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本课题得到国家重点基础研究发展规划973—“高性能水泥制备与应用的基础研究”资助,课题编号（2001CB610706）。 建筑业的可持续发展已成为国民经济发展的一个重大问题。充分利用工业废渣作为矿物掺合料进行高性能水泥基材料的研制符合我国可持续发展战略,是水泥基材料进一步发展的根本课题。矿物掺合料的掺入,使水泥基体系成分复杂,影响水泥水化产物的形貌、化学组成、结构及其稳定性,也会对水泥混凝土的耐久性产生影响。目前研究表明混合材对碱-硅酸反应（ASR）有很好的抑制作用,但对混合材抑制ASR机理的认识需进一步完善。混合材抑制ASR的作用,不同研究者均着重强调混合材对混凝土中碱和Ca（OH）2的作用。主要包括混合材对碱的物理稀释、吸附,与Ca（OH）2的火山灰反应减少甚至消除体系中Ca（OH）2等方面。却忽视了火山灰反应生成的大量低Ca/Si的C-S-H凝胶在抑制ASR中的作用。 研究高性能水泥基材料中低Ca/Si的C-S-H凝胶形成及其在抑制ASR中的作用机理是本论文的主题。在研究高性能水泥基材料水化产物Ca（OH）2数量变化,以及高性能水泥基材料对ASR抑制作用的基础上,研究了主要水化产物C-S-H凝胶的形貌、化学组成和结构变化,以及高性能水泥基材料中碱的溶出规律,提出了低Ca/Si的C-S-H凝胶能够“固化”体系中大量的碱,减少碱与活性集料反应的机会,而起到抑制ASR的作用。进一步研究C-S-H凝胶的化学组成和结构变化与C-S-H凝胶持碱能力之间的关系,从材料本征特性提出混合材抑制ASR的新机理。研究工作取得如下进展: 研究了高性能水泥基材料水化产物Ca（OH）2数量、分布、形貌变化以及高性能水泥基材料对ASR的抑制效果。结果表明,随粉煤灰掺量增加,水泥石中Ca（OH）2含量因二次火山灰反应的发生而明显降低,Ca（OH）2含量的变化在一定程度上反映了火山灰反应程度。粉煤灰掺量达到30%和45%时,砂浆棒几乎不发生膨胀,表明粉煤灰对ASR有显著的抑制效果。 利用SEM/EDS和TEM/EDS对高性能水泥基材料水化产物C-S-H凝胶的化学组成研究发现,随粉煤灰掺量增加,二次火山灰反应生成的C-S-H凝胶的Ca/Si明显降低,且C-S-H凝胶中结合碱的数量增大,表明低Ca/Si的C-S-H凝胶能够“固化”孔溶液中大量的碱,减少可发生ASR的有效碱量。 高性能水泥基材料和普通水泥基材料中碱的溶出规律对比研究结果表明,未掺矿物掺合料的水泥基体系,在38℃、100%R.H.条件下养护至4个月的整个反