水泥浆体中的水化硅酸钙（Calcium-Silicate-Hydrate,通常简称为C-S-H）是硅酸盐水泥的主要水化产物之一，也是衡量水泥的强度和硬度的重要参数。研究微米及纳米尺度的水化硅酸钙对于了解水泥成核机理以及水泥的宏观力学等方面性能具有举足轻重的作用。目前，国内外对于研究水泥工程方面已相当成熟，但是对于硅酸盐水泥中的C-S-H的具体微观分子结构仍处于初步阶段。生产实践中发现富硅、富钙以及反应中加入水量均可以明显改变硅酸盐水泥中C-S-H的微观分子结构以及力学性能。因此，揭示水化硅酸钙的微米纳米尺度的分子结构以及形成机理一直是水泥化学实验领域和理论计算研究的重点科学问题之一。根据现阶段已拥有的实验数据，本论文采用了量子化学计算方法和分子动力学中的活性反应力场方法（ReaxFF），对微米纳米尺度的水化硅酸钙的可能的微观组成结构以及形成机理进行了系统的理论研究。本论文由四章构成。　　在第一章中主要介绍水泥化学的研究现状，理论化学研究水泥基材料的必要性以及水泥材料中主要成分水化硅酸钙的模型。　　第二章主要研究了链长为2-5（即：含2~5个硅氧四面体单元）的水合硅氧链及环的最稳定构型，以及水合硅氧四面体的脱水缩聚机理，同时还计算了环状聚合物和链状聚合物之间的转化机理。　　第三章在基于第二章中稳定水合硅氧四面体构型中1:1引入氢氧化钙后的链长为2-5的水化硅酸钙的最稳定构型，同时还计算了过程的可能历经的反应路径。　　第四章我们以Q1和Q2的水化硅酸钙为例，使用了分子动力学的方法设计和模拟C-S-H凝胶分子间的可能作用和纳米尺寸凝胶团簇的形成机理。