水泥黏聚作用的物理机制
应用物理
2021-08-31 v1 材料科学
统计力学
计算物理
摘要
水泥是世界上产量最大的材料之一。作为温室气体排放的主要来源，它是混凝土中的主要胶结剂，赋予混凝土在凝结过程中迅速增长的黏聚强度。理解这种黏聚作用如何产生一直是水泥科学与技术发展的主要障碍。在此，我们结合计算统计力学与理论，揭示了水泥黏聚如何源于互锁的离子与水的组织，这些离子与水逐渐受限在钙硅水合物带电表面之间的纳米狭缝中。由于水与离子的互锁，介电屏蔽被急剧削弱，且离子关联被证明比先前认为的显著更强，决定了水泥水化过程中纳米尺度相互作用的演化。通过基于库仑力建立水泥黏聚的定量解析预测，我们将水泥水化的新颖基础性认识与固态水泥浆体的全原子描述相统一，并为建筑材料的科学和技术开辟了新路径。
引用
@article{arxiv.2108.03145,
title = {The physics of cement cohesion},
author = {Abhay Goyal and Ivan Palaia and Katerina Ioannidou and Franz-Josef Ulm and Henri Van Damme and Roland J. -M. Pellenq and Emmanuel Trizac and Emanuela Del Gado},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.03145},
year = {2021}
}