本课题旨在对C-S-H 表面碱、硫、氯的吸附规律作较深入的研究,从而为提高混凝土的耐久性提供一种研究思路。采用溶液合成法制备了C-S-H;根据表面物理化学原理,探讨了研究C-S-H 表面吸附能力的实验方法,实验结果表明,通过化学分析及测定ζ电位的方法来研究C-S-H 表面吸附能力是可行的。应用该方法,本课题考察了Na⁺、SO₄^2-、Cl^-离子在C-S-H 表面的吸附特性;探讨了Al³⁺离子的固溶对C-S-H 表面吸附Na⁺、SO₄^2-、Cl^-离子能力的影响。研究指出,Na⁺离子可以作为反离子吸附于C-S-H 表面,其吸附量与共存的液相组成密切相关;SO₄^2-离子和Cl^-离子虽然与C-S-H 表面带有相同电荷,但仍可以被C-S-H 表面所吸附。C-S-H 表面对Cl^-离子的吸附量大于对SO₄^2- 离子的吸附量。Cl^-离子进入吸附层的几率较大,C-S-H 表面对Cl^-离子的吸附量为吸附层中的Cl^-离子量和扩散层中的Cl^-离子量之和。SO₄^2- 离子很难进入吸附层,被吸附的SO₄^2-离子主要分布在扩散层中。固溶Al³⁺离子的C-S-H 对Na⁺离子的吸附能力强,对SO₄^2-离子和Cl^-离子的吸附能力弱。实验考察了吸纳Al³⁺离子和Na⁺离子的C-S-H 中产生沸石的可能性。XRD 检测表明,在合适的组成条件下经过压蒸的C-S-H 中出现沸石,而组成相近经过同样压蒸处理的固溶Al³⁺离子的C-S-H 中却未发现沸石。通过对产生沸石后的试样对Na⁺、SO₄^2-、Cl^-离子的吸附能力的考察发现,含有沸石的C-S-H 对Na⁺离子的吸附能力增大、对SO₄^2-离子和Cl^-离子的吸附能力减小。C-S-H 表面对碱离子吸附量的增加,减少了液相中存在的游离的碱离子量,有利于减小混凝土中发生碱-集料反应的可能性。C-S-H 表面吸附的SO₄^2- 离子,可以成为混凝土中钙矾石晶体延迟生成的硫酸盐来源,钙矾石晶体也可以在C-S-H 凝胶中生成。SEM 照片显示,Al³⁺离子的固溶会影响钙矾石的结晶状况。Cl^-离子与C-S-H 表面之间存在较强的吸附作用,提高混凝土中C-S-H 凝胶的数量就可以增加对Cl^-离子的吸附量,从而减轻Cl^-离子对钢筋的锈蚀。