水含量會(huì)影響硅酸鹽材料的機(jī)械性能。本文采用分子動(dòng)力學(xué)方法（Molecular Dynamics,MD）,研究了0%、50%、100%三種水含量下氧化石墨烯/托貝莫來石（GO/C-S-H）界面的機(jī)械性能。研究發(fā)現(xiàn)界面連接主要由Caw-Os（C-S-H硅鏈中的氧原子）、Caw-Ocoo（氧化石墨烯表面去質(zhì)子化的羧基）、Caw-Ooh（氧化石墨烯表面的羧基）、Caw-Ooo（氧化石墨烯表面的環(huán)氧基）以及界面氫鍵組成,其中Caw-Os和Caw-Ocoo在受到水分子影響時(shí)比較穩(wěn)定,而Caw-Ooh、Caw-Ooo在受到水分子影響時(shí)化學(xué)穩(wěn)定性會(huì)下降。不同水含量模型的單軸拉伸結(jié)果表明,界面機(jī)械性能會(huì)隨著水含量的增加而降低,界面應(yīng)力最大值從1.1 MPa下降到0.7 MPa。 

【文章來源】：硅酸鹽通報(bào). 2020,39(07)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

初始模型構(gòu)意圖

在300 K溫度下,對(duì)干燥的GO/C-S-H結(jié)構(gòu)進(jìn)行Grand Canonical Monte Carlo吸水模擬。吸附曲線如圖2所示,取0%、50%以及100%三個(gè)不同水含量的GO/C-S-H模型。先在NPT系綜,300 K,0 atm的條件下模擬2 000 ps,然后再進(jìn)行2 000 ps的NVT模擬,以獲得用于結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)分析的原子軌跡。為了闡明應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,對(duì)不同水含量的GO/C-S-H界面模型在0.08 ps-1的恒定應(yīng)變速率下進(jìn)行單軸拉伸載荷。在整個(gè)模擬過程中,系統(tǒng)都在NPT系綜下完成。不同水分含量模型的原子數(shù)在4 465至5 572之間。

圖3(a)為干燥模型,因此沒有水分子的密度峰出現(xiàn),隨著水含量的增加,圖3(b)、圖3(c)的層間區(qū)域出現(xiàn)了明顯的水分子密度峰。界面區(qū)域處Ow峰值的出現(xiàn)說明水分子進(jìn)入GO/C-S-H界面模型后會(huì)優(yōu)先在GO/C-S-H界面區(qū)域聚集,這種現(xiàn)象的發(fā)生是由于C-S-H和GO表面都具有親水特性,且界面區(qū)域相較于C-S-H內(nèi)部具有較多的缺陷,使得兩者的結(jié)合部位容易吸附大量的水分子。另外,隨著水含量的增加,層間區(qū)域沿z方向的距離從干燥模型的8.20 ?增加到了飽和模型的9.50 ?,這表明水分子在界面區(qū)域的聚集有可能會(huì)弱化界面的連接,使界面的機(jī)械性能下降。2.2 徑向分布函數(shù)


本文編號(hào)：3349258