Creation date in repository: 2017-05-25

Abstract: Resumen Los silicatos de calcio hidratados son la fase mayoritaria en el hormigón. El tamaño del sistema, del orden de nanómetros, y su disposición no ordenada son los responsables de la dureza del cemento. Las partículas C-S-H tienen un tamaño limitado y una forma realmente anisotrópica. La estructura atómica es solo previamente conocida para el sólido con periodicidad a través de la celda unidad. En el proyecto actual, se ha realizado un estudio sobre el crecimiento de las partículas C-S-H en las diferentes direcciones. Diferentes partículas C-S-H con diferentes dimensiones fueron creadas y su energía fue calculada. La energía es calculada mediante dos metodologías diferentes, se utiliza mecánica molecular con ReaxFF como campo de fuerzas y para los sistemas más pequeños también se utilizan métodos semi-empiricos con PM6 como Hamiltoniano. Los resultados muestran anisotropía en el crecimiento: el crecimiento en las direcciones x y y es más favorable que en la dirección z. Se observa que estas partículas poseen una anisotropía en su crecimiento, formando partículas similares a un plato plano. El tamaño óptimo no puede ser calculado ya que las partículas de mayor tamaño calculadas se encuentran un orden de magnitud por debajo al tamaño de las partículas observado experimentalmente. Abstract Calcium silicate hydrate (C-S-H) is the main phase in concrete. The size of the system, in the order of nanometres, and its non-ordered disposition are responsible of concrete’s harden. C-S-H particles have a limited size and very anisotropic shape. The atomic structure of C-S-H is known only for the bulk. In the current work an atomistic study of C-S-H growth in the different directions was performed. C-S-H particles with different sizes were created and their energy was computed in molecular mechanics method through ReaxFF as force field and semi-empirical method through PM6 as Hamiltonian. The results show anisotropy: the growth in x and y direction is preferable than in z direction. It shows anisotropy growth and confirms C-S-H particles’ shape is as a pancake forming platelets. The size of computed particles is still in order of magnitude smaller, and thus it is not possible to have conclusions about the limited size of C-S-H particles. Resum Els silicats de calci hidratats (C-S-H) són la fase majoritària en el formigó. La mida de les partícules, de l’ordre de nanòmetres, així com, la seva distribució en l’espai no ordenada, són responsables de la duresa del formigó. Les partícules C-S-H presenten una mida limitada i una forma realment anisotròpica. L’estructura atòmica del C-S-H és només coneguda pel sòlid periòdic. En el treball actual, es realitza un estudi a nivell atòmic del creixement d’aquestes partícules en les diferents direccions. Es van crear diferents partícules C-S-H de diferents dimensions a través d’un codi. La seva energia va ser calculada amb mecànica molecular utilitzant ReaxFF com a camp de forces i amb mètodes semi-empírics utilitzant PM6 com a Hamiltonià. Els resultats mostren anisotropia: el creixement en les direccions x i y és més favorable que en la direcció z. Es confirma l’anisotropia en el creixement i, també, que les partícules C-S-H solen adoptar formes semblants a plats plans, tal i com mostraven les evidències experimentals. La mida de les partícules calculada es troba encara per sota de la mida observada experimentalment i no és possible extreure conclusions sobre la seva mida limitada.

Subject: Química

Language: en

Subject areas: Química Chemistry Química

Department: Química Física i Inorgànica

Student: Alías Rodríguez, Marc

Academic year: 2015-2016

Title in different languages: Estudio teorico sobre la anisotropia en el crecimiento de los silicatos de calcio hidratados (C-S-H) Theoretical study about Calcium Silicate Hydrate (C-S-H) anisotropy growth Estudi teòric sobre l'anisotropia en el creixement dels silicats de calci hidratats (C-S-H)

Work's public defense date: 2016-06-20

Access rights: info:eu-repo/semantics/openAccess

Keywords: quimica-teorica, hormigon, materiales theoretical-chemistry, concrete, materials quimica-teòrica, formigó, materials

Confidenciality: No

TFG credits: 12

Title in original language: Theoretical study about Calcium Silicate Hydrate (C-S-H) anisotropy growth

Project director: Veryazov, Valera

Education area(s): Química

Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)