通过不同吸附机制调控铁相水泥C4AF的水化活性的预测方法

技术领域

本发明涉及到建筑材料中的水泥领域，尤其涉及一种通过不同吸附机制调控铁相水泥C

背景技术

C

随着实验测试的不断突破，研究者对传统硅酸盐钙硅相的认识逐渐从宏观表相转变成更深层的机理讨论，而对于新型高铁相水泥的水化本质研究较少。因此，我们对于高铁相水泥水化活性的过程以及影响因素仍然主要依赖于较为有限的实验测试。近些年来，日益成熟的原子模拟技术已大量地应用于复杂的水泥化学领域，通过在纳观尺度上发掘水化活性与表面微观结构之间的本质关系，以弥补实验测试在微观结构认识的不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中难以表征铁相水泥水化中水分子吸附这一关键步骤机理难以预测的现状，提供一种通过不同吸附机制调控铁相水泥C

本发明的技术方案包括以下步骤；

S1、通过不同表面吸附构型构建两种固溶相C

S2、通过第一性原理计算软件对不同模型进行结构优化，依据解离吸附能进行水化活性的比较，得到吸附构型对形成能的影响；

S3、通过两种C

S4、通过两种C

进一步地，步骤S1所建立的不同结构包括：

以[FeO

以[AlO

进一步地，步骤S2中通过模拟优化软件VASP对模型进行结构优化的方法为：

将上述两种不同表面终端的C

其中水分子吸附能计算公式为：

E＝(E

其中

进一步地，以[FeO

本发明首先通过不同表面吸附构型构建两种固溶相C

其次是：通过第一性原理计算软件对不同模型进行结构优化，通过求解不同结构的最稳定能量状态，得到不同表面化学环境模型的热力学数据。

第三是：通过两种C

最后，通过两种C

本发明创新性地通过研究差分电荷密度来揭示电荷转移，从而定性地了解电子转移和成键情况，为水泥基材料设计开拓性地提供了一种数字化研究的思路。通过研究水分子在C

附图说明

图1是本发明预测方法的流程图，

图2是实施本发明预测方法的技术路线流程图，

图3是以[FeO

图4是以[AlO

图5是四种吸附构型的差分电荷密度图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、2所示，本发明实施例的通过不同吸附机制调控铁相水泥C

S1、模型构建，

通过不同表面吸附构型构建两种固溶相C

步骤S1所建立的不同结构，包括：

以[FeO

以[AlO

将两种不同吸附机制调控铁相水泥C

本实施例的方法所采用的计算机模拟软件为VASP软件包。VASP是基于密度泛函理论，采用平面波赝式(或缀加投影波)方法进行从头算分子动力学和第一性原理电子结构计算的软件包。VASP包括INCAR(计算控制参数文件)、KPOINTS(K点取样设置文件)、POSCAR(描述体系结构文件)和POTCAR(赝势文件)四个输入文件，其输出文件主要包括OUTCAR、CHG、CHGCAR、WAVECAR、DOSCAR、CONTCAR、EIGENVAL、OSZICAR等。对于输出文件，可以借助于脚本程序或者辅助软件对其进行处理，获得所需的结果。

在本实施例中，以[FeO

表1：以[FeO

由图3和表1可以看出：表1显示了五种水分子的吸附能量和吸附方式，可以看出，在Ca top位和表面O-O bri位点吸附能负值较小，优化后水分子并未发生很明显的键长键角变化，称为分子吸附；而在Ca-O bri1、Ca-O bri2和O top位点处，其吸附能负值较大，优化后水分子裂解成一个质子和一个羟基离子，称为解离吸附。从电子结构的角度来看，产生吸附方式不同的原因是不同的初始构型导致了吸附物与底物原子轨道之间的对称组合不同。如果初始构型或吸附位置不同，吸附物分子轨道可能投射在不同的表面基团轨道上。结合图3中不同位点上吸附构型可见，在Ca-[FeO

S2、模拟设置，

通过第一性原理计算软件对不同模型进行结构优化，依据解离吸附能进行水化活性的比较，得到吸附构型对形成能的影响。

S2具体为：通过模拟优化软件VASP对模型进行结构优化，

将上述两种模型(即以[FeO

其中水分子吸附能计算公式为：

E＝(E

其中

S3、结构分析，

通过两种C

通过两种C

本方法涉及的计算参数如下：所有模拟均采用VASP和CASTEP计算程序。除了Ca

其中吸附能计算公式为：

E＝(E

其中

以[FeO

表2：以[AlO

由图4、5结合表2可以看出Ca-[AlO

本发明通过研究差分电荷密度来揭示电荷转移，从而定性地了解电子转移和成键情况。水分子在Ca-[FeO

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。