课件：CSH组成和结构.ppt

当水分丧失(相对湿度低于 50%)后，颗粒之间会相互接触，反之会分开，模型可解释拆散应力和表面张力引起的湿胀干缩，这种模型还可以解释当混凝土在保水后强度和 弹性模量的降低。 * 和 Feldman-Sereda 模型一样认为 C-S-H具有类似于粘土的结构。是建立在解释胶凝材料(接触固化材料)的强度、水稳性和体积稳定性等行为上的抽象模型。 * 采用 BET 测试 C-S-H 的比表面积时，由于吸附剂的不同测得的比表面积大相径庭，如采用水作为吸附剂得到的比表面积为200 m2/g，如采用N2 做吸附剂测得的比表面积则在20~80 m2/g 之间。为了解释这一现象。。。。 模型认为存在一些堆积致密的高密度和一些堆积疏松的低密度C-S-H。 * C-S-H 在纳米尺度是由直径约为5.0 ~6.4 nm颗粒组成，而这种小球则是由某种椭圆形的基本结构单元 堆积而成，由于小球的组装方式的密度不同而形成高密的水化硅酸钙凝胶和低密水化硅酸钙凝胶两种形式, 与Richardson 等定义的“内部水化产物”和“外部水化产物”形貌相对应。 LD C-S-H 在开放的毛细孔体系中形成，主要形成于水化反应早期和中期，而HD C-S-H 则集中在水化后期微结构的狭小受限区域中形成. 这种结构和水之间的相互作用控制着水泥基材料收缩、徐变、强度和刚度等性能 * 低密度(LD),在开放的毛细孔体系中形成，一般形成于水化早期和中期.堆积密度低，结构不稳定，容易产生不可逆收缩不承担荷载作用，但在抗渗方面起着重要作用。 在干燥状态时，本身性质不变，堆积密度改变。在高温养护条件下，其抗渗性会增加。 HD C-S-H 最大凝胶孔径小于1nm，组成稳定，不受加热、干燥、龄期的影响。集中形成在水化后期微观结构的狭小受限区域。 LD C-S-H 凝胶相呈现一种非常复杂的形态，在几十纳米尺度范围内存在堆积密度起伏，很容易受到环境因素的影响，从而导致结构改变和重组、甚至塌陷 以胶束堆积密度为基础提出的 CM-I 模型为硬度和模量的表征提供了理论基础。然而 CM-I 模型并没有阐明荷载作用下的干燥收缩和徐变过程中凝胶发生的变化。干燥和徐变过程中的不可逆变形必然伴随着结构的改变或胶束的重新排列，相应的堆积形式也会发生改变，但模量却没有发生与之一致的变化。此外，CM-I 模型也没有说明凝胶结构中水分子结合的紧密程度，以及当水脱离或重新进入凝胶孔时结构会如何发生变化。 * 新的模型提出C-S-H 随着水化成熟度的增加、外加应力以及在干燥条件下颗粒间的连接数量的增加，可以更好的解释由 于干燥、脱钙以及老化引起的收缩，以及外部条件的变化对其力学性能的影响，该模型可以解释不可逆收缩产生的机理。 * 结构单元不再是椭圆形的颗粒，而是相互间有一定连接的类似；模型融合了凝胶模型和层状模型，一方面认为基本的结构单元是一种层状的转块状颗粒，而这些颗粒仍然具有胶体的特性。 不可逆收缩发生在相对湿度 100%~50%之间。CM-II 对于不可逆收缩的解释是由于颗粒不再呈圆形，颗粒的滑移和翻转可以导致堆叠更紧密因此固相体积的减小，同时第一次干燥后大胶凝孔将减少 * 基于中子小角散射的数据基础上，建立了一种类似于 Jennings模型的新的模型 * 一般化学方法：精确度高，无法分离水泥浆体中未水化的硅酸钙和水化生成的 C-S-H； 测定某微区内 C-S-H 中 C/S 的原子比，往往要测定较多的点，取其平均值； XPS某个颗粒或某一区域 C/S 比值沿纵深的变化，可测的深度只有 10nm 左右 C-S-H 凝胶状态结构研究主要对其中[SiO4]4-四面体阴离子聚合状态的测定 * 1.硅钼黄( 蓝) 法:可以从反应的时间定性地知道四面体阴离子聚合的程度, 不能准确知道各种四面体的聚合结构及其含量, 这方法较简便, 但在测定时要破坏样品; 2.三甲基硅烷化-色谱法:保留了试样中[ SiO4] 4-阴离子的原有的状态, 可以分出聚合度不高的各类阴离子;缺点之一是样品要经过化学处理, 过程中难免使样品受影响; 其次, 它只能得到低聚合度或低结合度的阴离子 * 如是Si-O键,它在 900~ 980cm- 1之间振动, 聚合为 Si- O-Si 键, 就向高波数移动。当成为三维网络结构, 就移到1100~ 1200 cm- 1, 在980~1080 cm- 1之间就是不同的聚合度。这仅定性地反映C-S-H凝胶总体的聚合状态, 也不知其中的聚 * C-S-H 凝胶的谱图上只有Q1 和Q2 的谱线 可能以Q1/Q2 之比值表示线形聚合体链的长短,并且随 C-S-H 凝胶中 C/ S 比值下降, Q1/Q2 也下降。 NMR 方法的优点是对样品的状态没有要求,固态、液态、结晶态或非晶态都可以; 测定时不破坏样品;