碳酸钙在受限空间内成核生长过程的分子动力学模拟

作者：王攀; 路兴海; 王慕涵; 张悦; 许洪建; 侯东帅^*

来源：硅酸盐学报, 2023, 1-13.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20230477

• 碳酸钙
• 成核生长
• 混凝土
• 受限空间
• 分子动力学模拟

碳酸钙的形成会一定程度的改变混凝土的内部结构，进而影响混凝土的宏观性能。然而碳酸钙在混凝土内部成核生长机理尚未明确。为了探究碳酸钙在混凝土内部的形成过程和成核机制，本工作采用分子动力学模拟方法，研究了碳酸钙在不同受限空间中的形成过程和成核机理。结果表明：碳酸钙的成核生长主要依靠离子之间结合形成离子键；不同基体对碳酸钙团簇的吸附效果不同，这是因为碳酸钙与基体界面主要是钙氧离子键相连接，而水化硅酸钙基体界面处具有更多游离钙离子和羟基，能够为碳酸钙的形成提供更多的成核位点；同时，不同的受限空间孔径的大小对碳酸钙的形成速度也有较大影响。通过分析碳酸钙成核过程发现，碳酸钙团簇的形成不遵循经典成核理论，而是与预成核机制相符。本研究有助于进一步理解碳酸钙在混凝土中的形成过程，为混凝土中碳酸钙成核过程提供理论指导。

• 单位
  土木工程学院; 青岛理工大学; 青岛第一市政工程有限公司