本文選題：水化硅酸鈣　切入點(diǎn)：分子動(dòng)力學(xué)　出處：《硅酸鹽通報(bào)》2017年08期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：水化硅酸鈣凝膠是水泥水化產(chǎn)物中最基本的粘結(jié)相,水分子和離子在凝膠孔中的傳輸從根本上決定著水泥混凝土材料的服役壽命。采用分子動(dòng)力學(xué)方法系統(tǒng)地研究了水分子、氯離子和鈉離子在1 nm、2 nm、3 nm和4 nm的水化硅酸鈣凝膠孔中的傳輸過程。基于徑向分布函數(shù)和均方位移的離子軌跡分析發(fā)現(xiàn)在納米孔道中離子和水分子展現(xiàn)出異于毛細(xì)水的分子結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)特性:水分子有序性排布、離子大量在界面吸附和擴(kuò)散速度急劇下降。這種分子結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)的特性是因?yàn)樗杷徕}界面處硅鏈中的非橋接氧會(huì)與水分子形成穩(wěn)定的氫鍵連接,而鈉離子可以形成Na-O化學(xué)鍵,同時(shí)表面的鈣離子也可以與氯離子形成CaCl_2團(tuán)簇體。此外,隨著孔徑的增大,離子和水分子的擴(kuò)散系數(shù)逐漸由0.15×10~(-9)m~2/s、0.7×10~(-9)m~2/s增大到1.3×10~(-9)m~2/s、3×10~(-9)m~2/s,這很接近于實(shí)驗(yàn)測(cè)得的毛細(xì)水的擴(kuò)散系數(shù),說明在納米尺度上,孔徑的約束和界面化學(xué)鍵作用是決定離子和水分子傳輸?shù)年P(guān)鍵因素。
[Abstract]:Calcium silicate hydrated gel is the most basic bonding phase in cement hydration products. The transport of water molecules and ions in gel pores fundamentally determines the service life of cement concrete materials. The transport process of chloride and sodium ions in the gel pores of calcium silicate hydrated at 3 nm and 4 nm at 1 nm ~ 2 nm ~ 2 nm. The ion trajectory analysis based on radial distribution function and mean square displacement shows that ions and water molecules are different from each other in nanorods. Molecular structure and kinetic properties of capillary water: ordered arrangement of water molecules, The characteristics of molecular structure and kinetics are that the unbridged oxygen in the silicon chain at the interface of calcium silicate hydrates will form a stable hydrogen bond with the water molecule. Sodium ions can form Na-O chemical bonds, and calcium ions on the surface can also form CaCl_2 clusters with chloride ions. In addition, with the increase of pore size, The diffusion coefficients of ions and water molecules gradually increased from 0.15 脳 10 ~ (-1) ~ (-9) ~ (-1) ~ 0.70 脳 10 ~ (-1) ~ (-9) ~ 2 / s to 1.3 脳 10 ~ (-10) ~ (-9) ~ 2 / s, which is very close to the experimental diffusion coefficient of capillary water, indicating that the confinement of pore size and the interaction of interfacial chemical bonds are the key factors to determine the transport of ions and water molecules at nanometer scale.
【作者單位】： 青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)國際合作項(xiàng)目(51420105015) 國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)(2015CB65510)
【分類號(hào)】：TU528

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本文編號(hào)：1565844