近日，水利土木工程學院尹航副教授團隊在期刊《Construction and Building Materials》發表題為“Issues of standardizing C-S-H molecular models: Random defect distribution and its effects on material performance”的研究論文。水利土木工程學院2023級碩士研究生王世杰為論文第一作者，尹航副教授、西京學院楊毅副教授為論文通訊作者，我校George Papadakis院士、任方舟副教授參與論文研究及撰寫工作。山東農業大學為第一通訊單位。

水化硅酸鈣（C-S-H）凝膠是水泥水化過程的主要產物，約占全部水化產物的 50%–60%，是混凝土中起到粘結作用的主要凝膠相。在納米尺度上應用分子動力學（MD）模擬研究C-S-H力學性能、界面作用機制等問題已成為近年來的研究熱點之一。由于水泥水化產生的C-S-H凝膠不具有特定分子結構，很多研究者在構建C-S-H分子模型時以托貝莫來石（Tobermorite）晶體結構作為初始框架，在硅酸鹽鏈中引入隨機缺陷使其符合實驗表征的鈣硅比和硅酸鹽聚合度（Qn）。這一模型構建過程較為復雜，且具有較高隨機性，不同研究者得到的初始構型可能存在一定差異。本論文提出了一種完全隨機的建模程序，可以使模型滿足鈣硅比、Qn、電荷平衡等條件，并探討了多種隨機構型在拉伸、剪切、輸運等基本問題的研究中可能存在的影響。相關程序已在GitHub平臺開源共享，為建立標準化的C-S-H模型提供了重要見解。

圖1 C-S-H 建模程序構建流程圖

該研究得到了山東省自然科學基金、山東農業大學青年教師成長計劃、DTGAgriCen項目的資助。本研究的計算工作受山東農業大學高性能計算中心技術支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.140527

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波