Nano-scale mechanics of colloidal C–S–H gels

纳米- 纳米尺度 胶体 比例(比率) 材料科学 纳米技术 高分子科学 化学工程 化学物理 物理 复合材料 工程类 量子力学
作者
Enrico Masoero,Emanuela Del Gado,Pellenq Rj,Sungkit Yip,Ulm Franz-Josef
出处
期刊:Soft Matter [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:10 (3): 491-499 被引量:69
标识
DOI:10.1039/c3sm51815a
摘要

Gels of calcium–silicate–hydrates (C–S–H) are the glue that is largely responsible for the mechanical properties of cement. Despite their practical relevance, their nano-scale structure and mechanics are still mainly unexplored, because of the difficulties in characterizing them in a complex material like cement. We propose a colloidal model to investigate the gel mechanics emerging in the critical range of length-scales from several tens to hundreds of nanometers. We show that the size polydispersity of the hydrates and size-dependent effective interactions can explain the mechanical heterogeneities detected in nano-indentation experiments. We also show how these features control the arising of irreversible structural rearrangements under deformation, which are good candidates as nano-scale mechanisms underlying mechanical aging and slow structural relaxation in the gels.
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