合成C-S-H晶种特性对水泥浆体早期水化及孔结构演变的影响

水泥浆体早期性能的演变是一个复杂的过程，从流动状态到硬化状态的转变过程中水化反应和微观结构的演变交互作用。采用晶种材料，尤其是合成C-S-H晶种，对水泥基材料早期水化进行调控并提升材料性能是广为认可的手段。然而，关于不同条件下合成C-S-H晶种对水泥浆体早期水化动力学和孔隙结构影响的研究鲜有报道，这将阻碍关于C-S-H晶种特性对水泥基材料早期性能影响的充分认知。

近日， Cement and Concrete Research（IF=10.5，中科院一区Top期刊）在线发表了同济大学材料科学与工程学院徐晶老师研究团队的论文“Impact of synthetic C-S-H seeds on early hydration and pore structure evolution of cement pastes: A study by ¹H low-field NMR and path analysis”，本文通讯作者为徐晶副研究员，第一作者为学院博士生詹培敏。

该团队通过¹H LF-NMR原位测试和路径分析并揭示了C-S-H晶种特性与水泥水化动力学、力学性能的相关性。基于BNG模型的水化动力学分析，发现C-S-H晶种的合成参数与水化成核和生长速度密切相关。在纳米级和高纯度的C-S-H晶种存在时，水泥水化的加速期在2小时内开始，在6小时后结束，该阶段水泥浆的孔隙被细化，抗压强度显著提高；随后进入水化速率低、强度增量慢的阶段。当水泥浆体与微尺寸或低纯度的C-S-H晶种混合时，水化的促进作用仍然存在，但加速期和减速期的出现时间明显被延迟，强度增强效果有所减弱。

徐晶老师研究团队多年来一直围绕功能性水泥基材料和混凝土耐久性的理论与方法开展系统研究，累计在CCR, CCC, CBM等期刊发表论文60余篇。

本论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107376，欢迎点击下载阅读。