复合材料学报

作者：徐方, 李恒, 孙涛, 水中和, 丁超,

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,

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。

来源：2022年第6期

《复合材料学报》期刊编辑部

查看复合材料学报杂志2022年第6期