Molecular-Scale Regulation of Cement Hydration and Microstructure via Synergistic Aluminum Sulfate–Amide Interactions
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Le résumé fourni par la source
High-performance alkali-free accelerators require a mechanistic understanding of interactions between inorganic accelerants and organic modifiers. Although aluminum sulfate (AS) promotes rapid ettringite (AFt) formation, uncontrolled crystallization leads to coarse microstructures and instability from AFt-to-AFm conversion. Here, a molecular-scale synergistic mechanism is identified in which an amide regulates AS-driven hydration. The amide controls nucleation and growth of AFt and C–S–H via chemisorption on C3A/C3S and complexation with Ca2+. Within the tested mixing proportions, the high-aluminum-sulfate and moderate-amide combination achieves the highest early strength (17.05 MPa at 1 day) via constructing an interlocked AFt/C–S–H skeleton, whereas excessive amide suppresses crystallization and low AS accelerates AFt-to-AFm conversion, reducing long-term performance. In-situ XRD, thermal analysis, and microscopy confirm a denser, more stable microstructure (27.37 MPa at 10 days) with minimal 28-day strength loss (17.38 MPa). Density functional theory shows an adsorption hierarchy of amide > AS species > H2O, explaining its dominant surface-modifying role. This study provides a framework for designing cement accelerators with balanced early strength and durability.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Molecular-Scale Regulation of Cement Hydration and Microstructure via Synergistic Aluminum Sulfate–Amide Interactions
- Date Crossref
- 20/08/2026
- Éditeur
- MDPI AG
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Chongqing University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Shenhua Group (China) pays non établi dans la noticeEntreprise
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China Shenhua Energy (China) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Xi'an University of Science and Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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China Energy Shendong Coal Group Co. pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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School of Resources and Safety Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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CCTEG Wuhan Engineering Company pays non établi dans la noticeEntreprise
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College of Energy and Mining Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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