C-S-H

C-S-H的化学组成是不固定的，其Ca/Si比随液相中Ca(OH)2浓度的提高而增加。当溶液中氢氧化钙浓度约为2～20 mol/L时，生成Ca/Si比为0.8～1.5的水化硅酸钙[称C-S-H(Ⅰ)]；当液相中氢氧化钙浓度饱和时，则生成Ca/Si比提高到1.5～2.0的C-S-H(Ⅱ)。在常温下，水固比增加，能使C-S-H的Ca/Si比下降。同时，H/Si比也相应减少，而且比Ca/Si值都低0.5左右。因此，在正常水化的条件下，C-S-H的组成或可粗略地用CxSHx-0.5表示。多数研究者还认为C-S-H的组成随着水化进程而改变，其Ca/Si比随龄期的增长而下降，例如从水化1 d的1.9，到2、3年后可减少至1.4～1.6左右。

特点

C-S-H的化学组成是不固定的，其Ca/Si比随液相中Ca(OH)2浓度的提高而增加。当溶液中氢氧化钙浓度约为2～20 mol/L时，生成Ca/Si比为0.8～1.5的水化硅酸钙[称C-S-H(Ⅰ)]；当液相中氢氧化钙浓度饱和时，则生成Ca/Si比提高到1.5～2.0的C-S-H(Ⅱ)。在常温下，水固比增加，能使C-S-H的Ca/Si比下降。同时，H/Si比也相应减少，而且比Ca/Si值都低0.5左右。因此，在正常水化的条件下，C-S-H的组成或可粗略地用CxSHx-0.5表示。多数研究者还认为C-S-H的组成随着水化进程而改变，其Ca/Si比随龄期的增长而下降，例如从水化1 d的1.9，到2、3年后可减少至1.4～1.6左右。

相关信息

C-S-H呈无定形的胶体状，粒子如以球形计，直径可能小于10 μm。其结晶程度极差，而且即使经过很长时间，结晶度仍然提高不多。

水泥浆体中的C-S-H凝胶会呈现各种不同的形貌：

①纤维状粒子，称为Ⅰ型C-S-H，为水化初期从水泥颗粒向外辐射生长的细长条物质，长约0.5～2 μm，宽一般小于0.2 μm，通常在尖端上有分叉现象。

②网络状粒子，称为Ⅱ型C-S-H，呈互相联锁的网状结构，其组成单元也是一种长条形粒子，截面积与Ⅰ型相同，但每隔半μm左右就叉开，而且叉开角度相当大。由于粒子间叉枝的交结，并在交结点相互生长，从而形成连续的三维空间网。

③等大粒子，称Ⅲ型C-S-H，为小而不规则、三向尺寸近乎相等的球状颗粒，也有扁平碟状，一般不大于0.3 μm。通常在水泥水化到一定程度后才明显出现，在硬化浆体中常占相当数量。

④内部产物，称Ⅳ型C-S-H，即处于水泥粒子原始周界以内的C-S-H，外观似斑驳状。通常认为是通过局部化学反应的产物，比较致密，具有规整的孔隙。其曲型的颗粒或孔的尺寸不超过0.1 μm左右。

C-S-H除具有上述的四种基本形态外，还可能在不同场合观察到呈薄片状、麦管状、珊瑚状以及花朵状等各种形貌。

凝胶模型

①Powers-Brunauer模型：C-S-H是粒径大约为14nm的刚性颗粒，形成层状的托勃莫来石凝胶，具有很高的比表面，颗粒间的凝胶空隙率为28%。孔隙口径小于4埃，所以凝胶孔只能容水分子进入。任何没有被凝胶填充的空间称为毛细孔。凝胶粒子由范德华力结合，C-S-H凝胶在水中的膨胀性是由于单个粒子间存在水分子层而导致粒子的分离。

②Feldman-Sereda模型：微观结构视为硅酸盐不完整层状晶体结构，与Powers-Brunaue模型比较，该模型认为水的作用更加复杂，其中的一部分水在凝胶结构的表面上形成氢键，另一部分则物理吸附于表面上。

③Pratt等人采用带湿样池的TEM观察未经干燥的原始试样，建立了早期，中期和后期产物的概念。早期产物又称E型C-S-H，是薄片形态；中期产物又称O型C-S-H，是无定型凝胶，它可能发展成Ⅰ型纤维状凝胶粒子，也可在以后发展为Ⅲ型不规则等大粒子状凝胶粒子；后期产物是致密凝胶物质，由于此时粒子周围空间已经填满，主要在粒子原来占据的空间生长（它与Ⅳ型内部产物的凝胶粒子接近）。

结构模型

Jenning提出了C-S-H纳米结构的凝胶模型，该模型认为C-S-H凝胶最小结构单元(globue胶束)近似为直径小于5nm的球状体。这些球状体堆积在一起形成2种不同堆积密度的结构，称作高密度水化硅酸钙凝胶(HDC-S-H)和低密度(LD)水化硅酸钙凝胶(LDC-S-H)。这两种堆积形态大体上与“内部水化产物”和“外部水化产物”形貌相对应。在C-S-H中含水的区域包括层间空间、胶粒内孔(intraglobulepores，IG，尺寸≤1nm)、小凝胶孔(smallgelpores，SGP，尺寸为1～3nm)和大凝胶孔(largergelpores，LGP，尺寸为3～12nm)。