纳米尺度洞察到酸盐水合物/氧化和之间的界面复合结构的机械行为
Jiuye Zhao1, Yuanhang Zhang1, Dapeng Xue1
1College of Transportation Engineering, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|December 8, 2023
概括
分子动力学模拟显示,水泥复合材料的界面区域是低密度区域. 该研究详细介绍了纳米机械行为和断裂机制,确定Ca-O键断裂是造成酸盐水合物 (CSH) 和氧化 (Ca(OH) 损伤的关键.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 土木工程 土木工程是指土木工程.
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 接口过渡区故障是基于水泥的材料损坏的主要原因.
- 了解界面故障机制对于提高材料耐用性至关重要.
研究的目的:
- 研究基于水泥的材料的界面故障机制.
- 构建和模拟水化产品 (CSH,Ca(OH) 2) 和二氧化 (SiO2) 之间的界面复合结构,考虑到异构性.
主要方法:
- 在酸水合物 (CSH),氧化 (Ca(OH) 2) 和二氧化 (SiO2) 之间构建接口复合结构.
- 使用分子动力学 (MD) 模拟进行的单轴拉伸试验.
- 对界面区域密度,纳米机械性质和原子键断裂的分析.
主要成果:
- 界面区域 (IZs) 的密度低于散装材料,不论水化产品的异质性如何.
- 根据复合配置观察到各种纳米机械行为 (强度,应力应变,骨折).
- 较高的应变率增加了最终强度和长时间的残余强度下降.
- 在拉伸负荷时,Ca-O键破裂是CSH和Ca(OH) 2的主要故障机制.
结论:
- 该研究阐明了水泥水化产品和的界面上的纳米机械行为和故障机制.
- Ca-O 键破裂被确定为这些界面复合结构的塑性损伤的关键因素.
- 结果提供了对纳米尺度水泥基材料恶化的洞察.
