碱掺杂硅酸钙水合物中对称性诱导的稳定性
材料科学
2019-07-05 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
建筑业产生的 CO 排放对全球变暖有显著影响，其中普通波特兰水泥熟料的生产约占所有人造 CO 的 8\%。碱掺杂硅酸钙水合物(C-S-H)是一种关键的硅酸盐材料，因为建筑工业中混合水泥和碱激发材料的使用可大幅减少人造 CO 排放。然而，碱掺杂（Na 和 K）对 C-S-H 长期稳定性及相关耐久性的影响仍是一个开放问题。在此，通过对模型晶相斜硅钙石使用第一性原理量子化学计算，我们表明碱掺杂 C-S-H 的热力学稳定性与结构中碱原子的对称性之间存在强烈的相互作用。我们的结果揭示，碱原子的对称分布导致更高的稳定性值，因此只要允许碱原子 settling 为对称分布，就可获得具有中等碱浓度的稳定结构。我们通过计算材料中碱原子的迁移势垒、材料中的电子电荷分布以及基面间距的变化，并结合计算方法与 X 射线衍射分析，研究了相关的结构机制。
引用
@article{arxiv.1810.04925,
title = {Symmetry induced stability in alkali doped calcium-silicate-hydrate},
author = {V. Ongun Özçelik and Nishant Garg and Claire E. White},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.04925},
year = {2019}
}