Exploring the aluminium paradox in calcium-aluminosilicate-hydrate decalcification

硅酸铝 溶解 元动力学 材料科学 矿物 化学工程 密度泛函理论 相(物质) 降级(电信) 矿物学 骨脱钙 化学 动力学 风化作用 冶金 胶凝的 活化能 反应速率常数 工作(物理) 粘土矿物 无机化学
作者
Yong Tao,Yining Gao,Mohammad Javad Abdolhosseini Qomi,Roland J.‐M. Pellenq,Chi Sun Poon
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1): 962-962
标识
DOI:10.1038/s41467-025-67686-5
摘要

Decalcification, a prevalent form of mineral dissolution, drives the long-term degradation of cementitious materials in civil and energy infrastructures and controls the weathering of silicates in Earth's crust. The impact of aluminium (Al) incorporation on the decalcification of complex minerals like calcium-silicate-hydrates, the predominant binding phase in concrete, remains debated. This study combines metadynamics simulations, density functional theory calculations, and experimental characterizations to unravel the atomistic mechanisms of Al governing calcium-aluminosilicate-hydrate (C-A-S-H) decalcification. We reveal a two-fold effect of Al incorporation stemming from aluminosilicate chain variations. Increasing Al at a constant Ca/(Si+Al) ratio distorts aluminosilicate chains, weakening Ca-O bonds and accelerating decalcification. Conversely, increasing Al at a constant Ca/Si ratio leads to longer aluminosilicate chains, enhancing Ca surface restraints and hindering decalcification. Additionally, the preferential dissolution of Na ions effectively suppresses the dissolution of Ca ions. Our calculated activation free energies quantitatively predict experimental C-(A)-S-H decalcification kinetics across various temperatures. This work provides a framework for tailoring the composition of complex minerals for controllable degradation and offers fundamental knowledge relevant to broader geological and environmental processes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
大模型应助猪皮恶人采纳,获得10
刚刚
1秒前
Ava应助猪皮恶人采纳,获得10
1秒前
1秒前
wangzhangyang完成签到,获得积分10
1秒前
wanci应助13005132403采纳,获得10
2秒前
可爱的函函应助pwww采纳,获得10
2秒前
wxfeng286发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
华仔应助第七兵团司令采纳,获得10
3秒前
Orange应助wing采纳,获得10
3秒前
3秒前
郭嘉仪发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
逆光完成签到,获得积分10
4秒前
我能私信骂你吗应助yezhen采纳,获得10
4秒前
4秒前
大脑洞少年完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
初景应助千寒采纳,获得20
5秒前
5秒前
科研通AI6.4应助隐形沛槐采纳,获得10
5秒前
搜集达人应助111采纳,获得10
5秒前
6秒前
wangzhangyang发布了新的文献求助10
6秒前
JackHao发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
JamesPei应助qing采纳,获得10
7秒前
lll完成签到,获得积分10
9秒前
杨6239完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
racill发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
德天完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
可靠幼旋完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
qqqqqqqqqqqq发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
小郑开心努力完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7747433
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9295676
关于积分的说明 20230701
捐赠科研通 7328225
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3308451
关于科研通互助平台的介绍 2460320
邀请新用户注册赠送积分活动 2320369