水化硅酸钙（Calcium-Silicate-Hydrate,简称C-S-H）作为普通波兰特水泥最主要的水化产物,在水泥基中起粘结作用,同时也是水泥混凝土材料强度的来源,并且对混凝土和水泥的力学性能也有非常重要的影响。C-S-H由硅酸钙层有序或无序的排列组成,具有多尺度的多孔结构,离子和水分子在C-S-H孔溶液中的吸附和扩散行为会影响水泥基材料的力学性能和耐久性能。本文在前人研究的基础上,利用分子动力学方法,构建了C-S-H与不同集料（SiO2、CaCO3、MgCO3）之间的晶体模型,模拟了在Ca（OH）2和CaSO4溶液中离子和水分子在C-S-H与集料晶体界面的扩散行为,研究了离子在C-S-H与集料晶体表面的吸附机理,进而为深入探索混凝土结构中水泥凝胶吸附能力的来源和改善混凝土材料的耐久性奠定了基础。主要内容如下:（1）构建了基于实验要求的C-S-H晶体模型,并在纳米孔中分别填充Ca（OH）2和CaSO4溶液,建立了离子和水分子在C-S-H纳米孔道中的传输模型。结果表明:C-S-H凝胶孔表面对钙离子的吸附作用强于氢氧根和硫酸根离子等阴离子,硫酸根离子的存在会抑制钙离子与C-S-H晶体内硅链上的非桥接氧相互结合。高温会促进C-S-H凝胶表面对钙离子的吸附,伴随着温度的升高,钙离子不仅吸附在结构界面处,甚至还会渗透进晶体结构内部。C-S-H结构中硅氧四面体所具有的亲水性,会吸引溶液中大量的水分子在晶体界面处聚集。（2）基于分子动力学方法,模拟研究了C-S-H及SiO2晶体表面在不同溶液中的界面吸附现象。结果表明:在Ca（OH）2溶液中,C-S-H及SiO2晶体凝胶孔表面带负电性对钙离子的吸附能力有差别;在CaSO4溶液中,受硫酸根离子与钙离子之间的强结合能力影响,晶体界面的吸附现象不太明显。因SiO2晶体表面的硅烷醇基（Si-OH）和C-S-H晶体中的硅氧四面体都具有亲水性,水分子在不同晶体界面处都会聚集,但在SiO2晶体界面处的聚集程度强于C-S-H,其中在CaSO4溶液中更为明显。（3）在碳酸盐晶体中,主要以方解石（CaCO3）和菱镁矿（MgCO3）这两种最常见的碳酸盐矿物进行研究。在Ca（OH）2和CaSO4溶液中,因水分子与碳酸盐晶体之间的强氢键作用,水分子在碳酸盐晶体表面出现大量聚集现象,且分布密度远高于C-S-H晶体表面,排列规则,存在着稳定的吸附层;随着逐渐远离碳酸盐晶体表面,水分子密度降低,具有明显扩散吸附层特性。（4）研究了离子在C-S-H及CaCO3晶体表面的吸附与传输特性。结果表明:方解石（1 0 4）晶面处带负电的碳酸根离子会对溶液中带正电的钙离子和C-S-H晶体中的带正电的钙离子通过静电作用相互吸引,而造成溶液中大量的钙离子被吸附束缚在CaCO3晶体表面,C-S-H晶体中部分钙离子也渗透进孔隙溶液中。溶液中的阴离子则逐渐被C-S-H晶体表面暴露出来的钙离子相互吸引而吸附在晶体表面。同时硫酸根离子因其自身的强吸附性,与溶液中的钙离子结合,而减弱CaCO3晶体表面对钙离子的吸附能力。（5）研究了离子在C-S-H及MgCO3晶体表面的吸附及传输性能。结果表明:菱镁矿（1 0 4）表面带正电的镁离子会与溶液中的阴离子进行静电结合,造成溶液中的阴离子被吸附在MgCO3晶体界面附近区域,同时硫酸根离子因其自身所带的负电荷大于氢氧根离子,被吸附在更接近MgCO3晶体表面的区域。溶液中的钙离子因为静电斥力作用远离MgCO3晶体表面,逐渐向靠近C-S-H晶体方向运动,与表面的非桥氧之间相互结合而吸附在C-S-H晶体表面。