Исследование взаимодействий в масштабе наночастиц при возникновении когезии в цементном тесте

Когезия цементных зерен обусловлена поверхностными силами, возникающими между наночастицами гидросиликатов кальция (C-S-H) в поровой жидкости. В работе исследовано влияние величины pH, вида катионов, их валентности и концентрации на конечные свойства искусственного силикатного камня с применением моделирования по методу Монте-Карло, а также экспериментального измерения сил взаимодействия. Непо-средственные измерения взаимодействия между двумя поверх-ностями C-S-H, выполненные в различных водных растворах с использованием атомно-силового микроскопа, показывают, что когезия цементного теста связана с высокой концентрацией кальция и плотностью поверхностного заряда C-S-H. Моделирование по методу Монте-Карло в рамках простой модели раствора-электролита показывает, что ионы кальция обладают сильным физическим сродством к отрицательно заряженным частицам C-S-H.
Взаимодействие между сильно заряженными частицами C-S-H в присутствии двухвалентных ионов кальция, выступающих в роли противоионов, характеризуется сильным притяжением благодаря ион-ионным взаимодействиям и пренебрежимо малому отталкиванию. Эти результаты свидетельствуют в пользу преобладающей роли электростатических сил в когезии цемента.

Автор: А. Нона, И. Пошар, К. Лаббе, К. Плассар, Е. Лесневска, Б. Йонссон

Рубрика: Наука и производство

Ключевые слова: математическое моделирование, раствор-электролит, когезия, цементное тесто