胡传林，李宗津，王发洲

(1. 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，湖北，武汉 430070；2. 澳门大学应用物理和材料工程研究所，澳门特别行政区 999078)

混凝土是现代土木工程建设的基础和关键结构材料，现代工程建设的发展对混凝土性能提出更高强度、更高韧性、更高耐久等新的挑战。而混凝土脆性突出、易开裂，其脆性开裂难题是现代重大工程建设的重要技术瓶颈。水化硅酸钙(C-S-H)是水泥水化最重要的产物(约占水化产物的70%)，也是混凝土中最重要的胶结性物质，起到胶结砂石骨料、发挥强度的关键作用。在微观尺度上，C-S-H 是一种多孔介质材料，组成结构十分复杂。因此对C-S-H 微观力学性能进行解析和设计，是从根本上解决混凝土脆性开裂的基础，同时也是混凝土研究领域的基础科学问题。

1 C-S-H 微观力学性能表征方法

以纳米压痕为代表的微观力学测试方法为研究水泥基材料水化产物微观力学性能(包括弹性模量E、硬度H、徐变模量C 等)提供了直接有效的手段[1]。纳米压痕的工作原理如图1(a)所示，是将一个非常锋利的压头压入材料表面，通过压头与材料的力学作用探究材料的微观力学性能。图1(b)为典型的C-S-H 纳米压痕载荷-深度(p-h)曲线，该曲线是由载荷初始阶段不断增加，然后保持恒定，最后不断减小的加载过程产生的。从载荷-深度曲线弹性卸载阶段的初始斜率可获得材料的两个重要力学参数，分别为压痕模量M 和硬度H：

式中：p 为压痕载荷；h 为压痕深度；……