材料组成及其性质。本文基于键基近场动力学理论建立了多相非均质性的混凝土细观尺度数值模型,研究了单轴拉伸作用下混凝土的宏观力学性能和断裂过程。通过改变粗骨料含量、砂浆强度、粗骨料强度以及界面过渡区强度对模型合理性进行了验证。结果表明:软化段之前的应力-应变曲线能够被很好重现,能准确描述混凝土在单轴拉伸作用下的力学性能和断裂过程;调整数值模型中各相材料的力学参数能够合理模拟出不同类型的混凝土在单轴拉伸作用下的断裂过程。 相似文献
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基于颗粒紧密堆积理论,使用超高性能混凝土(UHPC)和广泛易得的低强度轻骨料(筒压强度0.3 MPa)膨胀珍珠岩(EP),制备了干表观密度为1800 kg/m3、强度为121.9 MPa的超高性能轻骨料混凝土(UH-PLWAC)和干表观密度为1989 kg/m3、强度为140.9 MPa的超高性能次轻骨料混凝土(UHP... 相似文献
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用溶胶合成法将氧化石墨烯(GO)与异丁基硅烷单体合成出一种新型的渗透型复合乳液。通过混凝土毛细吸水实验和混凝土的毛细吸盐实验,对比研究了GO/异丁基硅烷复合乳液、异丁基硅烷乳液和GO分散液对混凝土渗透性能的影响。结果表明:在防水方面,GO/异丁基硅烷复合乳液效果最好,毛细吸水系数比空白试样降低92.5%(W/C=0.4)和93%(W/C=0.6)。接触角测试结果表明:未经防护处理的混凝土表面水接触角为65.65°,属于亲水性表面;而经GO/异丁基硅烷复合乳液处理后,混凝土表面的水接触角为121.53°,属于憎水性表面,憎水性极大增强。在抗氯离子侵蚀方面,效果最好的也是GO/异丁基硅烷复合乳液,毛细吸盐28 d后,混凝土表层2 cm处的氯离子含量比空白试样降低了80.9%(W/C=0.4)和54.3%(W/C=0.6)。 相似文献
8.
碳酸钙的形成会一定程度上改变混凝土的内部结构,进而影响混凝土的宏观性能,然而碳酸钙在混凝土内部成核生长机理尚未明确。为了探究碳酸钙在混凝土内部的形成过程和成核机制,本工作采用分子动力学模拟方法,研究了碳酸钙在不同受限空间中的形成过程和成核机理。结果表明:碳酸钙的成核生长主要依靠离子之间结合形成离子键;不同基体对碳酸钙团簇的吸附效果不同,这是因为碳酸钙与基体界面主要是钙氧离子键相连接,而水化硅酸钙基体界面处具有更多游离钙离子和羟基,能够为碳酸钙的形成提供更多的成核位点;同时,不同的受限空间孔径的大小对碳酸钙的形成速度也有较大影响。通过分析碳酸钙成核过程发现,碳酸钙团簇的形成不遵循经典成核理论,而是与预成核机制相符。本研究有助于进一步理解碳酸钙在混凝土中的形成过程,为混凝土中碳酸钙成核过程提供理论指导。 相似文献
9.
水泥-辅助胶凝材料(SCM)/氧化石墨烯(GO)兼顾轻量化碳足迹以及延性增强等优点。SCM水化时释放的铝相在水化硅铝酸钙(C-A-S-H)/GO中以各种形式存在。基于反应分子动力学探究了桥接相邻硅链的铝相[Al(Qb2)]与层间铝(Alinter)对于C-A-S-H/GO力学性能的影响差异。结果发现虽然Alinter含量少于Al(Qb2),但在体系断裂过程中能够重分配应力,激活多层间分担荷载,触发“复苏-强化”机制进而成倍提升力学性能。通过解析Al对于界面键合网络的重组机制以及断裂过程中化学键演化,最终解释其机理。基于本研究结果,在水泥-SCM/GO制备中如何定向调控铝相所处的化学环境将成为突破延性瓶颈的关键。 相似文献
10.
水分子和离子在纳米孔道中的传输是混凝土材料的耐久性的重要影响因素.利用分子动力学方法可以模拟水分子和离子在非饱和及饱和状态下的毛细传输过程,进而探究纳米孔道中水分和离子的传输规律以及与C-S-H界面之间的相互作用特性.非饱和状态下,水分子和离子的传输主要受到毛细作用的驱使,以半月板形界面沿3.4 nm的水化硅酸钙孔道向上侵入;饱和状态下的水分子的传输主要是上下部水分子互相扩散而形成的交互传输过程,使得水分子沿孔道的扩散速度减慢.且饱和状态下,孔道界面处水化层更为紧密稳定,易形成离子簇,直接阻碍了后续水分子和离子的进入.因此,非饱和状态下水分子携带离子在纳米孔道中的传输速度远快于饱和状态. 相似文献