Abstract Calcium (alumino)silicate hydrate (C-(A-)S-H) is the main binding phase in blended cement concrete. Understanding the chemistry and structure of C-(A-)S-H is essential to optimizing concrete properties such as compressive strength and durability; yet questions remain around the coordination environments of Ca and Al in its structure with various chemical compositions and equilibration temperatures. C-(A-)S-H with Ca/Si = 0.6–1.6, Al/Si = 0–0.1, and equilibrated at 7–80 °C is studied by nanoscale soft X-ray spectroscopy at the Ca L2,3- and Si K-edges. Highly distorted CaO7 complexes occur in the intralayer of C-(A-)S-H irrespective of Ca/Si, Al/Si, and temperature. Zeolitic Ca in the interlayer of C-(A-)S-H is highly distorted from an ideal octahedral coordination. Third aluminate hydrate is either not Ca-bearing or its Ca is structurally similar to C-(A-)S-H and does not resemble the Ca in AFm-phases. Increasing aluminosilicate chain polymerization in C-(A-)S-H shifts the Si K-edge to higher energies, implying Al uptake in the bridging and/or cross-linked sites, as well as a contraction of Si O bond lengths. C-(A-)S-H exhibits a foil-like morphology, with individual foils comprised of nano-sized platelets with comparable thickness regardless of Ca/Si or Al/Si at 7–50 °C. Coarser C-(A-)S-H foils occur at 80 °C and higher Al/Si ratios relative to lower temperatures and Al content.

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钙（铝）硅酸盐水合物的化学和结构：XANES、ptychographic 成像和广角和小角散射的研究

摘要 水化硅酸钙(C-(A-)SH)是混合水泥混凝土中的主要结合相。了解 C-(A-)SH 的化学和结构对于优化混凝土性能（如抗压强度和耐久性）至关重要；然而，问题仍然存在于 Ca 和 Al 在其结构中具有各种化学成分和平衡温度的配位环境。C-(A-)SH 与 Ca/Si = 0.6–1.6，Al/Si = 0–0.1，并在 7–80 °C 下平衡，通过纳米级软 X 射线光谱在 Ca L2,3- 和 Si 处进行研究K 边。高度扭曲的 CaO7 复合物出现在 C-(A-)SH 层内，与 Ca/Si、Al/Si 和温度无关。C-(A-)SH 夹层中的沸石 Ca 从理想的八面体配位高度扭曲。第三铝酸盐水合物要么不含 Ca，要么其 Ca 在结构上类似于 C-(A-)SH 并且与 AFm 相中的 Ca 不相似。增加 C-(A-)SH 中的铝硅酸盐链聚合将 Si K 边缘转移到更高的能量，这意味着在桥接和/或交联位点吸收铝，以及 SiO 键长度的收缩。C-(A-)SH 表现出类似箔的形态，在 7-50 °C 下，无论是 Ca/Si 还是 Al/Si，单个箔都由具有相当厚度的纳米级薄片组成。较粗的 C-(A-)SH 箔出现在 80 °C 和较高的 Al/Si 比（相对于较低的温度和 Al 含量）。以及 Si O 键长的收缩。C-(A-)SH 表现出类似箔的形态，在 7-50 °C 下，无论是 Ca/Si 还是 Al/Si，单个箔都由具有相当厚度的纳米级薄片组成。较粗的 C-(A-)SH 箔出现在 80 °C 和较高的 Al/Si 比（相对于较低的温度和 Al 含量）。以及 Si O 键长的收缩。C-(A-)SH 表现出类似箔的形态，在 7-50 °C 下，无论是 Ca/Si 还是 Al/Si，单个箔都由具有相当厚度的纳米级薄片组成。较粗的 C-(A-)SH 箔出现在 80 °C 和较高的 Al/Si 比（相对于较低的温度和 Al 含量）。