如今,混凝土已成为现代文明发展不可或缺的一部分,全球人均年消费量约为1 m~3,成为使用量最大的人造石,其导热性能在施工和使用过程中备受关注。随着试验技术的发展,混凝土的性能表征和提升逐步向微纳米尺度延伸,可揭示不同尺度下性能产生的作用机理和多尺度差异性。水化硅酸钙（C-S-H）是用于表征混凝土微纳米尺度性能的主要水泥水化产物,已有较为系统的力学性能研究成果,但关于其导热性能的研究较少。本论文将基于分子动力学模拟方法,对层状有序C-S-H凝胶分子结构的导热性能进行系统研究,分别采用平衡态和非平衡态分子动力学方法,研究了钙硅比和含水量对C-S-H凝胶导热系数的影响,分析其导热机理,总结研究方法的差异性。首先,将11?的托贝莫来石随机删除Si O2基团构建1.3、1.4、1.5、1.6、1.7五种钙硅比C-S-H单胞模型,将五种钙硅比的C-S-H单胞模型分别进行GCMC水吸附,控制吸附水分子的数量以得到H2O/Si=0、H2O/Si=1.0和H2O/Si=1.65的C-S-H单胞模型。采用平衡态和非平衡态分子动力学方法分别对不同钙硅比和不同含水量的C-S-H导热系数进行计算,证明模拟方法可行。研究发现,采用非平衡态分子动力学方法计算C-S-H凝胶的1.3、1.4、1.5、1.6和1.7五个不同钙硅比在x、y、z三个方向的导热系数,C-S-H凝胶的导热性能和力学性能一样表现出较强的各向异性,得到规律＞＞,y方向的导热系数出现随钙硅比的升高而降低的趋势,x、z方向的导热系数没有明显规律。将三个方向的导热系数计算平均值,得到含水量为0的C-S-H的平均导热系数约为0.92 W/m K,接近11?托贝莫来石的导热系数0.96 W/m K;含水量为1.0的C-S-H的平均导热系数出现随钙硅比升高而降低的趋势。探究含水量对C-S-H凝胶导热性能的影响,发现通过非平衡态分子动力学法计算C-S-H导热系数随着含水量的增加而增加。采用平衡态分子动力学计算C-S-H凝胶的1.3、1.5和1.7三个不同钙硅比在x、y、z三个方向的导热系数,得到＞＞,不同钙硅比C-S-H的平均导热系数接近。由于平衡态计算各向异性材料的导热系数还存在争议,所以单独观察三个方向的导热系数发现数值差异较大,统计误差也较大。通过对比跑动热导率的波动区域高低讨论钙硅比和含水量对导热系数的影响。钙硅比增加,导热性能有降低的趋势,y方向表现最明显。将用平衡态与非平衡态分子动力学计算结果进行对比,发现平衡态计算的数值整体偏大。存在差异猜测可能是由于非平衡态计算导热系数在热流传递过程中,存在部分热流发散丢失的现象,导致计算结果整体偏小。由于平衡分子动力学方法计算导热系数还存在待解决的方面,模拟体系为各向异性材料时,需要具体情况进行修正。通过研究水化硅酸钙的原子和声子运输信息—声子态密度,发现不同钙硅比的含水量为0的C-S-H的声子态密度曲线基本一致,含水量为1的C-S-H的声子态密度曲线出现较大波动,但趋势一致。水分子的加入和增多改变了C-S-H声子的振动模式,含水量从0到1.0,水分子吸附入C-S-H的层间,增加了热量传输通道,并且增强了硅链与硅链之间的匹配度,从而加强了C-S-H的热传递并提高了C-S-H的导热系数;含水量从1.0到1.65,含水分子的C-S-H的声子态密度的峰值出现明显升高,Ca原子、Si原子和O原子声子态密度的峰值也出现明显升高,所以随着含水量的增加C-S-H的导热系数增大。