水泥主要组成的结构及力学性能的分子动力学模拟研究

发布时间：2022-10-17 13:55

　　水泥作为一种无机胶凝材料广泛应用于制备混凝土材料,是混凝土强度的重要组成部分。为了减少生产水泥过程中对环境造成的破坏并生产更高性能的水泥,有必要对水泥成分、结构及力学性能进行深入研究。普通硅酸盐水泥的主要成分为硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙以及铁铝酸四钙。在水泥水化过程中,水化硅酸钙凝胶（C-S-H）占水化产物的60%-70%,是重要的组成部分。由于其组成的复杂性,微观结构仍旧存在争议,现有研究表明,在水泥水化初期,水化硅酸钙凝胶的微观结构与自然界中的矿物tobermorite一族的结构相似,而在水泥水化中后期,其微观结构还不能够精确解出。随着研究尺度的不断深入,分子模拟成为人们研究材料结构以及预测材料性能的有效工具。使用分子模拟技术对水泥基材料的微观结构和力学性能的研究可以加深人们对水泥基材料的认识,改进水泥的性质。本文根据前人的相关研究,分别建立了水化硅酸钙、硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙和钙矾石六种原子结构模型,介绍了Clayff力场、COMPASS力场、INTERFACE力场相关参数并使用这三种力场对上述结构进行几何优化和力学性能计算。通过对计算结果的分析和与实验值以及... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

016年全球水泥产量分布图

C-S-H颗粒的微观结构

Taylor提出的C-S-H模型：(a)jennite，(b)tobermorite9(c)tobermorite11(d)tobermorite14

【参考文献】：
期刊论文
[1]水化硅酸钙纳米颗粒间水特性[J]. 何真,郑巧,蔡新华.  水利学报. 2014(02)
[2]钙矾石相的研究综述[J]. 王露,刘数华.  混凝土. 2013(08)
[3]分子动力学模拟方法概述[J]. 申海兰,赵靖松.  装备制造技术. 2007(10)
[4]混凝土渗透性与微观结构关系的研究[J]. 李淑进,赵铁军,吴科如.  混凝土与水泥制品. 2004(02)
[5]水泥基复合材料集料与浆体界面研究综述（二）:界面微观结构的形成、劣化机理及其影响因素[J]. 陈惠苏,孙伟,Stroeven Piet.  硅酸盐学报. 2004(01)
[6]分子动力学模拟的主要技术[J]. 文玉华,朱如曾,周富信,王崇愚.  力学进展. 2003(01)
[7]水泥土的微结构特征及分析[J]. 李俊才,赵泽三,高国瑞.  成都理工学院学报. 2000(04)
[8]C-S-H凝胶结构模型研究新进展[J]. 杨南如.  南京化工大学学报(自然科学版). 1998(02)

博士论文
[1]水化硅酸钙（C-S-H）分子结构与力学性能的理论研究[D]. 周崇松.武汉大学 2012

硕士论文
[1]不同温度下水化硅酸钙复合材料力学性能的分子动力学研究[D]. 魏鹏.深圳大学 2017
[2]水化硅酸钙/氧化石墨烯复合材料力学性能的分子动力学模拟[D]. 曾靖.重庆大学 2015



本文编号：3692194