水化硅酸钙纳米尺度微结构的AFM研究(英文)

摘要

用原子力显微镜的轻敲模式对采用特殊复型技术制备的平滑水泥基材料试样中水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,C–S–H)的纳米尺度结构进行了研究。研究发现:水泥水化产物C–S–H形态呈凝胶状,是由一种基本的结构单元——粒径约为5nm的纳米颗粒组成,这些纳米颗粒相互之间会凝聚和自组装成不同的微米构造,微米构造的特征与生长空间有关。纳米微粒表面吸附水后在微粒之间产生一种聚凝连结,随着龄期的增长,纳米微粒的粒径逐渐增大,聚羧酸减水剂的掺入也促进了纳米微粒的长大,这主要是由于纳米微粒之间形成更多较强的结构连结所致。经过溶蚀处理后的C–S–H凝胶样品表面的纳米颗粒粒径明显减小并接近了基本结构单元的尺寸,其主要原因是NH4NO3使C–S–H凝胶体系中的一些未与[SiO4]四面体结合的Ca(OH)2溶解,因此,可以认为纳米颗粒之间主要的结构连结是Ca—O假六方体的共晶连结。