非饱和及饱和状态下水化硅酸钙孔道中水分和离子传输的分子动力学研究

摘要

水分子和离子在纳米孔道中的传输是混凝土材料的耐久性的重要影响因素。利用分子动力学方法可以模拟水分子和离子在非饱和及饱和状态下的毛细传输过程,进而探究纳米孔道中水分和离子的传输规律以及与C-S-H界面之间的相互作用特性。非饱和状态下,水分子和离子的传输主要受到毛细作用的驱使,以半月板形界面沿3.4 nm的水化硅酸钙孔道向上侵入;饱和状态下的水分子的传输主要是上下部水分子互相扩散而形成的交互传输过程,使得水分子沿孔道的扩散速度减慢。且饱和状态下,孔道界面处水化层更为紧密稳定,易形成离子簇,直接阻碍了后续水分子和离子的进入。因此,非饱和状态下水分子携带离子在纳米孔道中的传输速度远快于饱和状态。