朱 羽, 张 琳,库建刚

(福州大学 紫金矿业学院，福建 福州 350108)

0 引言

水化硅酸钙(Calcium Silicate Hydrate,简称C-S-H)是硅酸盐水泥水化产物的主要成分，是胶凝材料强度的主要来源，其结构及性质对胶凝材料的力学性能具有决定性作用[1]。外加剂是指在混凝土制备过程中掺入的用于改善混凝土性能的化学物质，其作用主要是改善混凝土的和易性、调节凝结时间、控制强度和提高耐久性[2]。近年来，随着混凝土技术的发展，外加剂已成为制备混凝土的重要辅助材料，但外加剂中引入的各种离子(如Al3+、Cl-和SO42-等)对C-S-H的组成、结构及形貌有较大影响。C-S-H的组成、结构及形貌的变化势必会引起混凝土结构及性能的变化[3-4]，所以探究外加剂中各离子对C-S-H的组成、结构及形貌的影响尤为重要。为此，本文分析了无机外加剂中Al3+、Na+、K+、Cl-、SO42-等对C-S-H的组成、结构及微观形貌的影响，总结了不同离子对C-S-H的组成、结构及形貌的影响效果，以期为混凝土中外加剂的添加提供指导。

1 Al3+对C-S-H的影响

1.1 Al3+在C-S-H中的配位形式

Al3+在C-S-H中不是以一种状态存在，而是以四配位铝(Al[4])、五配位铝(Al[5])和六配位铝(Al[6])三种配位状态存在。

LU等[5]发现：Al3+在C-S-H结构中的配位形式和位置主要取决于初始ω(Ca)/ω(Si+Al)和ω(Al)/ω(Si)，当ω(Al)/ω(Si) = 0.10 时，Al3+占据C-S-H中硅氧四面体的Si4+的位置，出现了Al[4]；当ω(Al)/ω(Si)>0.30 时，出现了Al[4]和Al[6][6-7]。封孝信等[8]也发现：当Al3+较少时，Al3+以Al[4]的形式存在；而当Al3+取代Si4+达到饱和后，剩余的Al3+以Al[6]的形式存在。

ANDERSEN等[9]发现，除了有Al[4]和Al[6]存在之外，还存在Al[5]。LU等[5]发现：当初始ω(Ca)/ω(Si+Al)较小 (0.6和0.8) 时，Al3+以Al[4]的形式存在；随着ω(Ca)/ω(Si+Al)的增大，部分Al3+开始形成Al[5]和Al[6]；且随着ω(Al)/ω(Si)的增大，Al[4]的含量减小，Al[5]和Al[6]的总量增大，但仍以Al[4]为主，Al[5]的量非常少。