C-S-H的化學組成是不固定的，其Ca/Si比隨液相中Ca(OH)2濃度的提高而增加。當溶液中氫氧化鈣濃度約為2～20 mol/L時，生成Ca/Si比為0.8～1.5的水化矽酸鈣[稱C-S-H(Ⅰ)]；當液相中氫氧化鈣濃度飽和時，則生成Ca/Si比提高到1.5～2.0的C-S-H(Ⅱ)。在常溫下，水固比增加，能使C-S-H的Ca/Si比下降。同時，H/Si比也相應減少，而且比Ca/Si值都低0.5左右。因此，在正常水化的條件下，C-S-H的組成或可粗略地用CxSHx-0.5表示。多數研究者還認為C-S-H的組成隨著水化進程而改變，其Ca/Si比隨齡期的增長而下降，例如從水化1 d的1.9，到2、3年後可減少至1.4～1.6左右。
基本介紹
- 中文名：水化矽酸鈣
- 外文名：calcium silicate hydrates
- 術語：C-S-H
- 性狀：無定形的膠體狀
- 直徑：可能小於10 μm
- 結晶程度：極差
特點,相關信息,凝膠模型,結構模型,
特點
C-S-H的化學組成是不固定的，其Ca/Si比隨液相中Ca(OH)2濃度的提高而增加。當溶液中氫氧化鈣濃度約為2～20 mol/L時，生成Ca/Si比為0.8～1.5的水化矽酸鈣[稱C-S-H(Ⅰ)]；當液相中氫氧化鈣濃度飽和時，則生成Ca/Si比提高到1.5～2.0的C-S-H(Ⅱ)。在常溫下，水固比增加，能使C-S-H的Ca/Si比下降。同時，H/Si比也相應減少，而且比Ca/Si值都低0.5左右。因此，在正常水化的條件下，C-S-H的組成或可粗略地用CxSHx-0.5表示。多數研究者還認為C-S-H的組成隨著水化進程而改變，其Ca/Si比隨齡期的增長而下降，例如從水化1 d的1.9，到2、3年後可減少至1.4～1.6左右。
相關信息
C-S-H呈無定形的膠體狀，粒子如以球形計，直徑可能小於10 μm。其結晶程度極差，而且即使經過很長時間，結晶度仍然提高不多。
水泥漿體中的C-S-H凝膠會呈現各種不同的形貌：
①纖維狀粒子，稱為Ⅰ型C-S-H，為水化初期從水泥顆粒向外輻射生長的細長條物質，長約0.5～2 μm，寬一般小於0.2 μm，通常在尖端上有分叉現象。
②網路狀粒子，稱為Ⅱ型C-S-H，呈互相聯鎖的網狀結構，其組成單元也是一種長條形粒子，截面積與Ⅰ型相同，但每隔半μm左右就叉開，而且叉開角度相當大。由於粒子間叉枝的交結，並在交結點相互生長，從而形成連續的三維空間網。
③等大粒子，稱Ⅲ型C-S-H，為小而不規則、三向尺寸近乎相等的球狀顆粒，也有扁平碟狀，一般不大於0.3 μm。通常在水泥水化到一定程度後才明顯出現，在硬化漿體中常占相當數量。
④內部產物，稱Ⅳ型C-S-H，即處於水泥粒子原始周界以內的C-S-H，外觀似斑駁狀。通常認為是通過局部化學反應的產物，比較緻密，具有規整的孔隙。其曲型的顆粒或孔的尺寸不超過0.1 μm左右。
C-S-H除具有上述的四種基本形態外，還可能在不同場合觀察到呈薄片狀、麥管狀、珊瑚狀以及花朵狀等各種形貌。
凝膠模型
①Powers-Brunauer模型：C-S-H是粒徑大約為14nm的剛性顆粒，形成層狀的托勃莫來石凝膠，具有很高的比表面，顆粒間的凝膠空隙率為28%。孔隙口徑小於4埃，所以凝膠孔只能容水分子進入。任何沒有被凝膠填充的空間稱為毛細孔。凝膠粒子由范德華力結合，C-S-H凝膠在水中的膨脹性是由於單個粒子間存在水分子層而導致粒子的分離。
②Feldman-Sereda模型：微觀結構視為矽酸鹽不完整層狀晶體結構，與Powers-Brunaue模型比較，該模型認為水的作用更加複雜，其中的一部分水在凝膠結構的表面上形成氫鍵，另一部分則物理吸附於表面上。
③Pratt等人採用帶濕樣池的TEM觀察未經乾燥的原始試樣，建立了早期，中期和後期產物的概念。早期產物又稱E型C-S-H，是薄片形態；中期產物又稱O型C-S-H，是無定型凝膠，它可能發展成Ⅰ型纖維狀凝膠粒子，也可在以後發展為Ⅲ型不規則等大粒子狀凝膠粒子；後期產物是緻密凝膠物質，由於此時粒子周圍空間已經填滿，主要在粒子原來占據的空間生長（它與Ⅳ型內部產物的凝膠粒子接近）。
結構模型
Jenning提出了C-S-H納米結構的凝膠模型，該模型認為C-S-H凝膠最小結構單元(globue膠束)近似為直徑小於5nm的球狀體。這些球狀體堆積在一起形成2種不同堆積密度的結構，稱作高密度水化矽酸鈣凝膠(HDC-S-H)和低密度(LD)水化矽酸鈣凝膠(LDC-S-H)。這兩種堆積形態大體上與“內部水化產物”和“外部水化產物”形貌相對應。在C-S-H中含水的區域包括層間空間、膠粒內孔(intraglobulepores，IG，尺寸≤1nm)、小凝膠孔(smallgelpores，SGP，尺寸為1～3nm)和大凝膠孔(largergelpores，LGP，尺寸為3～12nm)。
