湿颗粒材料中的毛细应力与结构弛豫

我们提出了一个理论框架来计算复杂介孔材料中的毛细应力，例如湿沙、纳米孔水合物和干燥胶体薄膜。将分子模拟映射到气液混合物的相场模型上，对其非均匀应力张量在 Voronoi 多面体上进行积分，以计算每对相邻晶粒之间大小相等、方向相反的力。通过使用格子气密度泛函理论对球形晶粒小团簇和随机堆积中的湿气诱导力进行模拟，阐明了该方法。对于水泥水合物的纳米颗粒模型，该方法再现了滞后的水吸附/解吸附等温线，并预测了与实验吻合良好的干燥收缩应变等温线。我们表明，毛细应力是胶体随机堆积中内应力弛豫的有效机制，这有助于水泥浆具有非凡的耐久性。