| 氯离子与硫酸根离子在水化硅酸钙表面竞争吸附的分子动力学研究 |
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| 引用本文： | 郭丽萍,费香鹏,曹园章,薛晓丽,丁聪. 氯离子与硫酸根离子在水化硅酸钙表面竞争吸附的分子动力学研究[J]. 材料导报, 2021, 35(8): 34-41. DOI: 10.11896/cldb.20030217 |
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| 作者姓名： | 郭丽萍 费香鹏 曹园章 薛晓丽 丁聪 |
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| 作者单位： | 东南大学材料科学与工程学院,南京211189;江苏省土木工程材料重点实验室,江苏省先进土木工程材料协同创新中心,南京211189;东南大学材料科学与工程学院,南京211189 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划;国家自然科学基金 |
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| 摘 要： | 水化硅酸钙凝胶(C-S-H)是水泥基材料中主要起粘结作用的胶体,也是发生氯离子和硫酸根离子物理吸附的主要原因.由于实验方法无法直观表现C-S-H物理吸附的过程以及吸附量随时间的变化规律,本研究采用分子动力学模型模拟C-S-H物理吸附氯离子及硫酸根离子的过程,探究吸附过程中氯离子和硫酸根离子之间的交互作用关系.模拟利用配位数并结合等温吸附法计算了3.5％NaCl溶液及3.5％NaCl+3.5％Na2SO4复合溶液中Cl-和SO42-的吸附量.研究发现:物理吸附作用包括离子间的近程库伦(Coulomb)作用以及长程范德华(VDW)作用,SO42-抑制了C-S-H对Cl-的吸附,减弱了C-S-H对Cl-的长程VDW作用,但并没有减少位点对Cl-的吸附量,只是延缓了吸附发生的时间;SiO-Ca+是Cl-及SO42-的主要吸附位点,SiOH可以吸附少量Cl-,但对SO42-无明显吸附作用,且SiOCa+与SiOH位点存在竞争关系.两种溶液中C-S-H凝胶对Cl-的吸附量相差不大,约为0.06 mmol/g,对SO42-的吸附量约为0.02 mmol/g.由分子动力学计算得出的C-S-H的离子吸附量,与通过测试实验合成的C-S-H及水泥浆体中的C-S-H的离子吸附量相符,由此可以证明分子动力学模拟可准确、可靠地表征侵蚀离子在水泥基材料内的复杂交互作用.
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| 关 键 词： | C-S-H吸附 动力学模型 氯离子 硫酸根离子 物理吸附 |
Molecular Kinetics of Competitive Adsorption of Chloride and Sulphate Ions on C-S-H Surface |
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| GUO Liping,FEI Xiangpeng,CAO Yuanzhang,XUE Xiaoli,DING Cong. Molecular Kinetics of Competitive Adsorption of Chloride and Sulphate Ions on C-S-H Surface[J]. Materials Review, 2021, 35(8): 34-41. DOI: 10.11896/cldb.20030217 |
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| Authors: | GUO Liping FEI Xiangpeng CAO Yuanzhang XUE Xiaoli DING Cong |
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