纳米材料对超咼强度水泥的增韧机理1） 微集料填充效应：纳米粒子的掺入可以填充于胶凝体系的空隙中，降低水泥 石的孔隙率，改善基体的密实度2） 火山灰效应：由于纳米SiO2的高火山灰活性，将其掺入到UHPC中后易于 与氢氧化钙发生水化反应，生成水化硅酸钙凝胶C-S-H,并同时还能诱导C —S—H朝着针柱状的方向生长，从而改善了基体的界面结构，降低了水泥石的 结构缺陷3） 晶核效应：纳米CaCO3由于颗粒表面较高的活性，可以吸附C3S（硅酸三钙） 水化时释放出的钙离子，降低氢氧化钙晶体在界面处的富集和定向排列，增加C —S—H在界面处的含量，从而提高水泥硬化将体的强度和韧性C —S—H胶 体是期望得到的）4） 钉扎效应：纳米粒子在水泥石基体界面还能产生一种钉扎效果，水泥将体内 部一产生微细裂纹，其扩展将受到纳米粒子的反射、阻碍而消耗能量，从而限制 裂纹的生长和扩展，这就能改善水泥基体材料的断裂韧性纳米材料作为比UHPC中最小的硅灰粒子粒径还小两个数量级的微纳粉体，因区 别于宏观材料的许多特殊性能，使其不仅可以从物理角度作为微细集料很好的填 充于水泥基材料的空隙中，起到改善胶凝体系颗粒级配的作用,还可以从化学角 度改善UHPC的力学性能，从而达到提高强度的目的。
生态纳米材料能明显改善混凝土性能泰伦斯［39 ］将超细硅灰作为有效的附加胶凝材料，增强混凝土的物理力学性 能，还可提高混凝土的耐久性、抗水、抗氯离子渗透、抗电化学腐蚀性能超细偏高岭土 ［40］中的纳米颗粒可作为水泥主要水化产物C-S-H凝胶的成核 物质，同时对C-S-H凝胶分子结构也有一定程度的改善作用，将其加入后可显 著提高水泥基复合材料的力学性能、抗氯离子渗透性能、自密实性能和抗渗性， 并降低其收缩值本团队前期［41 ］研制强度200MPa超高强混凝土时发现，掺入预先分散后的硅 灰和偏岭土等几种微细废弃物粉料后水泥混凝土在力学性能和耐久性能有显著 改善，抗压强度可达230MPa，抗弯拉强度可达40MPa，经1000次冻融循环性 能无劣化，从中发现了颗粒度与宏观性能之间可能存在某种关系探索纳米硅灰改性超高性能水泥基材料的微结构，发现了常规水泥基材料中 普遍存在的低密度C-S-H凝胶大部分被高弹模的超高密C-S-H所取代，结构极 其致密，消除了毛细孔，各层次界面也得到明显强化推测这些微结构显著变化与纳米材料小尺寸效应、表面效应、微颗粒效应和 火山灰活性效应有重要关系但尚不清楚固体废弃物中纳米物质与水泥基胶凝材料之间复杂的协同效用机制和效应机理。