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硅酸盐通报2025年第06期:分子动力学模拟水化硅酸钙的蠕变性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李云丽;张学林;吴文平;

单位:武汉工程大学土木工程与建筑学院;武汉大学土木建筑工程学院;

摘要:水化硅酸钙(C-S-H)是水泥基材料最主要的水化产物,其内部存在凝胶孔。C-S-H对混凝土的耐久性有着重要影响,为了探究其在微观结构层面的蠕变变形机制,本文基于C-S-H凝胶分子模型,采用分子动力学模拟研究了C-S-H在不同单轴加载方向和含不同尺寸凝胶孔缺陷情况下的蠕变性能。结果表明:C-S-H在钙硅层面上抗蠕变性能更好,而在垂直于钙硅层方向上抗蠕变性能较差;在蠕变过程中,Ca—O离子键和Si—O共价键抗蠕变性能强于氢键网络结构,且C-S-H的抗压缩蠕变性能优于抗拉伸蠕变性能。微结构的分析表明,C-S-H的蠕变主要起源于层间部分,变形主要由层间原子的位移引起,其中水分子对蠕变变形贡献最为显著。此外,凝胶孔缺陷会降低C-S-H的抗蠕变性能,并显著影响初始蠕变阶段的蠕变速率。

关键词:水化硅酸钙(C-S-H);;蠕变性能;;分子动力学模拟;;微观机制;;凝胶孔缺陷

基金资助:国家自然科学基金(52009097)