在水泥混凝土中摻加粉煤灰是配制現(xiàn)代水泥混凝土最常見的技術(shù)措施之一，也是減小粉煤灰環(huán)境負(fù)荷、提高混凝土綠色化程度及性能的重要手段。但材料早期性能發(fā)展緩慢是制約粉煤灰混凝土發(fā)展最重要的因素之一，因此研究如何提高水泥粉煤灰體系早期性能是人們重點關(guān)注的問題之一。研究發(fā)現(xiàn)在水泥混凝土中摻加少量納米 SiO2可顯著提高材料諸多方面性能，特別是材料早期力學(xué)性能，因此將其用于對早期性能發(fā)展緩慢的水泥粉煤灰體系的改性逐漸進(jìn)入人們的研究視野。一些研究結(jié)果顯示，納米 SiO2對提高水泥粉煤灰體系早期強(qiáng)度有一定優(yōu)勢，但其對后期力學(xué)性能影響的研究存有一定爭議，這主要與對納米 SiO2在水泥粉煤灰體系中發(fā)揮作用的研究，特別是后期作用的研究較缺乏有關(guān)。 
     為系統(tǒng)分析納米 SiO2在促進(jìn)水泥粉煤灰膠凝材料體系早期性能發(fā)展方面的作用優(yōu)勢，并厘清其對材料后期性能影響的規(guī)律，本文對摻溶膠態(tài)納米 SiO2的水泥粉煤灰體系早期和后期性能發(fā)展規(guī)律進(jìn)行試驗研究，并對納米 SiO2影響體系性能發(fā)展的作用機(jī)理進(jìn)行分析。在上述研究的基礎(chǔ)上，論文探討了水泥粉煤灰體系的納米改性方法，以期研究結(jié)果對水泥粉煤灰體系的納米改性研究有一定參考價值。 
     論文首先對摻納米 SiO2的水泥粉煤灰凈漿和砂漿的工作性、凝結(jié)硬化及力學(xué)性能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，納米 SiO2顯著降低拌合物工作性，但粉煤灰優(yōu)異的顆粒特性有助于削弱這種不利影響。納米 SiO2對材料凝結(jié)硬化的促進(jìn)作用較大程度上緩解了摻粉煤灰膠凝材料體系早期性能發(fā)展不足的缺陷：摻量為 5%的納米 SiO2顯著提高材料凝結(jié)硬化、早期抗壓強(qiáng)度等性能，且粉煤灰摻量越高，強(qiáng)度提高幅度越大。但水化后期，摻納米 SiO2的水泥粉煤灰砂漿強(qiáng)度增長緩慢，3 個月后砂漿抗壓強(qiáng)度與未摻納米 SiO2試件相等或較低。水泥粉煤灰體系摻入納米 SiO2后，強(qiáng)度發(fā)展受自干燥影響程度加大。 
然后，論文在分析納米 SiO2的火山灰反應(yīng)特性及其對水泥水化機(jī)理影響的基礎(chǔ)上探討了其對水泥粉煤灰體系反應(yīng)早期和后期水化硬化的影響。化學(xué)分析和形貌研究結(jié)果顯示，納米 SiO2按一級化學(xué)反應(yīng)模式水化生成凝膠，并提供為水泥水化產(chǎn)物生長的晶核；采用量熱精度更高的等溫差示掃描量熱技術(shù)，并結(jié)合水泥溶液離子濃度測試、水化產(chǎn)物形貌分析等手段對納米 SiO2影響水泥水化的機(jī)理的研究顯示，納米 SiO2通過促進(jìn)水泥水化半透膜破裂和水泥溶解來促進(jìn)水泥的水化。形貌、孔結(jié)構(gòu)及水泥、粉煤灰反應(yīng)程度測試結(jié)果顯示，納米 SiO2水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)致密，有利于材料早期結(jié)構(gòu)的密實，但這些致密的水化產(chǎn)物與水泥早期加速水 化生成的凝膠緊密包裹于未水化水泥、粉煤灰表面，阻礙水泥、粉煤灰進(jìn)一步水化以及結(jié)構(gòu)進(jìn)一步密實。納米 SiO2火山灰反應(yīng)提供的水化凝膠有利于提高材料早期性能，但火山灰反應(yīng)對水泥粉煤灰體系中 Ca(OH)2的大量消耗顯著降低體系中粉煤灰的合理摻量。 
     論文最后針對水泥粉煤灰體系納米 SiO2改性的不足，探討了該體系的納米改性方法。通過對材料細(xì)度的匹配可更好地發(fā)揮納米 SiO2對水泥粉煤灰體系的積極作用：顆粒相對較粗的納米 SiO2對砂漿后期強(qiáng)度發(fā)展的負(fù)面影響較小，而納米SiO2在較細(xì)水泥體系中對孔隙的密實作用更大；實驗室化學(xué)合成的納米 Ca(OH)2對水泥粉煤灰體系改性的研究顯示，納米 Ca(OH)2對體系早期和后期性能發(fā)展均有積極作用。
     關(guān)鍵詞：粉煤灰  納米SiO2  水化機(jī)理  包裹作用  納米改性