马 彬，朱林伟，牛海华

(桂林电子科技大学建筑与交通工程学院，广西桂林 541004)

1 前 言

水化硅酸钙(C-S-H)是水泥基材料水化后的主要产物，对材料各项性能均有重要影响。目前，国内外学者对水泥水化过程及其相应产物结构的研究已有很多[1-3]，但大多是在宏观层次上的试验和数值模拟研究，对其微观组分的结构特性和形成机制仍未有定论。

起初，通过核磁共振、扫描电镜、光谱法等[4-6]试验方法来研究C-S-H 的微观结构特性，认为C-S-H 为层状结构，且结构内部的钙硅原子比大约为1.2～2.3。由于通过已有试验方法得到的结果存在一定局限性，因此随着计算科学的发展，基于分子/原子层次的计算模拟方法无疑成为了研究材料纳米尺度结构的有效途径[7-9]。目前，通常采用Tobermorite 和Jennite类结晶体结构来研究C-S-H 的结构的特性和力学性能，但水泥水化产生的C-S-H 凝胶为无定形态，将初始晶态结构转变为无定形态结构并利用分子动力学模拟的研究成为了热点。已有的关于C-S-H 凝胶无定形态的报道多是通过高温退火或自上而下方法来实现晶态到无定形态的转变，但这些方法并不能完全体现水泥水化过程的随机性[10-11]。基于随机系统建立C-S-H 凝胶模型不仅能够体现凝胶结构的无定形态且能够满足水化过程的随机性，故本研究将采用随机系统建立CS-H 凝胶模型。

从水泥或混凝土材料的服役过程来看，水分子和C-S-H 凝胶微观结构的相互作用严重影响了材料整体力学性能和耐久性。水分子作为C-S-H 凝胶的重要组成部分，一直都是其微观结构研究的重点。……