科学家解决了混凝土结构的主要奥秘

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材料科学家最终决定硬化的混凝土是连续结构,例如金属或石头,还是压缩的小颗粒群。尽管长期大量使用这种建筑材料,但这个问题长期以来仍未得到解答。事实证明,混凝土结合了两种结构的特征。

材料的内部结构由称为“ 介观物理的凝聚态物理部分处理。它以宏观和微观之间,即单个原子的大小与量子效应停止的大小之间的尺度,研究了系统的性质。

麻省理工学院,乔治敦大学,法国国家科学研究中心和其他机构的国际团队对混凝土(水,砾石,水泥和沙子的混合物)进行了研究。科学家声称,他们在混凝土结构方面的发现将使工程师能够在强度和减少制造过程中的温室气体排放方面创造更有效的材料。这非常重要,因为世界上使用了太多的混凝土,其生产是温室气体排放的最重要因素之一。

事实证明,在混凝土中,小颗粒的分布方式使得在几个较大的颗粒之间总会有较小的颗粒。该研究的作者之一,罗兰·佩伦克(Roland Pellenq)解释说,这些细小颗粒在介观尺度上相互作用非常紧密。在这种情况下,粒子不会太小而无法以最小的能量达到某种状态-因此,材料会发生变化,并且会随着时间的推移而破裂或破裂。

尚未确定介孔尺度上的孔尺寸对材料性能的影响。即,如此大小的孔的存在决定了材料的性质及其对降解的敏感性。尤其是,事实证明,由于水渗透到这些孔中,然后在低温下冻结,因此不会发生混凝土开裂。

新的成品材料特性计算机模拟使您可以微调必要成分的比例,以获得更好的结果例如,太少的水将使溶液的流动性不足以倾倒,而太多的水在蒸发后将在成品材料中留下大的空隙。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN390293/


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