Shock Wave–Induced Dynamic Mechanical Behavior of Calcium Silicate Aluminate Hydrate at the Molecular Scale

水合硅酸钙 铝酸盐 冲击波 分子动力学 材料科学 休克(循环) 爆炸物 硅酸钙 质点速度 硅酸盐 粒子(生态学) 热力学 复合材料 机械 水泥 化学 地质学 物理 计算化学 内科学 有机化学 海洋学 医学
作者
Pan Shi,Yuxuan Lin,Tong Guo,Mengxiang Fang,Chao Wang,Yongming Tu,Gabriel Sas,Lennart Elfgren
出处
期刊:Journal of Materials in Civil Engineering [American Society of Civil Engineers]
卷期号:35 (8) 被引量:3
标识
DOI:10.1061/jmcee7.mteng-15003
摘要

Calcium silicate aluminate hydrate (C-A-S-H) is the main hydration product of cement mixed with industrial wastes. The purpose of this study is to understand the dynamic mechanical behavior and structural transformations of molecular-scale C-A-S-H induced by shock waves. Three C-A-S-H models with Al/Si ratios of 0.0, 0.1, and 0.2 are constructed and reactive molecular dynamics simulations are used to perform shock compressions with different shock velocities from 0.1 km/s to 3.6 km/s. The distributions of particle velocity, pressure, and density along the shock direction are calculated using the binning analysis method, allowing Hugoniot pressure-specific volume curves to be derived. The results reveal that shock waves may induce elastic, elastic-plastic, or shock Hugoniot responses in molecular-scale C-A-S-H, depending on the Al/Si ratio and the shock velocity. Below the Hugoniot elastic limit (HEL), higher Al/Si ratios cause the elastic wave to propagate farther due to the cross-linking effect of aluminate units. Above the HEL, higher Al/Si ratios give rise to a distinct two-wave structure characteristic comprising a plastic front and an elastic precursor. This characteristic becomes less pronounced as the shock velocity increases. Analysis of the molecular structural transformations of C-A-S-H revealed that the main atomic deformation behavior below the HEL involves a reduction of interatomic distances; above the HEL the main response is a densification of water molecules followed by a general collapse of the layered structure as the shock velocity increases.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CipherSage应助chem采纳,获得10
1秒前
1秒前
lanrui完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
Mtt发布了新的文献求助10
2秒前
lixin完成签到,获得积分10
2秒前
实验室牛马完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
海带完成签到 ,获得积分10
3秒前
阿强完成签到,获得积分10
3秒前
嗯哼完成签到,获得积分20
3秒前
南风完成签到 ,获得积分10
3秒前
滔滔江水完成签到,获得积分10
4秒前
开心香岚完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
lhy0503完成签到,获得积分10
4秒前
zzyy发布了新的文献求助10
4秒前
疯狂的哈密瓜完成签到,获得积分10
5秒前
顽石完成签到,获得积分10
5秒前
所所应助陌桑吖采纳,获得10
5秒前
qiuhuajin发布了新的文献求助10
6秒前
纪元龙完成签到,获得积分10
6秒前
Akim应助调皮从筠采纳,获得30
6秒前
就这样完成签到,获得积分10
6秒前
SciKid524完成签到 ,获得积分0
6秒前
Loong完成签到,获得积分10
7秒前
111发布了新的文献求助10
7秒前
Z_butterfly完成签到,获得积分10
7秒前
冷傲的鹰完成签到,获得积分10
7秒前
dudu发布了新的文献求助20
8秒前
8秒前
无数完成签到 ,获得积分10
8秒前
Mtt完成签到,获得积分10
8秒前
森陌发布了新的文献求助10
9秒前
小蘑菇应助酚羟基装醇采纳,获得10
9秒前
9秒前
芋圆Z.发布了新的文献求助10
9秒前
玛丹娜完成签到,获得积分10
10秒前
ATREE完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 750
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7530338
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9116155
关于积分的说明 19471165
捐赠科研通 7130858
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3256250
关于科研通互助平台的介绍 2424000
邀请新用户注册赠送积分活动 2243833