通过Fe-Al比例调控C4AF的力学性能的预测方法、系统及计算机可读存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种通过Fe‑Al比例调控C4AF的力学性能的预测方法、系统及计算机可读存储介质。能表征铁相水泥中Fe和Al的相对比例对力学性能的影响，进而实现水泥基材料数字化设计。包括：S1、通过不同Fe‑Al比例构建多种固溶相C<subgt;4</subgt;AF的原子尺度模型；S2、通过第一性原理计算软件对不同模型进行结构优化，依据固溶形成能进行稳定性的筛选；S3、通过不同模型的电子结构计算，进行不同C<subgt;4</subgt;AF结构强度的比较；S4、通过不同Fe‑Al比例的C<subgt;4</subgt;AF模型的弹性常数计算，通过多种弹性模量及泊松比的比较，得出适用于铁相水泥力学性能增强的最佳Fe‑Al比例。本发明专利技术计算准确，和实验现象吻合，为铁相水泥的力学性能增强提供了理论指导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑材料中水泥领域，尤其涉及对水泥基材料中铁相水泥设计过程中力学性能的预测方法、系统及计算机可读存储介质。

技术介绍

1、铁相水泥是一种重要的建筑材料，其力学性能直接影响到结构的稳定性和耐久性。实验中，水泥中氧化铝(al2o3)与氧化铁(fe2o3)是铁相水泥的主要组成成分。在硅酸盐水泥体系中，除了存在c3s、c2s、c3a及c4af四种主要矿相以外，还存在几十种氧化物杂质。另外，由于熟料的烧制温度和压强的不同，水泥中的fe离子虽说更倾向于八面体占位，但是体系中仍存在少量的铁氧四面体配体。不少实验和理论计算表明c4af矿相晶体内部fe离子和al离子的化学环境极为相似：均仅以+3价存在于固溶体中，都存在拥有四配位和六配位且可在钙铁矿相内共存并且两者活性都相差不大。两种离子的含量及配位方式对水泥结构和性能有着重大影响。实验表明，不同比例的铝和铁含量会影响c4af水泥熟料的硬化速度、强度发展和化学稳定性等，对混凝土结构的性能和耐久性也会产生影响。在道路铺装和桥梁建设中，c4af固溶矿相被广泛应用于混凝土中，通过了解其力学特性，可以提高混凝土的强度、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.通过Fe-Al比例调控C4AF的力学性能的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的通过Fe-Al比例调控C4AF的力学性能的预测方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：采用材料模型构建软件构建C4AF的基础晶胞模型，然后依次改变单元晶胞中Fe和Al的比例，得到不同Fe-Al比例的C4AF超晶胞模型。

3.根据权利要求2所述的通过Fe-Al比例调控C4AF的力学性能的预测方法，其特征在于，在步骤S1得到的结构模型包括：

4.根据权利要求3所述的通过Fe-Al比例调控C4AF的力学性能的预测方法，其特征在于，所述S2通过第一性原理计...

【技术特征摘要】

1.通过fe-al比例调控c4af的力学性能的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的通过fe-al比例调控c4af的力学性能的预测方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：采用材料模型构建软件构建c4af的基础晶胞模型，然后依次改变单元晶胞中fe和al的比例，得到不同fe-al比例的c4af超晶胞模型。

3.根据权利要求2所述的通过fe-al比例调控c4af的力学性能的预测方法，其特征在于，在步骤s1得到的结构模型包括：

4.根据权利要求3所述的通过fe-al比例调控c4af的力学性能的预测方法，其特征在于，所述s2通过第一性原理计算软件vasp对不同模型进行结构优化，具体的结构优化方法为：

5.根据权利要求4所述的通过fe-al比例调控c4af的力学性能的预测方法，其特征在于，所述模型c，化学式为ca2al1.5fe0.5o5，具有最高的固溶形成能。

6.根据权利要求4所述的通过fe-al比例调控c4af的力学性能的预测方法，其特征在于，模型a，化学式为ca2alfeo5，具有最高的机械稳定性。

7.根据权利要求1所述的通过fe-al比例调控c...

【专利技术属性】
技术研发人员：李能，王发洲，郅晓，陈伟，颜景华，帅俊豪，叶家元，李长成，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：