基于分子动力学模拟的过硫磷石膏矿渣水泥组成设计

摘要：

原材料化学成分的组成设计是过硫磷石膏矿渣水泥(PPSC)水化反应与力学强度形成的基础,室内试验与分子动力学模拟(MD)为PPSC原材料的化学组成提供了多尺度调控设计依据.利用Materials Studio(MS)软件建立PPSC结构模型,采用MD与XRD等手段研究了化学成分摩尔比对PPSC抗压强度的影响规律.结果表明:随着CaO/SO3摩尔比的增加和SiO2/Al2O3的降低,PPSC的抗压强度呈增长趋势,当SiO2/Al2O3摩尔比为3.5～3.7、CaO/SO3摩尔比为1.8～2.0时,PPSC的抗压强度较高.分子动力学对PPSC孔结构的模拟结果与抗压强度试验结果规律相反,证明了模拟结果的可靠性.在原子尺度上,分子动力学模拟表明O、Ca、Al及S原子表现出较高的扩散能力,在碱性环境下,硫酸盐激发作用使S=O、Al?O及O=O键长增大而结构失稳水解,生成较多对强度起促进作用的钙矾石.通过调控原材料SiO2/Al2O3摩尔比和CaO/SO3摩尔比可使PPSC形成更加稳定的内部结构.化学成分摩尔比设计及分子动力学模拟方法对PPSC的组成设计和应用推广具有重要意义.

关键词：过硫磷石膏矿渣水泥、分子动力学模拟、摩尔比、化学成分、抗压强度

所属期刊栏目：39

分类号：TU528(建筑材料)

资助基金：中山市第三批科技发展专项资金资助项目;中山市武汉理工大学先进工程技术研究院科研项目;湖北省交通运输厅科技项目

在线出版日期：2022-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2821-2828