在水泥混凝土中摻加粉煤灰是配制現代水泥混凝土最常見的技術措施之一，也是減小粉煤灰環境負荷、提高混凝土綠色化程度及性能的重要手段。但材料早期性能發展緩慢是制約粉煤灰混凝土發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注的問題之一。研究發現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性能，因此將其用于對早期性能發展緩慢的水泥粉煤灰體系的改性逐漸進入人們的研究視野。一些研究結果顯示，納米 SiO2對提高水泥粉煤灰體系早期強度有一定優勢，但其對后期力學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揮作用的研究，特別是后期作用的研究較缺乏有關。 
     為系統分析納米 SiO2在促進水泥粉煤灰膠凝材料體系早期性能發展方面的作用優勢，并厘清其對材料后期性能影響的規律，本文對摻溶膠態納米 SiO2的水泥粉煤灰體系早期和后期性能發展規律進行試驗研究，并對納米 SiO2影響體系性能發展的作用機理進行分析。在上述研究的基礎上，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、凝結硬化及力學性能進行研究發現，納米 SiO2顯著降低拌合物工作性，但粉煤灰優異的顆粒特性有助于削弱這種不利影響。納米 SiO2對材料凝結硬化的促進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展不足的缺陷：摻量為 5%的納米 SiO2顯著提高材料凝結硬化、早期抗壓強度等性能，且粉煤灰摻量越高，強度提高幅度越大。但水化后期，摻納米 SiO2的水泥粉煤灰砂漿強度增長緩慢，3 個月后砂漿抗壓強度與未摻納米 SiO2試件相等或較低。水泥粉煤灰體系摻入納米 SiO2后，強度發展受自干燥影響程度加大。 
然后，論文在分析納米 SiO2的火山灰反應特性及其對水泥水化機理影響的基礎上探討了其對水泥粉煤灰體系反應早期和后期水化硬化的影響。化學分析和形貌研究結果顯示，納米 SiO2按一級化學反應模式水化生成凝膠，并提供為水泥水化產物生長的晶核；采用量熱精度更高的等溫差示掃描量熱技術，并結合水泥溶液離子濃度測試、水化產物形貌分析等手段對納米 SiO2影響水泥水化的機理的研究顯示，納米 SiO2通過促進水泥水化半透膜破裂和水泥溶解來促進水泥的水化。形貌、孔結構及水泥、粉煤灰反應程度測試結果顯示，納米 SiO2水化產物結構致密，有利于材料早期結構的密實，但這些致密的水化產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、粉煤灰進一步水化以及結構進一步密實。納米 SiO2火山灰反應提供的水化凝膠有利于提高材料早期性能，但火山灰反應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。通過對材料細度的匹配可更好地發揮納米 SiO2對水泥粉煤灰體系的積極作用：顆粒相對較粗的納米 SiO2對砂漿后期強度發展的負面影響較小，而納米SiO2在較細水泥體系中對孔隙的密實作用更大；實驗室化學合成的納米 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展均有積極作用。
     關鍵詞：粉煤灰  納米SiO2  水化機理  包裹作用  納米改性