1.1选题目的和意义

在沿海地区和海岛上，可以利用海水、海砂制作混凝土。相比传统混凝土而言，这种海水混凝土是一种十分高效和经济的选择。然而，海水、海砂混凝土技术不成熟，在实际工程中面临着许多问题，例如由氯离子等阴离子的掺入影响导致混凝土强度下降，钢筋腐蚀速率变快等负面影响。从微观力学性质出发，了解海水、海砂对混凝土强度的影响，对解决这些问题很有帮助。对于硅酸盐水泥，水化硅酸钙是主要的水化产物和主要胶结成分，研究氯离子对水化硅酸钙的影响，是从微观成因角度出发，去研究海水混凝土问题，对解决海水混凝土的工程应用问题有一定的帮助

1.2本选题在国内外的研究现状

当前国内外海水环境中的混凝土研究主要集中在海水对混凝土结构腐蚀作用、海水腐蚀混凝土机理分析、海水环境下混凝土结构的耐久性和混凝土抗击海水侵蚀性能的改良。目前大部分学者对于海水拌合混凝土的研究主要集中于物理特性和力学强度测试，运用实验室试验的方法，研究了海水会增加混凝土的早期强度，而长期强度会有所损失；而耐久性则通过对某种离子的电通量指标来表征。基于已有学者宏观实验的研究，本选题通过分子动力学从微观角度研究分析，来建立宏观性能与微观结构的内在联系，以期为海洋工建设实践和结构服役性能提供理论支撑和保障。

海水区别于河水的特点是其中含有大量的酸性离子，如氯离子、硫酸根离子。这些酸性的离子能够破坏混凝土中的胶结层，破坏混凝土的结构，降低其承载力。对于海水侵蚀混凝土问题或是海水拌合混凝土的耐久性问题，国内外许多专家学者能提出多个机理，如孙江安^[1]在“海水侵蚀混凝土构筑物的作用机理与几点认识”一文中分析认为海水中大量游离态的 Cl^-先渗透达到混凝土中的钢筋破坏其钝化膜，继而导致其生锈，渐使其混凝土保护层裂隙扩张，钢筋彻底直接接触大量海水，锈蚀加剧，最后混凝土保护层剥落，钢筋外露，海水中钢筋混凝土结构破坏；张忆铨^[2]在“人工海水腐蚀混凝土性能影响研究”一文中通过试验研究了人工海水对混凝土的性能的腐蚀，主要研究了氯离子含量的影响，研究发现，随着氯离子浓度的升高，混凝土的强度显著的降低了。Rao D^[3]等在“Influence of neutral salts ( NaCl and KCl) in water on properties of natural admixture cements．”一文中将氯化钠加入拌合水研究氯化钠对砂浆的影响。结果显示氯化钠可以减少砂浆的凝结时间; 且提高砂浆的早期抗压强度，4 g /L 时效果最好。通过 XRD 测试发现氯化钠的添加使水化产物中包含云母复合物。其中意见比较一致的是Cl^-对混凝土的影响。

氯离子引入水泥基材料之后，部分会同某些水泥相发生化学反应，部分被吸附在水化产物或者孔壁上，前者称为氯离子化学结合，后者称为氯离子物理吸附。水泥的水化产物60%-70%为C-S-H。在王小刚^[4]“氯离子结合及其对水泥基材料微观结构的影响”一文中研究表明化学结合主要是形成 Friedel’s 盐的过程，物理吸附主要是C-S-H凝胶对氯离子的作用。不过近年来很多学者更多注意的是化学结合，至今有关氯离子的物理固化或吸附的相关机理研究同样是不很完整的。近来的研究多集中在利用双电层理论来解释氯离子在C-S-H凝胶表面被固化的现象。不过国内外学者基本集中于研究Cl^-对C-S-H结构上的影响，且到目前为止从微观尺度上出发对水泥基材料力学性能作定量化研究的报道还很少，故本选题也将基于这一理论来研究引入Cl^-的C-S-H凝胶的力学性能这一方面。

2. 研究的基本内容与方案

2.1选题研究内容