Insights into the interfacial strengthening mechanisms of calcium-silicate-hydrate/polymer nanocomposites

文献情報

出版日 2018-02-20
DOI 10.1039/C8CP00328A
インパクトファクター 3.676
著者

Dongshuai Hou, Pan Feng, Jiao Yu, Jinyang Jiang


原文を見る

要旨

The mechanical properties of organic/inorganic composites can be highly dependent on the interfacial interactions. In this work, with organic polymers intercalated into the interlayer of inorganic calcium silicate hydrate (C-S-H), the primary binding phase of Portland cement, great ductility improvement is obtained for the nanocomposites. Employing reactive molecular dynamics, the simulation results indicate that strong interfacial interactions between the polymers and the substrate contribute greatly to strengthening the materials, when C-S-H/poly ethylene glycol (PEG), C-S-H/poly acrylic acid (PAA), and C-S-H/poly vinyl alcohol (PVA) were subject to uniaxial tension along different lattice directions. In the x and z direction tensile processes, the Si–O⋯Ca bonds of the C-S-H gel, which were elongated and broken to form Si–OH and Ca–OH, play a critical role in loading resistance, while the incorporation of polymers bridged the neighboring silicate sheets, and activated more the hydrolytic reactions at the interfaces to avoid strain localization, thus increasing the tensile strength and postponing the fracture. On the other hand, Si–O–Si bonds of C-S-H mainly take the load when tension was applied along the y direction. During the post-yield stage, rearrangements of silicate tetrahedra occurred to prevent rapid damage. The polymer intercalation further elongates this post-yield period by forming interfacial Si–O–C bonds, which promote rearrangements and improve the connectivity of the defective silicate morphology, significantly improving the ductility. Among the polymers, PEG exhibits the strongest interaction with C-S-H, and thus C-S-H/PEG possesses the highest ductility. We expect that the molecular-scale mechanisms interpreted here will shed new light on the stress-activated chemical interactions at the organic/inorganic interfaces, and help eliminate the brittleness of cement-based materials on a genetic level.

関連文献

Theoretically modelling graphene-like carbon matryoshka with strong stability and particular three-center two-electron π bonds

Mengyang Li, Yaoxiao Zhao, Zhibin Gao, Kun Yuan, Xiang Zhao

2021-05-06 Paper

DOI: 10.1039/D1CP01307F

Front cover

2021-05-19 Cover

DOI: 10.1039/D1CP90105B

From absolute potentials to a generalized computational standard hydrogen electrode for aqueous and non-aqueous solvents

Michael Busch, Elisabet Ahlberg, Kari Laasonen

2021-05-04 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00499A

Front cover

2021-05-12 Cover

DOI: 10.1039/D1CP90099D

Ordered mesoporous metal oxides for electrochemical applications: correlation between structure, electrical properties and device performance

Erdogan Celik, Yanjiao Ma, Torsten Brezesinski

2021-03-31 Perspective

DOI: 10.1039/D1CP00834J

Insights into the sodiation mechanism of hard carbon-like materials from electrochemical impedance spectroscopy

Konstantin Schutjajew, Tim Tichter, Jonathan Schneider, Markus Antonietti, Christina Roth, Martin Oschatz

2021-04-29 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00610J

A kinetic model of thin-film fluorescent sensors for strategies to enhance chemical selectivity

Iain A. Campbell, Graham A. Turnbull

2021-04-29 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00835H

Back cover

2021-05-19 Cover

DOI: 10.1039/D1CP90108G

An ultra-sensitive gas sensor based on a two-dimensional manganese porphyrin monolayer

Ze-Wen Hao, Mi-Mi Dong, Rui-Qin Zhang, Chuan-Kui Wang, Xiao-Xiao Fu

2021-04-22 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00747E

Polarization-resolved single-molecule tracking reveals strange dynamics of fluorescent tracers through a deep rubbery polymer network

Jaladhar Mahato, Sukanya Bhattacharya, Dharmendar K. Sharma, Arindam Chowdhury

2021-04-08 Paper

DOI: 10.1039/D0CP05864E

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンの主な用途は何ですか?

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンは、主に医薬品および農薬の製造に使用されます。また、合成化学の一部として研究用材料としても利用されます。

41608-73-52-Methoxy-4-(methyls...
化合物よくある質問

4-溴甲基-3-甲氧基苯甲酸は安全ですか?

安全ではありません。触覚や吸入に注意が必要で、適切な防護具を使用してください。

118684-13-24-(Bromomethyl)-3-me...
化合物よくある質問

4,6-二氯-N-甲基ピラミジンアミンの代替品はありますか?

代替品としては、4,6-二クロロピラミジンアミンや他のピラミジン系化合物が考えられます。ただし、目的と用途によって最適な代替品は異なります。

10397-15-64,6-Dichloro-N-methy...
化合物よくある質問

6-氯-4-甲基-1H-吲哚を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

6-氯-4-甲基-1H-吲哚の廃棄物は、適切な容器に収集し、密閉して保管します。温度は常温、湿度は低く、直射日光を避けて保管することを推奨します。廃棄処理は専門...

885520-84-36-chloro-4-methyl-1H...
化合物よくある質問

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドについて「に適用される法規ガイドラインは何ですか」

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドのCAS番号は207974-08-1です。この化合物はGHS分類で毒性物質と有害な反応物質として分類されます...

207974-08-1[2-Fluoro-4-(trifluo...
化合物よくある質問

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸はどのように保存すればよいですか?

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸は、室温で暗所に保管し、乾燥した環境で保存することを推奨します。容器は密閉性の...

19811-64-44-Nitrophenyl N-[(be...
化合物よくある質問

イソデスロラタドリンの代替品はありますか?

イソデスロラタドリンの代替品としては、デスロラタドリンや他の抗ヒスタミン薬が挙げられます。具体的には、デスロラタドリン、ラセカミド、フェルタドリンなどが、症状や...

183198-49-4Iso Desloratadine
化合物よくある質問

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐はどのように合成されますか?

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐の一般的な合成方法は、メタノール中で5-メトキシ-1,2,3,4-四ヒュドロイソキシンを塩酸で塩化します。この反応で...

103030-69-95-Methoxy-1,2,3,4-te...
化合物よくある質問

4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸についての法規ガイドラインは何ですか?

CAS番号6471-78-9の4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸は、GHS分類では corrosive(腐食性)と識別されます。EUのREAC...

6471-78-94-Amino-5-Methoxy-2-...
化合物よくある質問

甲基孕酮を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

甲基孕酮の取り扱いは、PPE(個人保護具)の使用が必要な重要な安全事項を伴います。防塵マスク、ゴーグル、手袋を着用することが推奨されます。ドラフトチャンバーを使...

204063-33-22-[(Diphenylmethyl)a...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。